8.2. Посадки подшипников качения

Работоспособность подшипников в значительной степени зависит от характера соединений колец подшипников с валом и корпусом. Поэтому очень важно правильно выбрать посадку подшипника, которая, в свою очередь, зависит от режима его работы и вида нагружения колец, направления и характера нагрузок; типа и размеров подшипника; условий эксплуатации.

В зависимости от условий работы узла или механизма в целом различают местное, циркуляционное и колебательное нагружения колец подшипников. При местном нагружении кольцо неподвижно и нагрузка направлена и действует на одно и то же место в кольце. При циркуля­ционном нагружении за каждый оборот подшипника последовательно нагружаются все участки окружности дорожки качения кольца. При колебательном нагружении лишь определенный участок кольца пооче­редно подвергается нагрузке.

Соединение вращающихся относительно нагрузки колец с валом или корпусом выполняют обязательно с натягом.

Для наиболее распространенного в общем машиностроении случая применения подшипников класса точности 0 выбор полей допусков вала и отверстия корпуса можно производить по табл. 8.10 ... 8.13 (в таблицах Р_r — эквивалентная динамическая нагрузка, С_r — базовая динамическая радиальная грузоподъемность подшипника по каталогу).

Предельные отклонения размеров посадочных поверхностей подшип­ников класса точности 0 регламентированы ГОСТ 520-89 «Подшипники качения. Технические требования». Посадки подшипников отличаются от обычных расположением и величинами полей допусков на поса­дочные поверхности колец.

Примеры обозначения посадок подшипников на вал L0/j_s6; L0/k6; L6/k6, в корпус - Н7/10; К7/10; Н7/16. (см. табл. 8.10 ... 8.13).

Таблица 8.10. Посадки радиальных шарико- и роликоподшипников классов точности 0 и 6

Таблица 8.11. Примеры выбора посадок подшипников на валы (ГОСТ 520-89)

1. Вал не вращается, нагружеиие кольца местное

2. Вал вращается, нагружение кольца циркуляционное

В каждом конкретном случае, выбирая посадку, следует учитывать условия нагружения кольца (местное, циркуляционное, колебательное); значение, характер (спокойная, ударная, вибрационная) и направление действующей нагрузки, режим работы (легкий, нормальный, тяжелый); тип подшипника; частоту вращения; способ монтажа и регулирования (регулирование смещением внутреннего или наружного кольца); конст­рукцию вала (сплошной, полый); диаметр подшипника; требования к точности; требования к самоустановке подшипников.

Режим работы подшипника зависит от отношения эквивалентной нагрузки (Р) к базовой динамической грузоподъемности (С). При Р/С < 0,07 режим считается легким, при 0,07 < Р/С 0,15 — нормальным,

Таблица 8.12. Посадки радиально-упорных шарико- и роликоподшипников

Таблица 8.13. Примеры выбора посадок подшипников в корпуса (ГОСТ 520-89)

1. Вращается корпус, нагружение кольца циркуляционное

2. Вращается вал, нагружение кольца местное или колебательное

Примечание. Данные относятся к подшипникам класса точности 0.

при Р/С > 0,15 — тяжелым. При особых условиях — ударных и вибра­ционных нагрузках (железнодорожные и трамвайные буксы, коленчатые валы двигателей внутреннего сгорания, прессы, дробилки, экскаваторы) — посадки выбирают, как для тяжелого режима независимо от отношения Р/С.

Кольцо, испытывающее местное нагружение, следует устанавливать на вал или в корпус с зазором или малым натягом, при этом под действием толчков и вибраций кольцо постепенно поворачивается вокруг своей оси, меняя участки рабочей поверхности дорожки качения в зоне наибольшего нагружения; ресурс подшипника при этом возрастает. Наиболее распространенной для большинства типов подшипников при местном нагружении является посадка Н7. Из рекомендуемых посадок менее плотные применяют при посадке на вал в тех случаях, когда узел подвергается частым переборкам; в узлах с ударными и вибрационными нагрузками применяют более плотные посадки.

При циркуляционном нагружении кольца применяют посадки с натя­гом; при этом посадки с большим натягом применяют для валов больших диаметров при больших по значению и динамичности нагрузках.

При недостаточных натягах посадки и циркуляционных нагрузках между кольцами и посадочной поверхностью может появиться зазор в разгруженной зоне, что приводит к обкатке кольцом посадочной поверхности, ее развальцовке, контактной коррозии и истиранию. Натяг посадки вызывает уменьшение внутренних зазоров в подшипнике и, способствуя более равномерному распределению нагрузки между телами качения в нагруженной зоне, повышает ресурс подшипника. Излишний натяг посадки опасен, так как внутренний натяг (отсутствие зазора между кольцами и телами качения), появившийся в результате посадки или температурных деформаций колец, приводит к повышению сопротивле­ния вращению и может вызвать защемление тел качения, если внешняя радиальная нагрузка не обеспечивает образования зазора между телами качения и кольцами в разгруженной зоне. Чем больше частота вращения подшипника, тем менее плотной должна быть посадка.

Выбор посадки для циркуляционного нагружения следует производить на основании расчета.

При колебательном нагружении колец применяют посадки j_s и J_s.