Допуски і посадки підшипників кочення
Основні поняття про допуски і посадки підшипників кочення
Підшипники кочення працюють в найрізноманітніших експлуатаційних умовах і покликані забезпечувати необхідну точність і рівномірність обертання рухомих частин машин, а також володіти високою довговічністю.
Працездатність підшипників кочення в великій мірі залежить від точності їх виготовлення і характеру з'єднання з сполучаються деталями. Будучи стандартними вузлами, підшипники кочення мають повну взаємозамінність по приєднувальних поверхнях, що визначаються зовнішнім діаметром зовнішнього і внутрішнім діаметром внутрішнього кілець.
Точність підшипників кочення (ГОСТ 520-71, СТ РЕВ 774-77) визначається наступними показниками:
- точністю приєднувальних поверхонь, т. е. точністю форми і розмірів отвору діаметром d у внутрішньому кільці, циліндричної поверхні діаметром D зовнішнього кільця і ширини кілець В;
- точністю розмірів і форми тіл кочення, а також доріжок кочення зовнішнього k н і внутрішнього kв кілець;
- радіальним биттям доріжок кочення внутрішнього Ri і зовнішнього R а кілець;
- мінливість ширини кілець Uр;
- биттям базового торця внутрішнього кільця щодо його отвори Si і зовнішньої поверхні зовнішнього кільця щодо базового торця Sa;
- осьовим биттям доріжки кочення внутрішнього Ai і зовнішнього Aa кілець щодо базових торців;
- шорсткістю посадочних і торцевих поверхонь кілець.
Залежно від перерахованих показників точності все тип підшипників кочення ділять на п'ять класів точності, що позначаються в порядку підвищення точності: 0, 6, 5, 4 і 2.
У машино- і приладобудуванні при середніх і малих навантаженнях, нормальної точності обертання (наприклад, в редукторах загального призначення) зазвичай застосовують підшипники класу точності 0.
Для тих же умов, але при підвищених вимогах до точності обертання використовують підшипники класу точності 6. Підшипники класів точності 5 і 4 застосовують тільки при великих швидкостях і жорстких вимогах до точності обертання, а класу точності 2 - лише в особливих умовах. Клас точності (крім класу 0) вказують через тире перед умовним позначенням підшипника, наприклад: 6 - 310.
ГОСТ 520-71 і СТ СЕВ 774-77 встановлюють також порядок маркування, упаковки, транспортування і зберігання підшипників, позначення і визначення основних параметрів. Крім того в стандарті наведені методи контролю кілець і підшипників в зборі.
Визначення придатності кілець підшипників має особливість. Кільця підшипників, що знаходяться до монтажу у вільному стані, внаслідок пружних деформацій можуть мати овальність. Однак кільця можуть виявитися придатними навіть в тому випадку, коли у даного підшипника найбільший і найменший діаметри посадочних отворів виходять за допустимі межі. Це пояснюється тим, що кільця багатьох підшипників мають малу товщину, порівняно легко деформуються і після складання з валом або корпусом приймають форму круглих циліндрів, що мають середні діаметри в допустимих межах.
У зв'язку з цим в таблицях стандартів встановлені граничні відхилення на номінальні і середні діаметри. Придатними є кільця, дійсні значення середніх діаметрів яких не виходять за граничні значення середніх діаметрів.
Допуски і посадки підшипників кочення
Система допусків і посадок, прийнята для підшипників кочення, забезпечує взаємозамінність підшипників кочення по їх приєднувальних розмірах D і d. а також необхідне різноманіття посадок.
Ця система, заснована на системі допусків і посадок для гладких циліндричних з'єднань. має ряд особливостей:
1. Для скорочення номенклатури підшипників кочення значення граничних відхилень, встановлених на розміри D і d. залежать тільки від характеру сполучення підшипників з корпусами і валами.
2. Необхідний характер з'єднання кілець підшипників з деталями механізмів досягається обробкою поверхонь, що сполучаються валів і отворів в корпусах по граничних відхилень, при цьому для з'єднання підшипників кочення з деталями по зовнішньому кільцю виконуються в системі вала, а по внутрішньому - в системі отвору.
3. Поля допусків зовнішнього і внутрішнього діаметрів підшипників кочення розташовані нижче нульової лінії. Таким чином, поле допуску зовнішнього діаметру підшипника займає таке ж положення, як поле допуску основного вала, а поле допуску внутрішнього діаметра в порівнянні з полем допуску основного отвору перевернуто щодо нульової лінії.
