3.2. Расчет и назначение посадок подшипников качения Теоретическая часть к практическому занятию 3.2

Соединение колец подшипников качения с валами (осями) и отверстиями корпусов производится в соответствии с ГОСТ 3325. Основные отклонения и поля допусков валов и отверстий корпусов для посадочных мест, предназначенных для монтажа подшипников качения, представлены на рис. 3.11.

Посадка наружного кольца в отверстие корпуса осуществляется по системе вала, посадка внутреннего кольца осуществляется по системе отверстия, т.е. система посадки определяется видом стандартной поверхности подшипника. Для присоединяемых деталей (вал и корпус) используются стандартные поля допусков по ГОСТ 25346 на отверстие в корпусе (рис. 3.11, а) и на вал (рис. 3.11, б).

Поля допусков подшипников имеют специальные обозначения: l – для диаметра наружного кольца, L – для диаметра внутреннего кольца, к которым добавляется номер класса точности. Например, L6; l6 – поля допусков внутреннего и наружного колец 6-го класса точности соответственно. Для всех типов и классов точности подшипников предельные отклонения полей допусков устанавливаются ГОСТ 520. Верхнее отклонение полей допусков наружного и внутреннего колец равны нулю. Нижние предельные отклонения задаются со знаком минус для обоих колец (табл. 3.9.), т.е. в том числе и на отверстие внутреннего кольца, что нарушает принцип расположения поля допуска основного отверстия в тело детали. Однако, это позволяет получить гарантированный натяг в соединении вращающегося внутреннего кольца с валом, на который назначают поля допусков переходных посадок по ГОСТ 25346.

Выбор полей допусков для посадок зависит от типа, размера, класса точности подшипника, от величины, направления и действия нагрузки (радиальная или осевая) и других условий эксплуатации: интенсивности радиальной нагрузки, режима работы (допустимая перегрузка), жесткости вала и корпуса, вида нагружения [9,13].

Различают три вида нагружения колец подшипника: циркуляционное, местное и колебательное. Вид нагружения кольца подшипника зависит от того, вращается кольцо или неподвижно, а также как воспринимается радиальная нагрузка [4, 12, 14].

Вращающееся кольцо испытывает циркуляционный вид нагружения (нагрузку воспринимает кольцо всей окружностью дорожки качения и передает ее посадочной поверхности вала или корпуса), что требует обеспечения неподвижного соединения с сопрягаемой деталью, т.е. посадки с гарантированным натягом.

Величина минимального натяга для кольца с циркуляционным видом нагруженного зависит от интенсивности радиальной нагрузки, определяемой по формуле [4]:

_(3.1)

где Р – интенсивность радиальной нагрузки, H/мм; кH/м;

R – радиальная реакция опоры в подшипнике, Н; (кН);

В – (r и r₁) – ширина подшипника, мм;

r и r₁ – радиусы закругления на торцах кольца подшипника, мм;

К₁ – динамический коэффициент посадки, зависящий от допустимой перегрузки (принимать К₁ = 1 при перегрузке до 150%, когда толчки и вибрации умеренные; К₁ = 1,8 при перегрузке до 300%, когда удары и вибрация сильные);

К₂ – коэффициент, учитывающий ослабление посадочного натяга при пониженной жесткости вала или корпуса (полый вал или тонкостенный корпус); для жесткой конструкции К₂ = 1;

К₃ – коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки между рядами тел качения в двухрядных роликоподшипниках и сдвоенных шарикоподшипниках при наличии осевой нагрузки на опору; для однорядных К₃ = 1 или по таблицам справочников [4; 12; 13].

Выбор посадки кольца при циркуляционном виде нагружения производить по табл. 3.10, учитывая интенсивность радиальной нагрузки.

При местном виде нагружения не вращающееся кольцо воспринимает результирующую радиальной нагрузки ограниченным участком окружности дорожки качения кольца и передает ее соответствующему ограниченному участку посадочной поверхности вала или корпуса.

Посадка не вращающегося кольца обычно производится с гарантированным зазором, чтобы исключить интенсивный местный износ дорожки качения кольца подшипника и заклинивание тел качения. Посадка выбирается методом подобия по таблицам справочника (табл.3.11) в зависимости от типа, размера, класса точности подшипника, от величины, направления и действия нагрузки (радиальная или осевая), интенсивности радиальной нагрузки, режима работы (допустимая перегрузка), жесткости вала и корпуса, материала и конструкции корпуса и т.д. [9,13].

Колебательный вид нагружения встречается реже. При колебательном виде нагружения на подшипник действуют две радиальные нагрузки: одна большая по величине постоянна по направлению, а другая меньшая по величине вращается вокруг оси. Их равнодействующая не совершает полного оборота, а колеблется на ограниченном участке окружности дорожки качения кольца, например, подшипники дробильных машин,

E8; G6; G7; H4…H9; J_s4… J_s 7; J6,7; K5…K7, M5…M7; N6,

а)

e8; f6… f 9; g5 ; g6; h3… h10; j_s3… j_s6; j5… j6; k4… k 6; m4… m6; n4… n6; p5; p6; r6; r7

б)

Рис. 3.5. Основные отклонения и поля допусков присоединительных размеров подшипников качения и посадочных мест их монтажа:

а - отверстие корпуса; б - вал; I- для обеспечения посадок с зазором;

II- для обеспечения посадок с натягом;

III- для обеспечения посадок с натягом в тонкостенных корпусах или на полых валах;

l_D – поле допуска наружного кольца (l0; l6; l5; l4; l2; lT);

Ld- поле допуска внутреннего кольца (L0; L6; L5; L4; L2; LT)

Таблица 3.9.