5.2 Допуски и посадки соединений с подшипниками качения

Посадки наружного кольца подшипника с корпусом осуществляются в системе вала, посадки внутреннего кольца с валом – в системе от­верстия. Диаметры наружного и внутреннего колец подшипника приня­ты соответственно за диаметры основного вала и основного отверстия с определённой оговоркой, о чём будет сказано дальше.

В большинстве случаев, в частности при вращающемся вале, внутреннее кольцо подшипника монтируется на валу неподвижно. Для этого необходимо применять либо переход­ные посадки, либо посадки с натягом. Однако применение тех и дру­гих посадок исключено по следующим причинам:

• первые требуют дополнительного крепления (шпонки и т.д.), что усложнит конструкцию подшипника и неприемлемо по точ­ности (неравномерные деформации кольца при закалке из-за концен­траторов напряжений) или вообще конструктивно неосуществимо из-за недостаточной толщины кольца подшипника;

• вто­рые дают натяг, недопустимый по прочности внутреннего кольца под­шипника.

Введение каких-либо специальных посадок с малыми натя­гами для подшипников качения экономически нецелесообразно. Поэто­му поступают так: на вал назначается стандартное поле допуска для переходной посадки, а поле допуска внутреннего кольца подшипника опускается симметрично вниз относительно нулевой линии. Следовательно, у внутренних колец подшипников допуск размера задается в минус, а не в плюс, как это принято у обычных основных отверстий. Такая комбинация полей допусков обеспечивает натяги, допустимые по прочности внутреннего кольца, и гарантирует неподвижность сое­динения.

Рисунок 5.1 – Пример посадок шариковых радиальных подшипников

Таким образом, основные (верхние) отклонения обоих присоединительных диаметров подшипников качения приняты равными нулю (рисунок 5.1) и обозначаются прописной и строчной буквами L и l, соответственно для внутреннего и наружного колец подшипника.

Выбор посадки подшипника на вал и в корпус производится в зависимости от класса точности подшипника (рисунок 5.1), вида нагружения колец подшипника, режима его рабо­ты, от величины и характера нагрузки, скорости вращения и других факторов.

В зависимости от конструкции и условий эксплуатации изделия, в котором смонтированы подшипники, кольца подшипников могут испытывать различные по характеру виды нагружения: местное, циркуляционное и колебательное (рисунок 5.2).

При местном нагружении кольцо воспринимает постоянную ради­альную нагрузку (например, натяжение приводного ремня, силу тя­жести конструкции) лишь ограниченным участком дорожки качения и передаёт её соответствующему ограниченному участку посадочной по­верхности вала или корпуса (рисунки 5.2 а и 5.2 б).

При циркуляционном нагружении кольцо воспринимает радиальную нагрузку последовательно всей окружностью дорожки качения и переда­ёт её также последовательно всей посадочной поверхности вала или корпуса (рисунки 5.2 а и 5.2 б).

а) б) в) г)

Рисунок 5.2 – Виды нагружения колец подшипников

При колебательном нагружении кольцо воспринимает равнодействующую двух радиальных нагрузок (одна – постоянная по направле­нию, а другая – меньшая по величине, вращается) ограниченным участком дорожки качения и передаёт её соответствующему ограни­ченному участку посадочной поверхности вала или корпуса (рисунки 5.2 в и 5.2 г). Равнодействующая нагрузка в данном случае не совершает полного оборота, а колеблется между точками А и В.

В зависимости от вида нагружения колец радиальных подшипников установлены следующие поля допусков, образующих посадки (таблица 5.1).

Таблица 5.1 – Поля допусков валов и отверстий корпусов для установки радиальных подшипников

Вид нагружения	Поля допусков
	валов	отверстий
Местное	js5, js6, h5, h6, g6, f7	Js6, Js7, H6, H7, H8, H9, G7
Циркуляционное	n5,m5, k5, js5, n6, m6, k6, js6	N6, M6, K6, P7, N7, M7, K7
Колебательное	js5, js6	Js6, Js7

При вращающемся вале на внутреннее кольцо назначается непод­вижная, а на наружное кольцо подвижная посадки. При неподвижном вале наоборот. Подшипник монтируется с зазором по тому кольцу, которое испытывает местное нагружение. Это устраняет заклинивание шари­ков и позволяет кольцу под действием толчков и вибраций постепен­но поворачиваться по посадочной поверхности, что обеспечивает равномерный износ беговой дорожки и удлиняет срок службы подшипника.

Монтаж подшипника по посадке с натягом производится по кольцу, испыты­вающему циркуляционное нагружение, что исключает проскальзывание кольца по посадочной поверхности и устраняет возможность её исти­рания и развальцовывания.

Обозначение подшипниковых посадок имеет свои особенности. Как было показано ранее, для подшипников установлено специальное основное отклонение отверстия, не соответствующее основному отклонению по ГОСТ 25347-82. Оно обозначается прописной буквой L. С целью унификации основное отклонение наружного кольца подшипника обозначается строчной буквой l. Учитывая, что применение системы отверстия для соединения внутреннего кольца подшипника с валом и системы вала для соединения наружного кольца с корпусом является обязательным, принято на сборочных чертежах посадки ко­лец подшипников обозначать одним полем допуска.

На сборочных чер­тежах посадка подшипника обозначается полем допуска детали, со­прягающейся с его соответствующим кольцом, например, – по наружному кольцу, – по внутреннему кольцу. Если известен класс точности подшипника, например 6, то поля допусков присоединительных диаметров подшипника будут иметь следующие условные обозначения: для наружного диаметра – l6, внутреннего диаметра – L6, а размеры для приведённого примера соответственно и В этом случае посадки по присоединительным диаметрам подшипника допускается обозначать в виде традиционной дроби: по наружному диаметру – , по внутреннему диаметру –