Пред. След. Главная

Поля допусков и посадки

  Установлены следующие обозначения полей допусков на посадочные диаметры колец подшипника по классам точности (ГОСТ 3325-85):
  - для среднего диаметра отверстия подшипников - Ld_m, L0, L6, ..., L2, LT, где L -обозначение основного отклонения для среднего диаметра отверстия подшипника;
  Ld_m - общее обозначение поля допуска на средний диаметр dm отверстия подшипника (рис. 33); 10, Z-6, ..., Z2, LT - обозначение полей допусков для среднего диаметра отверстия по классам точности 0, 6, ..., 2, Т подшипников (ГОСТ 520-89);

Рис. 33. Схема расположения полей допусков на средние наружный диаметр и диаметр отверстия подшипника

  - для среднего наружного диаметра подшипников - lD_m,l0), l6, ..., l2, lT, где l -обозначение основного отклонения для среднего наружного диаметра подшипника;
lDm - общее обозначение поля допуска для среднего наружного диаметра D_m подшипника (рис. 33);l0, l6, ..., l2,  lT, - обозначение полей допусков для среднего наружного диаметра по классам точности 0, 6, ..., 2, Г подшипников (ГОСТ 520-89).

Установлены поля допусков для диаметров посадочных поверхностей валов и корпусов (табл. 81), а для соединения подшипников с валами (осями) и корпусами - посадки (табл. 82), определяемые сочетаниями полей допусков на сопрягаемые детали в зависимости от классов точности подшипников. Выбор посадок подшипников качения на вал и в отверстие корпуса осуществляют в соответствии с требованиями к точности и необходимой плотности соединения колец с посадочными поверхностями.
Условные обозначения посадок подшипников указывают на сборочных чертежах и в нормативно-технической документации.

Пример обозначения посадки подшипника качения класса точности 0 на вал с номинальным диаметром 50 мм, с полем допуска k6 по ГОСТ 25347-82: Ø50LO/k6 или Ø50L0-k6;
  то же в отверстие корпуса с номинальным диаметром 90 мм, с полем допуска Н7:  Ø90H7/l0 или Ø90H7-l0
  Допускается на сборочных. чертежах подшипниковых узлов указывать только размер, поле допуска или предельные отклонения сопряженной с подшипником детали: 050k6; 090H7.

Основные указания по выбору посадок для колец подшипников

Выбор посадок подшипников на вал и в отверстие корпуса производят в зависимости от вида нагружения, т.е. от того, вращается или не вращается данное кольцо относительно действующей на него радиальной нагрузки, а также от величины, направления и интенсивности действующих нагрузок.

Под радиальной нагрузкой следует понимать равнодействующую всех радиальных сил, воздействующих на подшипник или тела качения.
В соответствии с условиями работы различают следующие основные виды нагружения колец подшипника: местное, циркуляционное и колебательное.

Местное погружение кольца - нагружение, при котором действующая на подшипник результирующая радиальная нагрузка постоянно воспринимается одним и тем же ограниченным участком дорожки качения этого кольца (в пределах зоны нагружения) и передается соответствующему участку посадочной поверхности вала или корпуса. Кольцо может быть неподвижно относительно действующей на него нагрузки или кольцо и нагрузка участвуют в совместном вращении. На рис. 34 представлены случаи местного нагружения колец (а - наружного, б - внутреннего) с соответствующими эпюрами нормальных напряжений на посадочных поверхностях.

Циркуляционное погружение кольца -нагружение, при котором действующая на подшипник результирующая радиальная нагрузка воспринимается и передается телами качения дорожке качения в процессе вращения последовательно по всей ее длине, а следовательно, и всей посадочной поверхности вала или корпуса. Такое нагружение имеет место, например, когда кольцо вращается относительно постоянной по направлению радиальной нагрузки, а также когда нагрузка вращается относительно неподвижного или подвижного кольца (рис. 35). На этом рисунке представлены случаи циркуляционного нагружения внутреннего кольца (рис. 35, а и б), наружного кольца (рис. 35, в и г), обоих колец (рис. 35, д). Показана также эпюра нормальных напряжений на посадочной поверхности корпуса (рис. 35, в), перемещающаяся по мере вращения нагрузки F_r с частотой вращения п.

