9.1.2. Радиальные зазоры в подшипниках качения
Радиальный зазор между кольцами и телами качения обеспечивает некоторую свободу взаимного перемещения колец относительно друг друга в радиальном направлении и при правильном подборе подшипника исключает его заклинивание во время работы. Осевая игра, или осевой зазор, – это осевое перемещение кольца подшипника из одного крайнего положения в другое при неподвижном парном кольце.
|
Рис. 9.1 |
В подшипниках качения различаются три вида радиальных зазоров: начальный (Gr), посадочный (Gr) и рабочий (Gr). Начальный радиальный зазор определяется по формуле:
Gr = D1 – (2Dw + d1), (9.1)
где D1 внутренний диаметр наружного кольца (рис. 9.1); d1 наружный диаметр внутреннего кольца; Dw диаметр тела качения. |
ГОСТ 24810-81 установлено несколько групп зазоров в зависимости от величины начального радиального зазора. Подшипники со средней величиной зазора Gr относятся к нормальной группе зазоров и в условном обозначении никак не обозначаются, за исключением радиальных роликовых с взаимозаменяемыми деталями (для них оно дается цифрой 6). Подшипники с увеличенными и уменьшенными радиальными зазорами имеют цифровое обозначение групп зазоров. Для подшипников установлены следующие группы зазоров.
Для шариковых радиальных однорядных: 6, нормальная, 7, 8, 9; для шариковых радиальных двухрядных: 2, нормальная, 3, 4, 5; для роликовых радиальных с короткими роликами: 0, 5, нормальная, 7, 8, 9 (с невзаимозаменяемыми деталями), 1, 6, 2, 3, 4 (с взаимозаменяемыми деталями); для роликовых радиальных игольчатых: нормальная, 2; для роликовых радиальных сферических однорядных: 2, нормальная, 3, 4, 5; для роликовых радиальных сферических двухрядных: 1, 2, нормальная 3, 4, 5; для шариковых радиально-упорных двухрядных: 2, нормальная, 3, 4.
Подшипники роликовые конические относятся к типу регулируемых, у которых начального радиального зазора нет, а реальный образуется при монтаже узла.
После установки подшипника на его рабочее место кольцо, смонтированное с натягом, деформируется на величину d1 или D1 и начальный радиальный зазор уменьшается на эту величину. Таким образом образуется посадочный зазор:
|
Gr = Gr d1 (D1). |
(9.2) |
Во время эксплуатации машины при установившемся температурном режиме в подшипниковом узле образуется рабочий (эксплуатационный) радиальный зазор:
|
Gr = Gr Gr + r, |
(9.3) |
где r радиальное смещение от упругой деформации в контакте наиболее нагруженного тела качения с дорожкой качения кольца: Gr температурная деформация кольца, она увеличивает посадочный зазор, если температура вала будет больше температуры корпуса и, наоборот, уменьшает при обратном сочетании рабочих температур.
9.1.3. Посадки для подшипников качения
Подшипник качения изготавливается таким образом, что устанавливается в качестве опоры для вращения детали без всякой дополнительной обработки. Следовательно, внутреннее кольцо является готовым посадочным отверстием, а наружное готовым посадочным валом.
Классы точности подшипников характеризуются допуском на размер, а для получения посадки необходимо нормировать основное отклонение и направление расположения допуска относительно номинального размера, т. е. нормировать поле допуска.
Основное отклонение посадочного места внутреннего кольца обозначается прописной буквой L, а наружного – строчной буквой l. Поле допуска образуется основным отклонением и допуском соответствующего класса точности. Таким образом, для внутреннего диаметра подшипника установлены поля допусков L8, L7, L0, L6, LХ, L5, L4, L2, LТ, а для наружного – l8, l 7, l 0, l Х, l 6, l 5, l 4, l 2, l Т.
Наружное кольцо подшипника устанавливается в отверстие корпуса и считается основным валом, т. е. поле допуска кольца l относительно номинального размера расположено вниз от нулевой линии D (рис. 9.2) и посадки вследствие этого подбираются по системе вала.
Рис. 9.2
Расположение поля допуска посадочного отверстия в минусе от номинального диаметра объясняется необходимостью иметь в посадке небольшие по величине натяги. Кольца подшипника являются ажурными деталями: при больших значениях натягов они значительно деформируются, что может привести к получению отрицательного посадочного зазора, приводящего к заклиниванию подшипника. Стандартные посадки с натягом, особенно те, которые определялись ранее применяемой в нашей стране системой допусков и посадок по ОСТ (до 1977 г.) давали значительные натяги, поэтому чтобы не изобретать специальные посадки именно для подшипников качения, стали использовать поля допусков валов, предназначенные для образования переходных посадок. В стандартной системе отверстия переходные посадки могут дать как зазор, так и натяг, а при перевернутом в «минус» поле допуска основного отверстия будут получаться гарантированные, но небольшие по значению натяги.
Расположение полей допусков при образовании посадок с подшипниками классов точности 0 и 6 приведено на рис. 9.3.
Если сравнить поля допусков для присоединительных поверхностей, то видно, что допуски для отверстий на один квалитет больше, чем для валов. Объясняется это тем, что при прочих равных условиях изготовить и проконтролировать отверстие сложнее и дороже, чем вал.
Таким образом, посадки по наружному диаметру подшипника осуществляются по системе вала, а по внутреннему валу – по системе отверстия, хотя поле допуска внутреннего кольца перевернуто в «минус».
Рис. 9.3
|
Структура обозначения подшипниковых посадок точно такая же, как и в общей системе допусков и посадок, т. е. в виде дроби, когда в числителе указывается поле допуска отверстия, а в знаменателе – поле допуска вала (рис. 9.4), но стандартом установлены и другие формы обозначений. |
|
|
|
Рис. 9.4
|
Обозначение посадки подшипника на вал (в системе отверстия):
или: 60L0 –k6, или:60L0/k6;
обозначение посадки подшипника в отверстие корпуса (в системе вала):
или: 130Js7 –l0, или:130Js7/
l0.