5. Посадки подшипников

В системе соединений колец подшипников с валом и корпусом кольца принимают за основные детали, допустимые отклонения которых назначаются независимо от потребляемого характера посадок. Различные посадки обеспечивают выбор соответствующих отклонений шеек валов и отверстий корпусов.

Таким образом, посадки внутренних колец подшипников осуществляют по системе отверстия, а наружных – по системе вала, иначе бы номенклатура подшипников многократно возросла, так как пришлось бы изготовлять подшипники для каждой посадки колец. В подшипниках качения поле допуска внутреннего кольца располагается не в теле, как это имеет место у основной детали в стандартной системе отверстия, а в противоположную сторону. Поэтому, следует иметь в виду, что соединения внутреннее кольцо – вал получаются более плотными, чем обычные соединения системы отверстия при тех же отклонениях вала. Характер соединений наружное кольцо – корпус такой же, как и в обычных соединениях по системе вала при тех же квалитетах точности.

Рассмотрим два случая работы колец:

а) кольца вращаются относительно нагрузки и, следовательно, подвергаются так называемому циркуляционному нагружению;

б) кольца неподвижны относительно нагрузки и подвергаются местному нагружению.

Соединение вращающихся относительно нагрузки колец с сопряжёнными деталями должно осуществляться неподвижной посадкой во избежание обкатывания кольцом сопряжённой детали, развальцовки посадочных поверхностей и контактной коррозии. Соединения неподвижных относительно нагрузки колец с сопряжёнными деталями осуществляют более свободными посадками, чем вращающихся. Это связано с меньшей опасностью повреждения посадочных поверхностей, так как обкатывания кольцами сопряжённых деталей не происходит. Кроме того, это важно для облегчения осевых перемещений колец при монтаже и температурных деформациях валов (во избежании защемления тел качения), а также при регулировании зазоров в подшипниках.

Влияние режимов работы подшипников на выбор посадок таково: чем больше нагрузка и чем сильнее точки, тем посадки должны быть более плотными, так как тем больше упругие и остаточные деформации поверхностных слоёв и упругие деформации самих колец; чем выше частоты вращения, тем посадки должны быть более свободными, так как при высоких частотах вращения, как правило, нагрузки меньше, температурные деформации больше, а зазоры в подшипниках должны выдерживаться точнее.

Тип подшипника сказывается на выборе посадок следующим образом. Посадки роликоподшипников в среднем выбирают более плотными, чем шарикоподшипников, в связи с большими нагрузками. Посадки радиально-упорных подшипников можно выбирать более плотными, чем радиальных, так как у последних посадочные натяги могут существенно искажать зазоры в подшипниках, а в радиально-упорных подшипниках зазоры устанавливают при сборке.

Посадки крупных подшипников в связи с более тяжёлыми нагрузками выбирают более плотными, чем средних и мелких.

Предельные отклонения посадочных поверхностей валов должны быть по допускам 5-6-го квалитетов, а корпусов 6-7 квалитетов.

Указания по выбору посадок приведены в табл. 5.1 и 5.2.

Радиальные подшипники, устанавливаемые с полями допусков n6 и m6, предусматривающими большие натяги, желательно подбирать с повышенными радиальными зазорами.

Т а б л и ц а 5.1. Поля допусков валов под подшипники.

Поле допуска

Условия работы и области применения

n6 m6 k6, k5 j6 h6 g6

А. Вращается вал (циркуляционное нагружение) Особо тяжёлые и тяжёлые ударные нагрузки. Применяются, в основном, для роликоподшипников в тяжёлом машиностроении. Тяжёлые нагрузки; работа с точками и ударами. Применяется, в основном, для роликоподшипников и крупных шарикоподшипников. Средние нагрузки; тяжёлые нагрузки в условиях необходимости частого перемонтажа. Применяются для всех типов подшипников; k6 – основное поле допусков в общем машиностроении. Лёгкие нагрузки и высокие частоты вращения; требования лёгкого перемонтажа и регулирования. Применяется для всех типов подшипников. Б. Вращается корпус (местное нагружение) Тяжёлые и нормальные нагрузки, в частности, необходимость регулирования зазоров осевым перемещением внутреннего кольца. Нормальные и лёгкие нагрузки. Применяется для подшипников всех типов при невысоких требованиях к точности.

Т а б л и ц а 5.2. Поля допусков отверстий под подшипники

Поле допуска

Условия работы и области применения

k7 j 7, j 6 H7, H6 P 7 N 7 M 7 K 7

А. Вращается вал (местное нагружение) Тяжёлые нагрузки. Применяется для роликопод-шипников. Тяжёлые и нормальные нагрузки, большие частоты вращения. Нормальные и лёгкие нагрузки. В частности, необходимость осевых перемещений для регулирования радиально-упорных подшипников, для компенсации температурных деформаций вала (плавающие опоры). Основная посадка в общем машиностроении. Б. Вращается корпус (циркуляционное нагружение) Тяжёлые и нормальные нагрузки; работа с толчками и ударами. Тонкостенные корпуса. Нормальные нагрузки; тяжёлые нагрузки в условиях необходимости облегчённого перемонтажа. Нормальные и лёгкие нагрузки. Необходимость облегчённого перемонтажа. Большие частоты вращения. Необходимость дополнительного крепления от поворота.

Потребный посадочный натяг может быть рассчитан из условия отсутствия упругого обкатывания колец и раскрытия стыка.

Для радиальных подшипников при необходимости значительных посадочных натягов целесообразна проверка радиального зазора, который после напрессовки кольца на вал не должен выходить из допустимых пределов.