Рис. 34. Эпюры нормальных напряжений
 на посадочных поверхностях и случаи местного
 нагружения наружного кольца (а) и 
внутреннего кольца (б)

81. Поля допусков на диаметры посадочных поверхностей валов н отверстий корпусов
 

  Примечания:
  1. В скобках приведены поля допусков ограниченного применения.
  2. Под посадку шариковых и роликовых подшипников на закрепительных или стяжных втулках предельные отклонения валов устанавливают по h8, h9 и h10.
  3. При применении полей допусков H7, H8, H9 необходима селективная сборка с целью исключения проворота наружного кольца подшипника.

82. Посадки подшипников качения на вал и в отверстие корпуса по классам точности для основных отклонений
 

Рис. 35. Случаи циркуляционного нагружения внутреннего кольца (а, б), 
наружного кольца (в, г), обоих колец (д)

 Колебательное нагружение - нагружение, при котором неподвижное кольцо подшипника подвергается одновременному воздействию радиальных нагрузок: постоянной по направлению F_r и вращающейся F_c, меньшей или равной по величине F_r. Их равнодействующая совершает периодическое колебательное движение, симметричное относительно направления F_r , причем она периодически воспринимается последовательно через тела качения зоной нагружения кольца и передается соответствующим ограниченным участкам посадочной поверхности.    
 Такое нагружение возникает, например, на неподвижном наружном кольце, когда на него воздействует через вал постоянная нагрузка F_r., а внутреннее кольцо вращается совместно с приложенной к нему нагрузкой F_c, возникающей от дисбаланса (рис. 36, о). При вращении наружного кольца совместно с нагрузкой F_c колебательное нагружение возникает на неподвижном внутреннем кольце (рис. 36, б)

Рис. 36. Случаи колебательного нагружения наружного кольца при циркуляционном нагружении
 внутреннего кольца (а), внутреннего кольца при циркуляционном нагружении наружного кольца (б);
 круговая диаграмма изменения равнодействующей силы F_r+c при /F_r/> /F_c/  (в)

 Равнодействующая изменяется от /F_r/ + /F_c/  до  /F_r/ _¯ /F_c/ и колеблется по направлению за один оборот вала в пределах угла, ограниченного точками А и В на круговой диаграмме (рис. 36, в), симметрично относительно линии действия силы F_r. При /F_r/ = /F_c/ равнодействующая изменяется от 0 до 2 /F_r/.
 Если нагрузка постоянного направления меньше вращающейся, т.е. /F_r/ < /F_c , равнодействующая вращается, изменяясь по значению и направлению от /F_r/ + /F_c/  до  /F_с/ _¯ /F_r/ (круговая диаграмма, рис. 37, в).
 В этом случае кольца являются либо местно нагруженными (внутреннее на рис. 37, а, наружное на рис. 37, б), либо циркуляционно нагруженными (наружное на рис. 37, а, внутреннее на рис. 37, б), в зависимости от схемы приложения сил.
 При "неопределенном нагружении'', например когда нагрузка на подшипники качения вала приложена одновременно от силы натяжения ремня и от кривошипно-шатунного привода, кольца подшипников вала устанавливают, как при циркуляционном виде нагружения.
 В табл. 83 приведены виды нагружения колец подшипников качения при радиальных нагрузках в зависимости от условий работы.

