Теоретическая часть к практическому занятию 3.2
Соединение колец подшипников качения с валами (осями) и отверстиями корпусов производится в соответствии с ГОСТ 3325. Основные отклонения и поля допусков валов и отверстий корпусов для посадочных мест, предназначенных для монтажа подшипников качения, представлены на рис. 3.11.
Посадка наружного кольца в отверстие корпуса осуществляется по системе вала, посадка внутреннего кольца осуществляется по системе отверстия, т.е. система посадки определяется видом стандартной поверхности подшипника. Для присоединяемых деталей (вал и корпус) используются стандартные поля допусков по ГОСТ 25346 на отверстие в корпусе (рис. 3.11, а) и на вал (рис. 3.11, б).
Поля допусков подшипников имеют специальные обозначения: l – для диаметра наружного кольца, L – для диаметра внутреннего кольца, к которым добавляется номер класса точности. Например, L6; l6 – поля допусков внутреннего и наружного колец 6-го класса точности соответственно. Для всех типов и классов точности подшипников предельные отклонения полей допусков устанавливаются ГОСТ 520. Верхнее отклонение полей допусков наружного и внутреннего колец равны нулю. Нижние предельные отклонения задаются со знаком минус для обоих колец (табл. 3.9.),т.е. в том числе и на отверстие внутреннего кольца, что нарушает принцип расположения поля допуска основного отверстия в тело детали. Однако, это позволяет получить гарантированный натяг в соединении вращающегося внутреннего кольца с валом, на который назначают поля допусков переходных посадок по ГОСТ 25346.
Выбор полей допусков для посадок зависит от типа, размера, класса точности подшипника, от величины, направления и действия нагрузки (радиальная или осевая) и других условий эксплуатации: интенсивности радиальной нагрузки, режима работы (допустимая перегрузка), жесткости вала и корпуса, вида нагружения [9,13].
Различают три вида нагружения колец подшипника: циркуляционное, местное и колебательное. Вид нагружения кольца подшипника зависит от того, вращается кольцо или неподвижно, а также как воспринимается радиальная нагрузка [4, 12, 14].
Вращающееся кольцо испытывает циркуляционный вид нагружения (нагрузку воспринимает кольцо всей окружностью дорожки качения и передает ее посадочной поверхности вала или корпуса), что требует обеспечения неподвижного соединения с сопрягаемой деталью, т.е. посадки с гарантированным натягом.
Величина минимального натяга для кольца с циркуляционным видом нагруженного зависит от интенсивности радиальной нагрузки, определяемой по формуле [4]:
(3.1)
где Р – интенсивность радиальной нагрузки, H/мм; кH/м;
R – радиальная реакция опоры в подшипнике, Н; (кН);
В – (r и r1) – ширина подшипника, мм;
r и r1 – радиусы закругления на торцах кольца подшипника, мм;
К1 – динамический коэффициент посадки, зависящий от допустимой перегрузки (принимать К1 = 1 при перегрузке до 150%, когда толчки и вибрации умеренные; К1 = 1,8 при перегрузке до 300%, когда удары и вибрация сильные);
К2 – коэффициент, учитывающий ослабление посадочного натяга при пониженной жесткости вала или корпуса (полый вал или тонкостенный корпус); для жесткой конструкции К2 = 1;
К3 – коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки между рядами тел качения в двухрядных роликоподшипниках и сдвоенных шарикоподшипниках при наличии осевой нагрузки на опору; для однорядных К3 = 1 или по таблицам справочников [4; 12; 13].
Выбор посадки кольца при циркуляционном виде нагружения производить по табл. 3.10, учитывая интенсивность радиальной нагрузки.
Приместном виде нагруженияне вращающеесякольцо воспринимает результирующую радиальной нагрузки ограниченным участком окружности дорожки качения кольца и передает ее соответствующему ограниченному участку посадочной поверхности вала или корпуса.
Посадка не вращающегося кольца обычно производится с гарантированным зазором, чтобы исключить интенсивный местный износ дорожки качения кольца подшипника и заклинивание тел качения. Посадка выбирается методом подобия по таблицам справочника (табл.3.11) в зависимости от типа, размера, класса точности подшипника, от величины, направления и действия нагрузки (радиальная или осевая), интенсивности радиальной нагрузки, режима работы (допустимая перегрузка), жесткости вала и корпуса, материала и конструкции корпуса и т.д. [9,13].
