2.5 Выбор измерительных средств

При проведении измерений необходимо стремиться к обеспечению оптимальной точности результата измерений: низкая точность приводит к получению ошибочной информации о состоянии измеряемого параметра, необоснованно высокая точность может быть экономически неоправданной.

Выбор средств и методов измерений проводится с учетом:

- частоты измерения измеряемого параметра (единичное или массовое производство);

- точности получения результатов измерения;

- метрологических и технико-экономических показателей измерительных средств (цена деления, погрешность, чувствительность, пределы измерения, стоимость, быстродействие и др.);

- условий применения измерительных средств;

- влияния средств измерения на физическое состояние объекта измерения.

Допускаемая погрешность измерения линейных размеров от 1 до 500 мм, составляющая в среднем 20-35% от допуска на изготовление, определяется ГОСТ 8.051-81 “Государственная система обеспечения единства измерений. Погрешности, допускаемые при измерении линейных размеров до 500 мм”.

ДОПОЛНИТЬ ТАБЛИЦЕЙ СО СТРАНИЦЫ 2 ГОСТ 8.051-81

Нормированные значения погрешностей измерения линейных размеров

от 1 до 500 мм измерительными средствами, серийно выпускаемыми специализированными отечественными заводами, регламентированы в методических указаниях РД 50-98-86 “Методические указания. Выбор универсальных средств измерений линейных размеров до 500 мм (по применению ГОСТ 8.051-81)”. Величины погрешностей измерительных средств установлены с учетом измеряемых размеров, условий измерения (температура и др.) и других факторов.

3. Нормирование точности подшипников качения

Подшипники качения – наиболее распространенные стандартные сборочные единицы – широко используются в опорах, редукторах и агрегатах ГТД.

Условное обозначение подшипника состоит из основного условного обозначения, содержащего:

- размерную серию (серию диаметров и ширин) по ГОСТ 3478-79 “Подшипники качения. Основные размеры” (в отношении шариковых радиальных и радиально-упорных подшипников и роликовых радиальных подшипников – ГОСТ Р 52598-2006 “Подшипники качения. Радиальные и радиально-упорные подшипники. Основные размеры. Размерные ряды”;

- тип и конструктивное исполнение по ГОСТ 3395-89 “Подшипники качения. Типы и конструктивные исполнения”;

- диаметр отверстия;

и дополнительного условного обозначения, в котором указываются:

- класс точности по ГОСТ Р 52859-2007 “Подшипники качения. Общие технические требования”,

- группа радиального зазора по ГОСТ 24810-81 “Подшипники качения. Зазоры”,

- момент трения,

- категория подшипника,

- дополнительные сведения о материале деталей, конструктивных изменениях, смазке, требования по уровню вибрации и специальные технические требования.

Например, для подшипника А75-3280206ЕТ2С2:

А	–	категория подшипника;
7	–	радиальный зазор по группе 7 ГОСТ 24810-81;
5	–	класс точности 5 по ГОСТ Р 52859-2007;
3180206	–	основное условное обозначение подшипника;
Е	–	сепаратор из пластического материала;
Т2	–	температура отпуска колец 250○;
С2	–	смазка ЦИАТИМ-221.

Геометрические размеры подшипников определяются основным условным обозначением (табл. 3.1).

Таблица 3.1

Номинальные размеры шариковых однорядных радиально-упорных подшипников, мм

Основное условное обозначение	B	d	D	r	Обозначение	B	d	D	r
101	8	12	28	0,5	409	29	45	120	3,0
105	12	25	47	1,0	410	31	50	130	3,5
112	18	60	95	2,0	1000801	5	10	19	0,5
118	24	90	140	2,5	1000805	7	25	37	0,5
204	14	20	47	1,5	1000810	10	65	85	1,0
206	16	30	62	1,5	1000902	7	15	28	0,5
207	17	35	72	2,0	1000907	10	35	55	1,0
208	18	40	80	2,0	1000911	13	55	80	1,5
209	19	45	85	2,0	1000913	13	65	90	1,5
210	20	50	90	2,0	116207	17	35	72	2,0
213	23	65	120	2,5	116211	21	55	100	1,5
215	25	75	130	2,5	116213	23	65	120	2,5
217	28	85	130	3,5	116215	25	76	130	2,5
220	34	100	180	3,5	126207	17	35	72	2,5
222	38	110	200	3,5	126210	20	50	90	2,5
226	40	130	230	4,5	126213	23	65	120	2,5
300	11	10	35	1,0	126215	25	75	130	2,5
302	13	15	42	1,5	176215	25	75	130	2,5
304	15	20	52	2,0	176218	30	90	160	3,0
306	19	30	72	2,0	176222	38	110	200	3,5
308	23	40	90	2,5	176228	42	140	250	4,0
310	27	50	110	3,0	176311	29	55	120	3,0
311	27	55	110	3,0	176312	31	60	130	3,5
403	17	17	62	2,0	176315	37	75	160	3,5
404	19	20	72	2,0	7000107	9	35	62	0,5
406	23	30	90	2,5	7000112	11	60	95	1,0
408	27	40	110	3,0	7000117	14	85	130	1,0

