книги / Основы технологии машиностроения. Методы обработки заготовок и технологические процессы изготовления типовых деталей машин

12.5. Технологические процессы обработки подшипников качения

Подшипники качения подразделяют на шариковые, роликовые, цилиндрические, конические, роликовые иголь- чатые без внутреннего кольца (карданные).

Производство подшипников качения является массо- вым. В этой отрасли широко используют механизацию

иавтоматизацию. Например, на 1 ГПЗ в год на одной авто- матической линии изготавливают около 900 тысяч ком- плектов шариковых подшипников, а на другой линии – около 600 тысяч комплектов роликовых подшипников. На предприятии полностью автоматизированы токарная обработка как наружных, так и внутренних колец, термооб- работка, шлифование и сборка подшипников, а также транспортировка деталей, мойка, сушка, антикоррозионное покрытие, контроль и упаковка.

Наружные и внутренние кольца подшипников изго- тавливают из сталей ШХ-15, ШХ-15Ш, ШХ-15D и др. Ша- рикоподшипники изготавливают из горячекатаных (наруж- ное кольцо) и холоднокатаных калиброванных (внутреннее кольцо) труб. Роликоподшипники – из штампованных заго- товок. На рис. 12.31 показаны виды подшипников, колец

изаготовок.

На заготовках колец подшипников припуск на наруж- ный диаметр составляет 0,8–1,0 мм, а на отверстие – 2 мм (без желобов). На штампованных заготовках колец ролико- подшипников припуск на ширину, а также на наружный и внутренний диаметры составляет 3,5–4 мм.

Подшипники качения (рис. 12.32) состоят из тел ка- чения 1 (шариков или роликов), которые помещаются меж- ду двумя кольцами (обоймами). Одно из колец сопрягается с валом и называется внутренним кольцом 2, второе кольцо сопрягается с отверстием и называется наружным 3. Со-

361

Рис. 12.31. Виды подшипников, колец и заготовок: а – роликовый подшипник в сборе; б – наружное кольцо; в – внутреннее кольцо;

г– шариковый подшипник в сборе; д – наружное кольцо;

е– внутреннее кольцо

пряжение наружного кольца с корпусом детали происходит по диаметру D и ширине b (для упорных подшипников), внутреннего кольца с валом – по диаметру d. Размеры D, b

иd называют присоединительными, или монтажными, раз- мерами подшипников. Большое значение имеет посадка подшипников по размерам D и d.

Подшипники качения (рис. 12.32) состоят из тел ка- чения 1 (шариков или роликов), которые помещаются меж- ду двумя кольцами (обоймами). Одно из колец сопрягается с валом и называется внутренним кольцом 2, второе кольцо сопрягается с отверстием и называется наружным 3. Со- пряжение наружного кольца с корпусом детали происходит по диаметру D и ширине b (для упорных подшипников), внутреннего кольца с валом – по диаметру d. Размеры D, b

иd называют присоединительными, или монтажными, раз- мерами подшипников. Большое значение имеет посадка подшипников по размерам D и d.

362

ное кольцо по диаметру D является основным валом, внут- реннее кольцо по диаметру d – основным отверстием. По- этому сопряжение наружного кольца с контрдеталью выпол- няется по системе вала, а сопряжение внутреннего кольца с валом – по системе отверстия.

По точности исполнения различают подшипники качения следующих классов: нормального – Н; повышен- ного – П; высокого – В; прецизионного – А; сверхпреци- зионного – С. Отклонения наружного кольца классов Н, П и В даются от нуля в минус (см. рис. 12.32, б), что соот- ветствует отклонениям основного вала в системе вала. От- клонения внутреннего кольца классов Н, П и В даются также от нуля в минус. Для подшипников классов С и А отклонения наружного и внутреннего кольца отрицатель- ны. Точность изготовления подшипников по присоедини- тельным размерам D и d близка к точности изготовления

363

валов по 5-му квалитету точности. Точность изготовления колец по ширине b соответствует точности изготовления валов (охватываемых деталей) 6–7-му квалитету точности. Контрдетали, то есть корпуса и валы, для сопряжения с подшипниками выполняют по 7-му, а иногда – по 8–9-му квалитету точности. Кроме точности у контрдеталей должны быть обеспечены соответствующая шерохова- тость поверхности и правильная геометрическая форма. Шероховатость поверхности под посадку подшипников качения на валах должна соответствовать Ra ≤ 0,32 мкм,

а в некоторых случаях – Ra ≤ 0,16 мкм. Точность геомет- рической формы контрдеталей определяется требованием, чтобы конусность в сумме с овальностью мест посадки не превышала половины допуска на размер диаметра, а отклонение упорного торца от перпендикулярности не превышало 10 угловых секунд у вала и 10 угловых минут у корпуса.

Посадки подшипников качения выбирают с учетом следующих положений.

Подшипник качения, как комплексный узел, должен хорошо центрировать вал относительно корпуса, поэтому эксцентриситеты и зазоры между валом и корпусом долж- ны быть по возможности устранены.

Кольца подшипников качения обладают относитель- но малой жесткостью благодаря тонким стенкам колец при достаточно большом диаметре. Даже в свободном состоя- нии, вне собранного узла, кольца подшипников легко при- нимают овальную форму. В собранном виде кольца под- шипников принимают форму контрдетали. Допускаемые отклонения от правильной геометрической формы поса- дочных поверхностей валов и корпусов не должны превы- шать величин, указанных в табл. 12.21.

364

Упругие деформации, которые возникают при за- прессовке колец в корпусе или на вал, частично перено- сятся (вследствие тонкостенности колец) на беговые до- рожки колец. Это может привести к заклиниванию тел ка- чения при работе и к быстрому износу и разрушению подшипника. Поэтому посадки, применяемые для сопря- жения валов с внутренними кольцами, фактически обра- зуют группу посадок с гарантированными натягами из-за «опрокинутости» поля допуска внутреннего кольца под- шипника. Выбор посадок колец подшипника определяется характером их нагружения, зависящим от того, вращается или не вращается кольцо, на которое действует радиаль- ная нагрузка.

Основными базами при обработке колец подшипни- ков являются цилиндрические поверхности и поверхность опорного торца.

Технологический маршрут изготовления колец шари- коподшипников приведен в табл. 12.22, а роликоподшип- ников – в табл. 12.23.

365

П р о д о л ж е н и е т а б л . 1 2 . 2 2

Шлифование

торцов

20

Шлифование

наружной

поверхности

30предварительное и окончательное

Шлифование

желоба наружного кольца и желоба внутрен-

40 него кольца

367

Т а б л и ц а 1 2 . 2 3

Технологический маршрут обработки наружных и внутренних колец роликоподшипников

Токарная обработка наружных и внутрен- них поверхностей

05

369