лекции по МСС / читать лекции / ЛЕКЦИЯ8

ЛЕКЦИЯ № 8.

Допуски и посадки подшипников качения.

Подшипники качения, изготовляемые на подшипнико­вых заводах, обладают полной взаимозаменяемостью; их устанавливают в сборочные единицы (изделия) без под­гонки. Присоединительными поверхностями подшипника качения являются наружный Диаметр D наружной поверх­ности подшипника и внутренний диаметр d внутреннего кольца подшипника, а также ширина В колец. Таким об­разом, за номинальные диаметры подшипника принима­ются диаметры его посадочных поверхностей D и d.

Соединение подшипников качения с деталями машин является частным случаем гладких цилиндрических соединений. на пошипниках качения устанавливают условные обозначения величины радиального и осевого зазора подшипников качения. Существует 6 групп зазоров условного обозначения

С1, С2, норм, С3, С4 , С5

Для изготовления подшипников качения требуется унификация, стандартизация их присоединительных размеров и особого влияния посадки подшипников на условия монтажа и работы. Основная присоединительная поверхность подшипников качения по которым они монтируются на валах и корпусах машин, это отверстие во внутреннем кольце подшипника и наружная поверхность, наружного кольца подшипника. Различают посадки внутреннего кольца на вал и наружного кольца в корпус. Посадки подшипников на вал выполняются в системе отверстия, а отверстия внутреннего кольца подшипника являются в этих посадках основным отверстием. Посадки подшипников в корпус выполняются в системе вала, а основным валом в этих посадках служит наружная поверхность, наружного кольца подшипника. Задачей стандартизации в области подшипников качения сводится к установлению: а)предельных отклонений посадочных поверхностей колец подшипника, б)рядов полей допусков для валов и отверстий корпусов соединяемых с подшипниками. Решение поставленных задачей является использование основной системы доп и пос для гладких цилиндрических соединений. Допуски диаметров подшипников установлены в нескольких классах точности обозначаемых в порядке возрастания Р0 (нормальная точность), Р6, Р5, Р4, Р2. Стандартами установлены следующие обозначения полей допусков: L0, L6, L5, L4, L2. l – это основное отклонение для диаметра отверстия подшипника. L0, l6, l5, l4, l2 – это поля допусков для наружного диаметра подшипников, по классам точности 0, 6, 5, 4, 2. l – основное отклонение для наружного диаметра окружности.

Кольца подшипников отличаются малой жесткостью. Это означает, что размеры колец под­шипника до монтажа и после сборки с валами и корпусами изделий, сильно различаются. Например, кольцо подшип­ника до монтажа, забракованное по размерам и отклоне­ниям формы (овальности), после сборки может принять более правильную форму и иметь размеры, укладывающие­ся в границы поля допуска. Может наблюдаться и обрат­ное явление, когда годные до монтажа кольца подшипников оказывались после сборки по размерам за пределами границ допуска.

Для обеспечения надежной работы подшипниковых уз­лов в стандарт введены дополнительно предельные отклонения для средних значений диаметров наружного Dm и внутреннего dm колец подшипника под­считываемых по результатам действительных измерений наружного и внутреннего, диаметров подшипника.

,

Посадки подшипников качения.

Посадку наружного кольца подшипника в корпус осу­ществляют по системе вала, а посадку внутреннего кольца подшипника на вал по системе отверстия с некоторыми особенностями. В посадках подшипников качения на валы принято перевернутое относительно нулевой линии распо­ложение поля допуска основного отверстия (рис. 1); поэтому поле допуска основного отверстия находится под нулевой линией 0—0. Это позволило переходные посадки с основными отклонениями валов n, m и к отнести к группе посадок с натягом, так как поля допусков валов n6, mб, кб расположены выше поля допуска основного отверстия, на­пример, L0 (рис. 1, б) или L6. Такие посадки вполне под­ходят для соединения тонких, хрупких и легкодеформируемых внутренних колец подшипников с валами. Поэтому посадки ЕСДП с натягом для соединения подшипников качения с валами не применяют.