Технические требования на шариковые и роликовые подшипники регламентированы ГОСТ Р 52859-2007.

Устанавливаются следующие классы на шариковые, роликовые и радиально-упорные шариковые подшипники в порядке повышения точности: нормальный, 6, 5, 4, Т, 2. Для роликовых конических подшипников установлены следующие классы в порядке повышения точности: 0, нормальный, 6Х, 6, 5, 4, 2. Точность размеров подшипника определяется допускаемыми отклонениями диаметра цилиндрического отверстия , и ширины для внутреннего кольца, отклонениями наружного диаметра , для наружного кольца, а также радиальными и осевыми биениями дорожки качения, непостоянством ширины колец и биениями относительно базового торца.

Предельные отклонения указанных параметров представлены в таблицах ГОСТ 52859-2007.

Посадки подшипников качения на вал и в корпус выбирают в зависимости от типа и размеров подшипника, условий его эксплуатации, величины и характера действующих нагрузок, вида нагружения колец.

В соответствии с ГОСТ 3325-85 “Подшипники качения. Поля допусков и технические требования к посадочным поверхностям валов и корпусов. Посадки” различают три вида нагружения колец: местное, циркуляционное и колебательное. Виды нагружения колец шарико- и роликоподшипников в зависимости от условий работы должны соответствовать табл. 3.2.

Таблица 3.2

Виды нагружения колец подшипников качения в зависимости от условий работы

Радиальные нагрузки, воспринимаемые подшипниками	Какое кольцо вращается	Виды нагружения
		Внутреннего кольца	Наружного кольца
Постоянная по направлению	Внутреннее	Циркуляционное	Местное
	Наружное	Местное	Циркуляционное
Постоянная по направлению и вращающаяся – меньшая по величине	Внутреннее	Циркуляционное	Колебательное
	Наружное	Колебательное	Циркуляционное
Постоянная по направлению и вращающаяся – большая по величине	Внутреннее	Местное	Циркуляционное
	Наружное	Циркуляционное	Местное
Постоянная по направлению	Внутреннее и наружное кольцо в одном или противоположных направлениях	Циркуляционное	Циркуляционное
Вращающаяся с внутренним кольцом		Местное	Циркуляционное
Вращающаяся с наружным кольцом		Циркуляционное	Местное

В зависимости от вида нагружения посадки на вал и в корпус выбирают:

- при местном нагружении кольца – из табл. 3.3;

- при колебательном нагружении кольца (невращающегося) – из табл. 3.4;

- при циркуляционном нагружении колец – по величине интенсивности радиальной нагрузки на посадочную поверхность кольца или по величине минимального допустимого натяга . Допускаемые значения , рассчитанные по средним значениям посадочных натягов, приведены в табл. 3.5.

Таблица 3.3

Основные отклонения полей допусков валов и отверстий при местном нагружении

Размеры посадочных диаметров, мм		Основные отклонения			Типы подшипников
		вала	Отверстия стального или чугунного корпуса
свыше	до		неразъемного	разъемного
Нагрузка спокойная или с умеренными толчками и вибрацией
-	80	h	H		Все типы, кроме штампованных игольчатых
80	260	g, f	G
260	500			H
500	1600	f	P
Нагрузка с ударами и вибрацией
-	80	h	Js		Все типы, кроме штампованных игольчатых и роликовых конических двурядных
80	260
260	500	g	H	Js
500	1600
-	120	h	H	Js	Роликовые конические двурядные
120	1600	g

Таблица 3.4

Основные отклонения полей допусков валов и отверстий при колебательном нагружении

Размеры посадочных диаметров, мм		Основные отклонения
свыше	до	вала	отверстия
-	80	k	K
80	260	js
260	-	h	Js