Рис. 37. Случаи местного нагружения внутреннего кольца при циркуляционном
 нагружении наружного кольца (а), циркуляционного нагружения внутреннего кольца
 при местном нагружении наружного (б); круговая диаграмма изменения 
равнодействующей силы F_r+c при /F_r/< /F_c/  (в)

83. Виды нагружения колец подшипников качения

 Другим фактором, определяющим характер посадки, ее плотность является интенсивность и динамика нагружения. По интенсивности нагружения подшипниковых узлов, определяемой отношением эквивалентной радиальной нагрузки Р_r и радиальной динамической грузоподъемности С_r, режимы их работы подразделяют на легкий, нормальный, тяжелый и режим "особые условия" (табл. 84).
 К режиму "особые условия" относят условия эксплуатации подшипников, работающих при ударных и вибрационных нагрузках (в железнодорожных и трамвайных буксах, на коленчатых валах двигателей, в узлах дробилок, прессов, экскаваторов и т.п.). Посадки подшипников при этом режиме выбирают, как для тяжелого режима работы, независимо от отношения Р_r/С_r

84. Режимы работы подшипников качения
 

Большим значениям отношения Р_r/С_r должны соответствовать более плотные посадки.
При выборе посадок следует учитывать также перепад температур между валом и корпусом, монтажные и контактные деформации колец, влияющие на рабочий зазор в подшипнике, материал и состояние посадочных поверхностей вала и корпуса, условия монтажа.

Многолетней практикой применения подшипников установлено, что соединение с валом или корпусом колец, вращающихся относительно нагрузки, должно осуществляться обязательно с натягом, исключающим проворачивание и обкатывание кольцом сопряженной детали. При недостаточном натяге и циркуляционном нагружении между кольцом и посадочной поверхностью может появиться зазор в разгруженной зоне, что приводит к обкатыванию кольцом сопряженной поверхности, ее развальцовке, контактной коррозии, истиранию, снижению точности вращения и разбалансировке.

При высоких частотах вращения применяют посадки с меньшим натягом.
Посадки неподвижных относительно нагрузки колец, назначают более свободными, допускающими наличие небольшого зазора, так как обкатывание кольцами сопряженных деталей в этом случае не происходит. Нерегулярное проворачивание невращающегося кольца порядка одного оборота в сутки полезно, так как при этом изменяется положение его зоны нагружения, что способствует повышению долговечности подшипника. Кроме того, такое сопряжение облегчает осевые перемещения колец при монтаже, при регулировании зазоров в подшипниках и при температурных деформациях.

Посадки подшипников отличаются от обычных расположением и значением полей допусков на посадочные поверхности колец. Подшипник является основным комплектующим изделием, не подлежащим в процессе сборки дополнительной доводке. Требуемые посадки в соединении колец получают назначением соответствующих полей допусков на диаметры вала или отверстия в корпусе. Особенностью является то, что в подшипниках качения поле допуска на диаметр отверстия внутреннего кольца располагают не вверх от нулевой линии (не "в плюс"), а вниз ("в минус"), рис. 33. Этим гарантируют получение натягов в соединениях внутреннего кольца с валами, имеющими поля допусков k, n и т. Поле допуска на диаметр наружного кольца располагают как обычно - "в минус" или "в тело детали".

Посадки колец шариковых и роликовых радиальных подшипников на вал и в отверстие корпуса в зависимости от вида нагружения выбирают* в соответствии с табл. 85.

Посадки шариковых и роликовых радиально-упорных подшипников на вал и в отверстие корпуса выбирают в соответствии с табл. 86.
Для тугих колец упорных шариковых и роликовых подшипников применяют посадки L0/js6(L0/j6) или L6/js6(L6/j6).
Часто выбор посадок осуществляют методом аналогий, ориентируясь на аналогичные, длительно работающие проверенные узлы, близкие по конструкции, назначению и условиям эксплуатации.
В табл. 87-89 приведены рекомендуемые посадки шариковых и роликовых подшипников различных типов в зависимости от вида нагружения, режима работы и диаметра отверстия.

85. Посадки колец радиальных подшипников для различных видов нагружения
 

   Примечания: 1. При частотах вращения, превышающих предельные, для местно нагруженных колец радиальных шариковых и роликовых подшипников следует производить обработку посадочных мест вала и корпуса под посадку с полем допуска, расположенным симметрично относительно номинального диаметра по табл. 81.
  2. Допускается при необходимости применение полей допусков j5, j6, J6, J7 ограниченного применения.