Аналогично посадки с зазором (с основным отклоне­нием h) при «перевернутом» поле допуска основного отвер­стия переходят в группу переходных посадок.

Надежная работа подшипниковых узлов в значитель­ной мере зависит от выбора посадок для колец подшипника. , Поля допусков посадочных поверхностей отверстий кор­пусов и валов, сопрягаемых с подшипниками качения по ГОСТ 3325—85

Рис. 1. Схемы расположения полей допусков:

а — среднего наружного диаметра и внутреннего диаметра отверстия подшип­ников; б— при поездках подшипников 0-го класса точности.

Выбор посадок подшипников качения на вал и отвер­стие корпуса осуществляют с учетом типа изделия, требо­ваний к точности вращения, характера нагрузок (постоян­ные, переменные, ударные), вращается или неподвижно данное кольцо подшипника относительно действующей на него радиальной нагрузки (под радиальной нагрузкой по­нимают равнодействующую всех радиальных сил, воздей­ствующих на подшипник качения). Кроме того, учитыва­ют тип, размеры, класс точности и режим' работы под­шипника качения, например перепад температуры между валом и корпусом, монтажные и контактные деформации колец, материал и состояние посадочных поверхностей вала и корпуса. При этом определяющим является вид нагружения кольца подшипника.

Различают местное, циркуляционное и колебательное'' нагружения, зависящие от того, какое кольцо подшип­ника неподвижно, какое вращается и как при этом воспринимается радиальная нагрузка

Рис. 2. Виды нагружения колец подшипника

Местным погружением кольца называется такой вид нагружения, при котором действующая на подшипник ре­зультирующая радиальная нагрузка постоянно восприни­мается одним и тем же ограниченным участком дорожки кольца (в пределах зоны нагружения) и передается соот­ветствующему участку посадочной поверхности вала или отверстия корпуса. Такой вид нагружения наблюдается, например, когда кольцо не вращается относительно дей­ствующей па него нагрузки (рис. 2, а) или кольцо и на­грузка участвуют в совместном вращении (рис. 2, д). Эпюры нормальных напряжений на посадочных поверх­ностях на рис. 2 показаны стрелками.

Кольцо подшипника с местным иагружением следует монтировать в подшипниковом узле с зазором, чтобы коль­цо под воздействием толчков и вибраций постепенно про­ворачивалось относительно посадочной поверхности. Кро­ме того, зазор компенсирует температурные расширения валов и корпусов.

Циркуляционным погружением кольца называют такой вид нагружения, при котором действующая на подшипник результирующая радиальная нагрузка воспринимается и передается телами качения в процессе вращения дорожке качения последовательно по всей ее длине, а следователь­но, и всей посадочной поверхности вала или корпуса. Такой вид нагружения возникает, например, когда кольцо вращается относительно постоянной по направлению ра­диальной нагрузки (рис. 2, а), а также, когда нагрузка вращается относительно неподвижного (рис. 2, д) или подвижного (рис. 2, е) кольца. Эпюра нормальных на­пряжений на посадочной поверхности кольца (рис. 2, б), перемещающаяся по мере вращения нагрузки Р_с с ча­стотой вращения n, на рис. 2 показана штриховой линией. При циркуляционном нагружении монтаж подшипника на вал или в отверстие корпуса осуществляют по посадке с на­тягом, чтобы исключить возможность обкатки и проскаль­зывания кольца по, посадочной поверхности при работе подшипникового узла иод нагрузкой.

Колебательным нагружением кольца подшипника ка­чения называется такой вид нагружения, при котором не­подвижное кольцо подшипника подвергается одновремен­ному воздействию двух радиальных нагрузок: постоянной по направлению Р_с и вращающейся P_v, меньшей или рав­ной по величине Р_с. Равнодействующая этих сил Р_с+v совершает периодическое колебательное движение, сим­метричное относительно направления постоянной силы Р_с, причем эта равнодействующая периодически восприни­мается последовательно через тела качения зоной нагруже­ния кольца и передается соответствующим ограниченным участкам посадочной поверхности.

5