Таблица 3.5

Основные отклонения полей допусков валов и отверстий при циркуляционном нагружении

Диаметр подшипника, мм
Внутренний		Основные отклонения вала
свыше	до	js	k	m	n
18	80	до 300	св. 300 до 1400	св. 1400 до 1600	св. 1600 до 3000
80	180	−∕∕− 600	−∕∕− 600 −∕∕− 2000	−∕∕− 2000 −∕∕− 2500	−∕∕− 2500 −∕∕− 4000
180	360	−∕∕− 700	−∕∕− 700 −∕∕− 3000	−∕∕− 3000 −∕∕− 3500	−∕∕− 3500 −∕∕− 6000
360	630	−∕∕− 900	−∕∕− 900 −∕∕− 3500	−∕∕− 3500 −∕∕− 4500	−∕∕− 4500 −∕∕− 8000
наружный		Основные отклонения отверстия
		K	M	N	P
50	180	−∕∕− 800	−∕∕− 800 −∕∕− 1000	−∕∕− 1000 −∕∕− 1300	−∕∕− 1300 −∕∕− 2500
180	360	−∕∕− 1000	−∕∕− 1000 −∕∕− 1500	−∕∕− 1500 −∕∕− 2000	−∕∕− 2000 −∕∕− 3300
360	630	−∕∕− 1200	−∕∕− 1200 −∕∕− 2000	−∕∕− 2000 −∕∕− 2600	−∕∕− 2600 −∕∕− 4000
630	1600	−∕∕− 1600	−∕∕− 1600 −∕∕− 2500	−∕∕− 2500 −∕∕− 3500	−∕∕− 3500 −∕∕− 5500

Интенсивность нагрузки определяется по формуле

, (3.1)

где – радиальная нагрузка, Н; b – рабочая ширина кольца подшипника, мм; – динамический коэффициент посадки (табл. 3.6); – коэффициент, учитывающий степень ослабления натяга при полом вале или тонкостенном корпусе (для сплошного вала =1,0), выбирается из табл. 3.7; – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения радиальной нагрузки между рядами роликов в двухрядных конических роликовых подшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки на опору. Значения зависят от величины , где – угол контакта тел качения с дорожкой качения наружного кольца, зависящий от конструкции подшипника (табл. 3.8, для однорядных подшипников = 1).

Таблица 3.6

Зависимость k₁ от характера нагрузки

Характер нагрузки	k1
Умеренные толчки. Перегрузки до 150% Сильные удары. Перегрузки до 300%	1,0 1,8

Таблица 3.7

_{Выбор коэффициента k}2

или		k2
		для вала			для отверстия
свыше	до	<1,5	> (1,5÷2,0)	< (2÷3)	для всех подшипников
- 0,4 0,7 0,8	0,4 0,7 0,8 -	1 1,2 1,5 2	1 1,4 1,7 2,3	1 1,6 2 3	1 1 1,4 1,8

Таблица 3.8

_{Выбор коэффициента k}3

		k3
свыше	до
--	0,2	1
0,2	0,4	1,2
0,4	0,6	1,4
0,6	1	1,6
1	--	2

При циркуляционном нагружении кольца подшипника, когда динамический коэффициент выбрать затруднительно, минимально допустимый натяг определяется по формуле

, (3.2)

где – коэффициент (для подшипников легкой серии ; средней – ; тяжелой – ); – ширина подшипника; – координата монтажной фаски внутреннего или наружного кольца подшипника, мм.

По найденному выбирают ближайшую стандартную посадку по условию, что > .

Требования к посадочным поверхностям валов и отверстий корпусов под посадки подшипников качения регламентированы ГОСТ 3325-85. В соответствии с ГОСТ 3325-85 рекомендуется применять при назначении допусков на отверстия и валы квалитеты, указанные в табл. 3.9.

Требования предъявляются к форме посадочных поверхностей отверстий и валов (табл. 3.10), торцевым биениям заплечиков отверстий (табл. 3.11) и валов (табл. 3.12), высотным параметрам шероховатости (табл. 3.13).

