3.7.3. Посадки подшипников качения

Поля допусков на посадочные поверхности под подшипники

Квалитеты полей допусков отверстий и валов, образующих посадки с подшипниками, назначаются в зависимости от класса точности подшипника.

Наружное кольцо:

Рис. 46. Поля допусков отверстий под наружное кольцо подшипника

Поля допусков, указанные на рис. 46 и 47, предназначены для образования посадок отверстий и валов с подшипниками Р0, Р6 классов точности подшипника (Р–буква, обозначающая принадлежность класса точности подшипнику).

Внутреннее кольцо:

Рис. 47. Поля допусков валов под внутреннее кольцо подшипника

Особенности подшипниковых посадок

• Посадку наружного кольца подшипника в корпус осуществляют по системе вала, а посадку внутреннего кольца подшипника на вал – по системе отверстия с некоторыми особенностями. В посадках подшипников качения на валы принято перевернутое относительно нулевой линии расположение поля допуска основного отверстия внутреннего кольца подшипника, поэтому поле допуска основного отверстия находится под нулевой линией. Поле допуска наружного кольца подшипника, как и поле допуска основного вала, расположено в «тело», т.е. в «минус».

• Расположение поля допуска на диаметр внутреннего кольца в «минус» позволяет в отличие от прессовых посадок получить серию тонких гарантированных натягов с полями допусков переходных посадок для валов (js, k, m, n). Это обеспечивает легкий монтаж или демонтаж подшипника и отсутствие заклинивания тел качения при монтаже подшипника на вал.

• Подшипниковые посадки отличаются от посадок на гладкие соединения величинами зазоров и натягов, так как отклонения на диаметры колец подшипников установлены специальным стандартом ГОСТ 520 и отличаются от основных отклонений, установленных ГОСТ 25346.

• Для не вращающегося кольца в соединении с посадочной поверхностью требуется обеспечить небольшой средневероятный зазор, который позволяет кольцу проскальзывать относительно посадочной поверхности. Это обеспечивает равномерный износ дорожки качения кольца и, следовательно, продлевает срок службы подшипника.

Назначение посадок для подшипников качения

Кольца подшипника находятся в разных режимах работы. Выбор посадок осуществляется с учетом нижеуказанных условий.

• Характер работы кольца.

На вращающееся кольцо назначается посадка с достаточно большим натягом; на не вращающееся кольцо – с небольшим средневероятным зазором или натягом.

• Вид нагружения кольца.

Различаю три вида нагружения.

Местный вид нагружения – кольцо воспринимает постоянную по направлению результирующую радиальную нагрузку F_r одним и тем же ограниченным участком окружности дорожки качения. Например, кольцо не вращается относительно нагрузки.

Для колец с местным видом нагружения посадки назначают методом подобия по таблицам справочников в зависимости от характера нагрузки, размера посадочного размера, типа подшипника, конструкции корпуса и т.д..

Циркуляционный вид – кольцо воспринимает результирующую радиальную нагрузку последовательно всей поверхностью дорожки качения. Например, кольцо вращается, а нагрузка постоянна по направлению, или наоборот.

Для назначения посадки для кольца с циркуляционным видом нагружения (кольцо вращается) рассчитывают интенсивность радиальной нагрузки по формуле:

P_r = (Н/мм),

где F_r – радиальная нагрузка,

b = В – (r₁ + r₂) - длина контакта кольца с сопрягаемой поверхностью. В (или С) – ширина вращающегося кольца, мм.

k₁ – динамический коэффициент посадки (при перегрузках до 150% k₁ = 1, при перезагрузках до 300% k₁ = 1,8).

k₂ – коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга, если вал полый (т.е. имеет осевое отверстие), а корпус тонкостенный (для сплошного вала k₂ = 1).

k₃ – коэффициент неравномерного распределения радиальной нагрузки между рядами тел качения в многорядных и сдвоенных подшипников.

Посадки назначаются в зависимости от интенсивности радиальной нагрузки и диаметра посадочной поверхности подшипника по специальным таблицам справочников.

Колебательный вид – невращающееся кольцо воспринимает равнодействующую двух радиальных нагрузок, одна из которых постоянна по направлению, другая, меньшая по величине, вращается. Равнодействующая нагрузка не совершает полного оборота, а совершает периодическое колебательное движение, симметричное относительно направления постоянной силы (колеблется между точками А и В).

Для внутреннего кольца при таком виде нагружения рекомендуются посадки типа L / j_s, а для наружного кольца - J_s / l. Квалитет зависит от класса точности подшипника.

• Режим работы подшипника, характеризующийся долговечностью.

По расчетной долговечности различают:

легкий режим - долговечность свыше 10 000 часов;

нормальный режим - долговечность 5 000÷10 000 часов;

тяжелый режим - долговечность 2800÷5 000 часов.

• Типоразмер подшипника.

Для подшипников более крупных размеров назначаются посадки с большей степенью натяга.

• Условия монтажа подшипника. Степень натяга в посадке уменьшается, если монтаж подшипника осуществляется в труднодоступных местах.

70