4. Поля допусків, за якими обробляються посадочні поверхні валів і отворів в корпусах в поєднаннями з полями допусків, встановлених на діаметри підшипників, утворюють спеціальні посадки, оскільки в сполученнях кілець з деталями механізмів отримують більш точні посадки, ніж у сполученнях деталей, оброблених за однаковими квалітетам Єдиної системи допусків і посадок (ЕСДП РЕВ).
При виборі полів допусків враховують тип машини, вимоги до точності обертання, характер навантажень (постійні, змінні, ударні) і інші експлуатаційні умови, а також тип, розміри та умови монтажу підшипників.
На характер з'єднання підшипників кочення з деталями механізмів великий вплив робить вид навантаження кілець підшипників. Вид навантаження залежить від того, яке кільце обертається щодо результуючої радіального навантаження, що діє на підшипник. Розрізняють три види навантаження кілець: місцеве, циркуляційний і коливальний.
При місцевому навантаженні кільце сприймає радіальну навантаження, постійну у напрямку, лише обмеженим ділянкою доріжки кочення і передає її відповідному обмеженому ділянці посадкової поверхні вала або корпуса.
При циркуляційному навантаженні кільце сприймає радіальну навантаження послідовно всій окружністю доріжки кочення і передає її всієї посадкової поверхні вала або корпуса.
Коливальний навантаження має місце, коли підшипник кочення навантажений одночасно двома або кількома радіальними силами, при цьому сили можуть бути змінними і постійними за величиною і напрямком. В цьому випадку кільце підшипника сприймає рівнодіюча кількох радіальних навантажень, одночасно впливають на обмежену ділянку кола доріжки кочення, і передає її відповідному обмеженому ділянці посадкової поверхні корпусу або валу.
При відсутності особливих умов для кілець, які відчувають місцеве навантаження, застосовують посадки з зазором або невеликим натягом, а при циркуляційному або коливальному навантаженні - нерухомі посадки з натягом або перехідні. Це пояснюється тим, що при нерухомому закріпленні кільця, що зазнає місцеве навантаження, максимальні напруги завжди виникають в одній і тій же точці його доріжок кочення, що призводить до швидкого руйнування підшипника.
Сполучення з зазором або малим натягом допускає повільне відносне проворачивание сполучених поверхонь і запобігає локальні перевантаження підшипника.
Крім того, щільна посадка в цьому випадку підвищує точність обертання деталей механізму.
Між тілами кочення і доріжками кочення в працюючому підшипнику необхідний радіальний робочий зазор, який впливає на довговічність підшипника, і залежить від діючих навантажень, робочої температури, початкового і посадкового зазорів.
Початковим зазором називають зазор, наявний в новому підшипнику.
Посадковий зазор утворюється в результаті деформації кілець підшипника після монтажу і впливає на робочий зазор.
Відсутність радіального зазору може привести до заклинювання підшипника і його руйнування, а надто великий зазор приводить до того, що тіла кочення підшипника будуть навантажені нерівномірно.
На величину цих зазорів впливає характер посадки кілець підшипника, тому при виборі допусків слід враховувати умови, в яких буде працювати підшипник і механізм в цілому.
Позначення посадок підшипників кочення на кресленнях
На складальних кресленнях і кресленнях деталей поряд з номінальним розміром вказують умовне позначення поля допуску тільки поверхні, поєднаної з підшипником, наприклад: Ø42J8 7.
Порядок розрахунку допусків і вибору посадок підшипників кочення
Розрахунок і підбір допусків і посадок для підшипників кочення слід проводити за вихідними даними в наступній послідовності:
1. Визначаються основні розміри підшипника і характер навантаження його кілець.
2. Відповідно до рекомендацій розраховується і вибирається посадка циркуляційної навантаженого кільця, а також посадка кільця, що зазнає місцеве навантаження.
3. Визначаються чисельні значення граничних відхилень приєднувальних діаметрів підшипника і посадочних місць валу і корпусу згідно з обраними посадкам.
4. Розраховуються граничні значення приєднувальних діаметрів і одержуваних в з'єднаннях зазорів і натягів.
5. Виконуються схеми взаємного розташування ролей допусків для з'єднань «внутрішнє кільце - вал», «зовнішнє кільце - корпус».
6. Встановлюються відхилення форми, взаємного розташування, шорсткість поверхонь посадочних місць валу і корпусу.
7. Виконуються креслення або ескізні зображення підшипникового вузла і сполучених з підшипником деталей з нанесенням всіх необхідних позначень і розмірів.