Колебательныйвиднагружения встречается реже. При колебательном виде нагружения на подшипник действуют две радиальные нагрузки: одна большая по величине постоянна по направлению, а другая меньшая по величине вращается вокруг оси. Их равнодействующая не совершает полного оборота, а колеблется на ограниченном участке окружности дорожки качения кольца, например, подшипники дробильных машин,
E8; G6; G7; H4…H9; Js4… Js 7; J6,7; K5…K7, M5…M7; N6,
а)
e8; f6… f 9; g5 ; g6; h3… h10; js3… js6; j5… j6; k4… k 6; m4… m6; n4… n6;
p5; p6; r6; r7
б)
Рис. 3.5. Основные отклонения и поля допусков присоединительных размеров подшипников качения и посадочных мест их монтажа:
а - отверстие корпуса; б - вал; I- для обеспечения посадок с зазором;
II- для обеспечения посадок с натягом;
III- для обеспечения посадок с натягом в тонкостенных корпусах или на полых валах;
lD – поле допуска наружного кольца (l0; l6; l5; l4; l2; lT);
Ld- поле допуска внутреннего кольца (L0; L6; L5; L4; L2; LT)
Таблица 3.9.
Предельные отклонения внутреннего и наружного колец
подшипника по ГОСТ 520
| Номинальный диаметр кольца | Радиальные и радиально – упорные подшипники | Роликовые конические подшипники | ||||||
| Классы точности подшипника | ||||||||
| N | 6X | |||||||
| Внутреннего d, мм | Нижнее отклонение | |||||||
| Ld = Ddmp, мкм | ||||||||
| cв.10 до 18 | -8 | -7 | -5 | -4 | -12 | -12 | -7 | -5 |
| cв.18 до 30 | -10 | -8 | -6 | -5 | -12 | -12 | -8 | -6 |
| cв.30 до 50 | -12 | -10 | -8 | -6 | -12 | -12 | -10 | -8 |
| cв.50 до 80 | -15 | -12 | -9 | -7 | -15 | -15 | -12 | -9 |
| cв.80 до 120 | -20 | -15 | -10 | -8 | -20 | -20 | -15 | -10 |
| cв.120 до 180 | -25 | -18 | -13 | -10 | -25 | -25 | -18 | -13 |
| cв.180 до 250 | -30 | -22 | -15 | -12 | -30 | -30 | -22 | -15 |
| Наружного D, мм | Нижнее отклонение | |||||||
| lD =DDmp, мкм | ||||||||
| cв.18 до 30 | -9 | -8 | -6 | -5 | -12 | -12 | -8 | -6 |
| св.30 до 50 | -11 | -9 | -7 | -6 | -14 | -14 | -9 | -7 |
| св.50 до 80 | -13 | -11 | -9 | -7 | -16 | -16 | -11 | -9 |
| св.80 до 120 | -15 | -13 | -10 | -8 | -18 | -18 | -13 | -10 |
| св.120 до 150 | -18 | -15 | -11 | -9 | -20 | -20 | -15 | -11 |
| св.150 до 180 | -25 | -18 | -13 | -10 | -25 | -25 | -18 | -13 |
| св.180 до 250 | -30 | -20 | -15 | -11 | -30 | -30 | -20 | -15 |
| св.250 до 315 | -35 | -25 | -18 | -13 | -35 | -35 | -25 | -18 |
| св.315 до 400 | -40 | -28 | -20 | -15 | -40 | -40 | -28 | -20 |
Примечание: Для всех подшипников всех классов точности верхнее отклонение для внутреннего и наружного колец равны нулю.
насосов, транспортеров и т.д. В этом случае оба кольца устанавливаются по переходным посадкам (js; Js), обеспечивающим проворачивание колец.
Требования к оформлению чертежей с подшипниками качения
От точности сопрягаемых с подшипником поверхностей вала и отверстия корпуса зависит работоспособность и долговечность подшипника, поэтому к ним предъявляются высокие технические требования [13].
Допуски формы и расположения посадочных поверхностей валов и корпусов определены в ГОСТ 3325 и приводятся в табл. 3.12. Требования к шероховатости посадочных поверхностей указаны в табл. В.1.
Торцовые поверхности обеспечивают надежную опору колец подшипников при действии на них осевых нагрузок.
Таблица 3.10