Таблица 3.9

Зависимость квалитетов от класса точности подшипников

Класс точности подшипников	Квалитет
	отверстия	Вала
Нормальный, 6 5,4 2	7 6 5	6 5 4

Таблица 3.10

Допуски формы посадочных поверхностей

Интервалы номиналь-ных диаметров, мм		Допуски формы посадочных поверхностей, мм
		валов						отверстий корпусов
		круглости и профиля продольного сечения			непостоянства диаметра			круглости и профиля продольного сечения			непостоянства диаметра
		Класс точности подшипников
свыше	до	Норм., 6	5,4	2	Норм., 6	5,4	2	Норм., 6	5,4	2	Норм., 6	5,4	2
От 0,6	2,5	1,5	0,7	0,4	3	1,4	0,8	-	-	-	-	-	-
2,5	3	1,5	0,7	0,4	3	1,4	0,8	2,5	1,0	0,5	5	2,0	1
3	6	2,0	0,8	0,5	4	1,6	1,0	3,0	1,3	0,6	6	2,6	1,2
6	10	2,5	1,0	0,5	5	2,0	1,0	4,0	1,5	0,8	8	3,0	1,6
10	18	3,0	1,3	0,6	6	2,5	1,2	4,5	2,0	1,0	9	4,0	2,0
18	30	3,5	1,5	0,8	7	3,0	1,6	5,0	2,0	1,0	10	4,0	2,0
30	50	4,0	2,0	1,0	8	4,0	2,0	6,0	2,5	1,4	12	5,0	2,8
50	80	5,0	2,0	1,0	10	4,0	2,0	7,5	3,0	1,6	15	6,0	3,2
80	120	5,0	2,5	1,2	12	5,0	2,4	9,0	3,5	2,0	18	7,0	4,0
120	180	6,0	3,0	1,5	12	6,0	3,0	10,0	4,0	2,2	20	8,0	4,4
180	250	7,0	3,5	1,7	14	7,0	3,4	11,5	5,0	2,5	23	10,0	5,0
250	315	8,0	4,0	-	16	8,0	-	13,0	5,3	3,0	26	10,6	6,0
315	400	9,0	4,0	-	18	8,0	-	14,0	6,0	4,0	28	12,0	8,0
400	500	10,0	-	-	20	-	-	16,0	-	-	32	-	-

Таблица 3.11

Допуски торцевого биения заплечиков отверстий корпусов

Интервалы номинальных диаметров, мм	Допуски торцевого биения заплечиков отверстии корпусов, мкм, не более
	Классы точности подшипников
	нормальный	6	5	4	2
От 0 до 6	18	12	5	4	2,5
Св. 6 до 10	22	15	6	4	2,5
Св. 10 до 18	27	18	8	5	3,0
Св. 18 до 30	33	21	9	6	4,0
Св. 30 до 50	39	25	11	7	4,0
Св. 50 до 80	46	30	13	8	5,0
Св. 80 до 120	54	35	15	10	6,0
Св. 120 до 180	63	40	18	12	8,0
Св. 180 до 250	72	46	20	14	10,0
Св. 250 до 315	81	52	23	16	12,0
Св. 315 до 400	89	57	25	30	13,0
Св. 400 до 500	97	63	27	-	-

Таблица 3.12

Допуски торцевого биения заплечиков валов

Интервалы номинальных диаметров, мм	Допуски торцевого биения заплечиков отверстии корпусов, мкм, не более
	Классы точности подшипников
	нормальный	6	5	4	2
Св. 1 до 3	10	6	3	2,0	1,2
Св. 3 до 6	12	8	4	2,5	1,5
Св. 6 до 10	15	9	4	2,5	1,5
Св. 10 до 18	18	11	5	3,0	2,0
Св. 18 до 30	21	13	6	4,0	2,5
Св. 30 до 50	25	16	7	4,0	2,5
Св. 50 до 80	30	19	8	5,0	3,0
Св. 80 до 120	35	22	10	6,0	4,0
Св. 120 до 180	40	25	12	8,0	5,0
Св. 180 до 250	46	29	14	10,0	7,0
Св. 250 до 315	52	32	16	-	-
Св. 315 до 400	57	36	18	-	-

Таблица 3.13

Параметры шероховатости

Посадочные поверхности	Классы точности подшипников	Параметр шероховатости Ra, мкм, не более, для номинальных диаметров
		до 80 мм	свыше 80 до 500 мм
Валов	Нормальный 6 и 5 4 2	1,25 0,63 0,32 0,16	2,50 1,25 0,63 0,32
Отверстий корпусов	Нормальный 6, 5, 4 2	1,25 0,63 0,32	2,50 1,25 0,63
Опорных торцов заплечиков валов и корпусов	Нормальный 6, 5, 4 2	2,50 1,25 0,63	2,50 2,50 0,63