1.3 Допуски и посади радиальных подшипников качения.

Качество работы подшипников определяет­ся: точностью размеров присоединительных поверхнос­тей; формой и расположением поверхностей колец и их шероховатостью; формой и размерами тел качения; бо­ковым биением по дорожкам качения наружного и внутреннего колец.

Уста­новлено пять классов точности подшипников: 0, 6, 5, 4, 2 (перечислены в порядке повышения точности). Класс точности, кроме 0, указывают через тире перед услов­ным обозначением подшипника, например 6-205.

Чтобы облегчить ремонт ма­шин при износе посадочных мест, выпускаются подшип­ники, диаметр внутреннего кольца которых уменьшен, а диаметр наружного кольца увеличен. В этом случае на внутреннем кольце ставят букву М, а на наруж­ном - Б.

Класс точности подшипника выбирают исходя из требований, предъявляемых к точности вращения и условиям работы механизма. Для большинства механизмов общего назначения применяют подшипники класса точности 0 (нормального). Подшипники более высоких классов точности применяют при больших частотах вращения и в тех случаях, когда требуется высокая точность вращения вала (например, для шпинделей шлифованных и других прецизионных станков, приборов и т. п.). Для прецизионных приборов и машин используются подшипники класса 2 и точнее.

Кольца подшипников, находящиеся до монтажа в свободном состоянии, вследствие упругих деформаций могут иметь овальность (рис. 11).

рис.11

Это объясняется тем, что кольца многих типов подшипников имеют малую толщину, сравнительно легко деформируются и после сборки с валами и корпусами принимают форму круглых цилиндров, имеющих средние диаметры: диаметр наружного кольца , диаметр внутреннего кольца . Этот размер используется для расчёта параметров посадок подшипников качения.

Поле допуска присоединительного диаметра наружного кольца занимает такое же положение, как поле допуска основ­ного вала, а поле допуска внутреннего диаметра по сравнению с полем допуска основного отверстия пере­вернуто относительно нулевой линии (чтобы использовать валы с предпочтительными полями допусков). В обозначении поля допуска основное отклонение у присоединительного диаметра наружного кольца обозначается l, у присоединительного диаметра внутреннего кольца обозначается L. Величина поля допуска определяется классом точности (рис.12).

рис.12

Образование посадок колец подшипников подобно образованию посадок для гладких цилиндрических соединений

Посадки внутреннего кольца относительно вала вы­бирают в системе отверстия, а наружного кольца в кор­пус - в системе вала по соответствующим таблицам.

Схема «вращается вал» имеет место в основе работы подшипников в колесах автомобилей, тракторов, в роликах конвейеров, когда при работе вращается наружное кольцо.

Установлено три вида нагружения: местное, цирку­ляционное и колебательное. При местном нагружении постоянная по величине радиальная нагрузка воздей­ствует на один и тот же ограниченный участок дорожки качения и вызывает местный износ (у невращающегося кольца). Рекомендуются посадки с небольшим средневероятным зазором, вследствие чего кольцо в процессе работы под воздействием отдельных толчков, сотрясений и других факторов будет периоди­чески проворачиваться, износ дорожки станет более рав­номерным и долговечность кольца значительно возрастет.

Циркуляционный вид нагружения создается на вращающемся кольце при постоянно направленной радиальной нагрузке, когда место нагружения последовательно перемещается по ок­ружности кольца со скоростью его вращения. Посадка вращающегося циркуляционно нагруженного кольца дол­жна обеспечивать гарантированный натяг, исключающий возможность относительных смещений или проскальзы­ваний этого кольца и детали, так как их появление при­ведет к развальцовке поверхностей сопряжения, потере точности, перегреву и быстрому выходу узла из строя.

Во избежание разрыва колец подшипника наибольший натяг посадки не должен превышать величину допустимого натяга.При назначении больших натягов необходимо проверять, чтобы после сборки подшипникового узла радиальные зазоры не выходили за допустимые пределы. Радиальный зазор - это односторонний сум­марный зазор между телами качения и дорожками в плоскости, перпендикулярной оси вращения. При расчете посадок подшипников, работающих в условие повышенных температур, необходимо учитывать неравномерный нагрев внутреннего кольца подшипника и вала и выбирать посадку с натягом тем большим, чем выше рабочая температура подшипника. На выбор посадки существенно влияют условия мон­тажа и регулирования подшипников, материал и кон­струкция сопрягаемых деталей и т. д. Например, затруднения условий сборки подшипни­ков с валами и повышенные требования к точности центрирования валов приводят к необходимости изменять посадку в сторону больших зазоров.

Повысить оптимальность выбора посадки позволяет показатель величины интенсивности радиальной нагрузки.

Посадка одного из невращающихся колец подшипника двухопорного вала должна быть с гарантированным зазором для обеспечения регулировки по оси, а также для компенсации температурного расширения вала или корпуса.

Колебательное нагружение имеет место при одновре­менном действии на кольцо двух радиальных нагрузок; постоянной по направлению и вращающейся вокруг оси. В результате на одном участке дорожки качения они усиливают друг друга, а на другом - ослабляют. Если одна из нагрузок значительно превышает другую, то действием меньшей можно пренебречь и считать схему нагружения местной или циркуляционной.

Обозначение посадок подшипникового соединения приведено на рисунке13: а – сборка; б – вал; в – втулка; г – крышка; д – корпус.

рис.13

Подшипник класса точности 0 на вал с номиналь­ным диаметром 50 мм с полем допуска k6: посадка Ø50L0/k6. То же в отверстие корпуса с номинальным диаметром 90 мм, с полем допуска К7: посадка Ø90К7/l0.