Особенности соединений подшипников качения с деталями машин

Соединения подшипников качения с деталями машин и приборов являются частным случаем гладких цилиндрических соединений, весьма распространенным, но имеющим свои специфические особенности [2; 7; 9]. Эти особенности определяются централизованным изготовлением подшипников качения, требующим унификации и стандартизации их присоединительных размеров, и особым влиянием посадки подшипников на условия их монтажа и работы.

1. Основными присоединительными (посадочными) поверхностями подшипников качения, по которым они монтируются на валах и в корпусах машин и приборов являются: отверстие во внутреннем кольце подшипников и наружная поверхность наружного кольца подшипников. Соответственно различают два отдельных соединения: внутреннего кольца с валом и наружного кольца с корпусом.

2. Многообразие условий монтажа и работы подшипников качения в различных машинах и приборах определяет необходимость в различных посадках колец подшипников. Требуемый характер посадки обеспечивается выбором соответствующего поля допуска вала или отверстия корпуса при неизменных полях допусков колец подшипников.

Таким образом, посадки подшипников на вал выполняются в системе отверстия, а отверстие внутреннего кольца подшипников является в этих посадках основным отверстием. Посадки подшипников в корпус выполняются в системе вала, а основным валов в этих посадках служит наружная поверхность наружного кольца.

2. В зависимости от используемых тел качения и от направления воспринимаемой нагрузки ГОСТ 520 устанавливает следующие классы точности подшипников качения, приведенные в таблице 5.1.

3. Класс точности подшипника определяет не только точность диаметра и других присоединительных размеров подшипника, но и точность его вращения. Поэтому классы точности подшипников не имеют ничего общего с квалитетами ЕСДП. В общем машиностроении, когда требования к точности вращения специально не оговорены, рекомендуется применять подшипники классов точности 0 и 6.

Таблица 5.1 – Классы точности подшипников качения (по ГОСТ 520)

4. Основные отклонения посадочных мест колец подшипников обозначают латинской буквой L для диаметра отверстия и буквой l – для наружного диаметра (эти буквы специально оставлены в ЕСДП для подшипников качения).

5. В соответствии с ГОСТ 3325 поля допусков на посадочные размеры подшипника образуются основным отклонением и классом точности подшипника. Тогда l0, l6, l5, l4, l2 – обозначение полей допусков наружного диаметра кольца, а L0, L6, L5, L4, L2 – обозначение полей допусков диаметра отверстия внутреннего кольца подшипника по классам точности 0, 6, 5, 4, 2.

6. По ГОСТ 520 и ГОСТ 3325 для подшипников предусмотрена специальная система допусков и предельных отклонений, представленная на рисунке 5.1, которая отличается от ЕСДП характером расположения поля допуска внутреннего кольца подшипника относительно номинального размера.

Рисунок 5.1 – Поля допусков посадочных поверхностей подшипников,

отверстий и валов для установки подшипников качения 0 и 6 классов точности

Поля допусков l0, l6 (и др. классов точности) наружного кольца подшипника располагаются аналогично полю допуска основного вала h по ЕСДП.

Поля допусков L0, L6 (и др.классов точности) внутреннего кольца подшипника располагаются не в тело кольца, т.е. в «плюс» (как для основного отверстия Н по ЕСДП), а в «минус» от нулевой линии.

Такое перевернутое расположение полей допусков L0, L6, L5, L4, L2 позволяет получать неподвижные (с небольшим гарантированным натягом) соединения подшипника с вращающимся валом, не прибегая к посадкам с основными отклонениями валов по ЕСКД от p до zc, т.к. они имеют большие величины натягов, которые могут вызвать заклинивание тел качения или даже разрушение колец при сборке.

Таким образом, при сопряжении валов с отверстием, у которого поле допуска расположено в минус от номинального размера, а не в плюс, часть полей допусков валов, которые в ЕСДП использовались для получения посадок с небольшим зазором, будут образовывать с отверстием подшипника посадки переходные с небольшими натягами или зазорами. В это же время поля допусков, обычно используемые по ЕСДП для переходных посадок, будут с кольцами подшипников образовывать посадки с небольшим натягом.

Точность (предельные отклонения) размеров колец подшипников 0 и 6 классов точностипредставлена в 5.6 и 5.7, а поля допусков и посадки валов и отверстий корпусов для установки подшипников 0 и 6 классов точности – в 5.8.

7. При установке подшипников качения используют все три вида посадок по характеру сопряжения, т.е. посадки с зазором, с натягом и переходные. При выборе посадок подшипников необходимо руководствоваться следующими общими рекомендациями:

· кольцо подшипника, которое соединяется с вращающим элементом конструкции (валом или корпусом) должно устанавливаться с гарантированным натягом;

· при двухопорном вале (два подшипника на концах вала), посадка одного из не вращающихся колец должна быть с гарантированным зазором, для компенсации температурных деформаций вала или корпуса;

· более точный выбор посадок должен выполняться с учетом степени и вида нагрузки каждого из колец подшипника.

8. Во время работы кольца подшипника испытывают различные виды силового воздействия в виде постоянных и переменных нагрузок. По ГОСТ 3325 различают следующие виды нагружений колец подшипника: местное, циркуляционное и колебательное[4].

Кольца, которые подвергаются местному нагружению, должны устанавливаться с гарантированным зазором или по переходной посадке при минимальном натяге. Это необходимо для того, чтобы кольцо, подвергаемое местному нагружению, могло в процессе работы иногда проворачиваться, чтобы нагрузка не приходилась постоянно на одно место, т.к. это может привести к быстрому местному износу. При повороте колец в процессе эксплуатации износ подшипника будет происходить равномерно.

При циркуляционном нагружении кольцо должно устанавливаться по посадке с натягом для того, чтобы оно не проворачивалось в процессе работы и его износ происходил равномерно, т.к. сама нагрузка проходит последовательно по сопрягаемой поверхности.

При колебательном нагружении кольцо должно устанавливаться по переходной посадке с целью обеспечения возможного поворота кольца в процессе работы для равномерного износа.

Поля допусков посадочных мест валов и отверстий корпусов в зависимости от вида нагружения колец подшипников 0 и 6 классов точности приведены в 5.10.

9. Режим работы подшипников характеризуется их долговечностью.

При выборе полей допусков в зависимости от режима работы различают легкий, нормальный и тяжелый режимы, представленные в таблице 5.2.

Таблица 5.2 – Режимы работы подшипников [7]

В 5.11 представлены рекомендации ГОСТ 3325 по использованию посадок подшипников качения с учетом режима их работы в конкретных подшипниковых узлах и видах машин.

10. Посадки циркуляционно-нагруженных колец подшипников могут выбираться по интенсивности радиальной нагрузки на посадочную поверхность. Эта методика была разработана в 30-е годы ХХ в., подробно изложена в литературе [1-5] и представлена в 5.12.

11. Шероховатость и точность расположения посадочных поверхностей валов и отверстий корпусов должны соответствовать нормам, указанным в 5.13 и 5.14.

12. Обозначение посадок подшипников качения такое же, как принято в ЕСДП, т.е. в числителе указывают поле допуска отверстия, а в знаменателе – поле допуска вала. Одно из полей допусков – поле допуска кольца подшипника.

Например, Æ 95 или Æ 95 L0 / js6 – обозначение посадки подшипника на вал; Æ 170 или Æ 95 G7 / l0 – обозначение посадки подшипника в отверстие корпуса.

Схема расположения полей допусков и эскиз узла подшипника качения с указанными посадками представлены в 5.15 и 5.16.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: