Система допусків і посадок для підшипників качения

Підшипники качения володіють повною зовнішньою взаємозамінністю по приєднувальних розмірах і неповної внутрішньої між тілами качения і кільцями. Комплекти кульок, роликів і кільця підшипників підбирають селективним методом.

Терміни і визначення, установлені ДСТ 25256 - 82 в області допусків на підшипники качения, їхня деталі й окремі елементи, обов'язкові для застосування в документації, усіх видів науково-технічної, навчальної і довідкової літератури.

Основні приєднувальні розміри підшипників качения, по яким вони монтуються на валах (осях) і в корпусах (корпусних деталях) машин і приладів, установлені ДСТ 520 - 89*:

d - діаметр отвору внутрішнього кільця радіальних і радіально-завзятих чи підшипників тугого кільця одинарних завзятих підшипників.;

d_m = 0,5(d_min + d_max) - середній діаметр отвору внутрішнього кільця, причому d_min и d_max - найбільше і найменше значення діаметра d,визначені двухточечным виміром в одній радіальній площині (перпендикулярної осі);

d₁ — діаметр отвору тугого кільця подвійних завзятих підшипників;

D - зовнішній діаметр зовнішнього кільця радіальних і радіально-завзятих чи підшипників вільного кільця завзятих підшипників;

D_m = 0,5(D_min + D_max) - середній зовнішній діаметр зовнішнього кільця, причому Dmіn і Dmax - найбільше і найменше значення діаметра D, визначені двухточечным виміром в одній радіальній площині (перпендикулярної осі).

Допуски підшипників качения. Якість підшипників за інших рівних умов визначається: 1) точністю приєднувальних розмірів і ширини кілець, а для роликових радіально-завзятих підшипників ще і точністю монтажної висоти; точністю форми і взаємного розташування поверхонь кілець підшипників і їхньої шорсткості; точністю форми і розмірів тіл качения в одному підшипнику і шорсткістю їхніх поверхонь; 2) точністю обертання, характеризуемой радіальним і осьовим биттями доріжок качения і торців кілець.

За ДСТ 520 - 89* установлені дев'ять класів точності, позначених у порядку її зростання 8; 7; 0; 6Х, 6; 5; 4; 2; Т. Класи точності 8 і 7 виготовляються за замовленням споживача.

Поле допуску діаметра отвору і зовнішнього діаметра підшипника розташовано униз від нульової лінії. У більшості вузлів машин застосовують підшипники качения класу точності 0. При підвищених вимогах до точності обертання варто вибирати підшипники більш високого класу точності.

У залежності від вимог за рівнем вібрації, волнистости й відхилень по круглости поверхні качения встановлюються три категорії А, В, С.

Категорія А включає класи точності 5, 4, 2, Т и додатково регламентує: момент тертя; кут контакту; осьове і радіальне биття, що відповідає наступному більш точному класу точності.

Категория В включає класи точності 0, 6Х, 6, 5 з додатковими вимогами по моменті тертя; куту контакту; осьовому і радіальному биттю, що відповідає наступному більш точному класу точності.

Категория С включає класи точності 8, 7, 0, 6, до яких не пред'являються вимоги за рівнем вібрації, моменту тертя й ін.

Вибір посадок підшипників качения.Посадку підшипника качения на вал і в корпус вибирають у залежності від типу і розміру підшипника, умов його експлуатації, значення і характеру діючих на нього навантажень і виду нагружения кілець. Згідно ДСТ 3325 - 85* розрізняють три основних види нагружения кілець: місцеве, циркуляційне і коливальне.

При місцевому нагружении кільце сприймає постійну по напрямку результуючу радіальне навантаження F_r (наприклад, натяг приводного ременя, сила ваги конструкції) лише обмеженою ділянкою окружності доріжки качения і передає її відповідному обмеженій ділянці посадкової поверхні чи вала корпуса. Таке нагружение виникає, наприклад, коли кільце не обертається щодо навантаження (мал. 2.28, а).

При циркуляційному нагружении кільце сприймає результуюче радіальне навантаження F_rпослідовно всією окружністю доріжки качения і передає її всієї посадкової поверхні чи вала корпуса. Таке нагружение кільця виходить при його обертанні і постійно спрямованому навантаженню F_r чи, навпаки, при радіальному навантаженні F_c, обертової щодо розглянутого кільця (мал. 2.28, б).

При коливальному нагружении необертове кільце сприймає рівнодіючу F_r+cдвох радіальних навантажень (F_r — постійна по напрямку, F_c обертається, причому F_r > F_c) обмеженою ділянкою окружності доріжки качения і передає її відповідному обмеженій ділянці посадкової поверхні чи вала корпуса. Рівнодіюче навантаження F_r+cне робить повного обороту, а коливається між крапками А и В (мал. 2.28, в). Посадки варто вибирати так, щоб обертове кільце підшипника було змонтовано з натягом, що виключає можливість обкатування і прослизання цього кільця по посадкової поверхности вала или отверстия в корпусе в процессе работы под

навантаженням; інше кільце повинне бути встановлене з зазором. Отже, при обертовому валі з'єднання внутрішнього кільця з валом повинне бути нерухомим, а зовнішнє кільце устновлено у корпусі з невеликим зазором; при нерухомому валі з'єднання внутрішнього кільця з валом повинне мати посадку з невеликим зазором, а зовнішнього кільця з корпусом повинне бути нерухомим. Посадки, що рекомендуються, для підшипників качения і приклади їхнього застосування приведені в ДСТ 3325 - 85*.

Варіанти видів нагружения кілець шарико- і роликопідшипників при-ведены в табл. 2.10.

Таблица 2.10

Варіанти нагружения кілець шарико- і роликопідшипників

за ДСТ 3325 - 85*

Циркуляционно навантажені кільця повинні мати нерухому посадку, що призначається в залежності від величини й інтенсивності навантаження Рr на посадковій поверхні кільця:

,

де F_r – радіальне навантаження на підшипник, кН; b – робоча ширина посадкового місця, м; k₁ - динамічний коефіцієнт посадки (при навантаженні з помірними поштовхами і вібраціями k₁ = 1,0; при сильних ударах і вібраціях k₁ = 1,8); k ₂ - коефіцієнт, що враховує зниження посадкового натягу (при порожньому чи валі тонкостінному корпусі k₂ > 1, при суцільному валі і товстостінному корпусі k₂ = 1); k₃– коефіцієнт нерівномірності розподілу радіального навантаження (F_r) між рядами роликів у дворядних конічних чи роликопідшипниках між здвоєними шарикоподшипниками при наявності осьової сили F_a на опору. Значення k₃, залежні від , де b - кут контакту тіл качения з доріжкою качения зовнішнього кільця. Для радіальних і радіально-завзятих підшипників при розташуванні тіл качения в один ряд

k₃ =1. По підрахованій інтенсивності навантаження Pr вибирається посадка.

Коливально навантажені кільця підшипників встановлюються в корпус з основними відхиленнями K і J_S, а на вал - з відхиленнями k, j_S, h. Точність виконання посадкових поверхонь у корпусі і на валу визначається класом точності підшипника. Для класів точності 0 і 6 рекомендується для валів призначити квалитет ІT6, а для отворів - ІT7, для класів точності 2, 4 і 5 - відповідно ІT5 і ІT6.

Приклад.Для підшипника качения № 6-304 (d = 20 мм; D = 52 мм; B = 15 мм; r = 2 мм) 6-го класу точності, навантаженого F_r = 6000 H, . Обертова деталь - вал, вид навантаження - з помірними поштовхами.

Рішення

1. При обертовому валі і постійно діючій силі Fr внутрішнє кільце навантажене циркуляційної, а зовнішнє - місцевої навантаженнями.

2. Інтенсивність навантаження

де k₁ = 1; k₂ = 1,6; k₃ = 1. [10]; b = b-2r = 15 – 4 = 11мм.

3.При Р_r = 873 кН/м по [10] для вала вибираємо поле допуску k6, для отвору в корпусі поле допуску Н7.

4.Схеми полів допусків приведені на мал.2.29..

5. За ДСТ 3325 - 85* приймаємо допуски круглости, профілю поздовжнього перетину, торцевого биття і шорсткість вала й отвору.

6. Для довжини ділянки вала під підшипник призначаємо незазначені граничні відхилення по "середньому" класі точності (ДСТ 25670-83).

Ескізи підшипникового вузла, вала й отвору приведені на мал.2.30.

Умовні позначки підшипників.Система умовних позначок шарико- і роликопідшипників установлена ДСТ 3189 - 89. Умовна позначка підшипника дає повне представлення про його габаритні розміри, конструкцію, точності виготовлення, термообробці, величині зазору і т.п..

Рис. 2.30. Ескізи підшипникового вузла, вала й отвору

Х ХХ Х Х ХХ

Внутрішній діаметр

Серія діаметрів

Тип підшипника

Конструктивний різновид

Серія ширин і висот

Повна умовна позначка підшипника складається з основного і до-полнительного.

Основна умовна позначка містить у собі сім цифр (мал. 2.31).

Приклад умовної позначки підшипника роликового дворядних з короткими циліндричними роликами типу 182000 (з конічним отвором внутрішнього кільця з бортами на внутрішнім кільці), серії діаметрів 1, серії ширин 3 з d = 100 мм, D = 150 мм, В=37 мм:

Підшипник 3182120 ДСТ 7634 - 75*.

Прикладумовної позначки підшипника з урахуванням його точності. Підшипник позначений А 125 - 205, де А - категорія; 1 - ряд моменту тертя; 2 - група радіального зазору; 5 - клас точності. У позначенні А 25 - 205 - немає вимог по моменті тертя. У позначенні А 5 - 205 - немає вимог по моменті тертя і по радіальному зазорі