Допуски посадки подшипников качения

ГОСТ 520-89 «Подшипники шариковые и роликовые. Технические требования» устанавливает пять классов точности подшипников: 0; 6; 5; 4; 3. Точность размера подшипника определяется допускаемыми отклонениями диаметра цилиндрического отверстия и ширины кольца для внутреннего кольца, отклонениями наружного диаметра и ширины кольца для наружного кольца, отклонениями формы и расположения колец и тел вращения. Нормируется также шероховатость посадочных и торцовых поверхностей колец подшипника.

Основное отклонение посадочных мест колец подшипников обозначается буквой L для диаметра отверстия внутреннего кольца и буквой l обозначается основное отклонение наружного кольца. Для среднего диаметра отверстия внутреннего кольца подшипника установлены поля допусков L0; L6; L5; L4; L2. Для среднего диаметра наружного кольца установлены полч допусков.

Посадки внутреннего кольца подшипника на вал осуществляют по системе отверстия, а наружного кольца в корпус - по системе вала, причём расположение поля допуска внутреннего кольца в «минус позволяет получить посадки с гарантированным натягом, используя для валов поля допусков переходных посадок (n, m, k, js) рис. 16.

Посадки колец подшипников качения (шариковых, роликовых) на валы и в корпусы выбирают по ГОСТ 3325-85. При установке подшипников качения используются все три вида посадок по характеру сопряжения, т. е. посадки с зазором, с натягом и переходные. Выбор характера сопряжения зависит от вида нагружения, скорости вращения, характера смазки, типа, размеров, класса точности и режима работы подшипника. Определяющим является вид нагружения кольца подшипника. Кольцо подшипника во время работы испытывает различные виды нагружений в виде концентрированной или распределённой нагрузки (рис. 17).

Рис. 17. Виды нагружения колец подшипника

Этот вид нагружения воздействует на поверхность посадочного места под подшипник и определяет необходимый характер сопряжения.

Различают местное, циркуляционное и колебательное нагружения, зависящие от того, какое кольцо подшипника неподвижно, какое вращается и как при этом воспринимается радиальная нагрузка (рис. 18).

Рис. 18. Виды нагружения колец подшипника

Местное нагружение - такой вид нагружения, при котором действующая на подшипник результирующая радиальная нагрузка постоянно воспринимается одним и тем же ограниченным участком дорожки качения кольца и передаётся соответствующему участку посадочной поверхности вала или корпуса.

Местно-нагруженные кольца должны иметь соединение с зазором или незначительный натяг между кольцом и сопрягаемой деталью. Это необходимо для того, чтобы кольцо, подвергаемое местному нагружению, могло в процессе работы иногда поворачиваться, чтобы нагрузка не находилась постоянно в одном месте, что может привести к быстрому местному износу. Рекомендуемые поля допусков валов и отверстий корпусов под подшипники качения с местно нагруженными кольцами табл. 13.

Рекомендуемые посадки для колец при местном нагружении

Нагружение	Посадочные диаметры, мм	Посадка	Тип подшипника
На вал	В корпус стальной или чугунный
Неразъемный	разъемный
Спокойное или с умеренными толчками и вибрацией; перегрузка до 150 %				Н6 Н7 Н8	Все, кроме штампованных игольчатых
С ударами и вибрацией; перегрузка до 300%				Is 6 Is 7	Все, кроме штампованных игольчатых и роликовых конических двухрядных

Циркуляционным нагружением колец называется такой вид нагружения, при котором действующая на подшипник результирующая радиальная нагрузка воспринимается и передаётся телами качения в процессе вращения последовательно по всей её длине, а следовательно, и всей посадочной поверхности вала или корпуса. Такой вид нагружения возникает, когда кольцо вращается относительно постоянной по направлению радиальной нагрузки или когда нагрузка вращается относительно неподвижного или подвижного кольца. Циркуляционно-нагруженные кольца должны иметь неподвижное соединение с сопрягаемой деталью, для того, чтобы оно не поворачивалось в процессе работы и износ происходил равномерно, так как нагрузка происходит переменно по сопрягаемой поверхности.

При циркуляционном нагружении колец подшипников посадки на вал и в корпус выбирают по величине P_r - интенсивности радиальной нагрузки на посадочной поверхности кольца.

Интенсивность нагрузки определяется:

; (30)

где F_r - радиальная реакция опоры на подшипник, кН; b - рабочая ширина посадочного места, м (b=B 2r, В - ширина подшипника, r - радиус закругления или ширина фаски кольца подшипника); К₁ - динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки (при нагрузке до 150%, умеренных толчках и вибрации К₁ = 1; при перегрузке до 300%, сильных ударах и вибрации К₁ = 1,8); К₂ - коэффициент учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе (при сплошном вале и массивном корпусе К₂ = 1, табл. 14); К₃ - коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки F_a на опору принимается по [3, табл. 4.91]. Для радиальных и радиально-упорных подшипников с одним наружным или внутренним кольцом К₃ = 1.

Допускаемые значения P_r для различных посадок приведены в табл. 15.

При выборе посадок колец подшипников 0 и 6 классов применяют поля допусков 7 квалитета для отверстий и корпусов и 6 квалитета для валов. Посадки подшипников 5 и 4 классов осуществляют точнее на один квалитет, для корпусов применяют поля допусков 6 квалитета, для валов - 5 квалитета.

Наибольший натяг выбранной посадки не должен превышать допустимого значения [N], определённого из условий прочности циркуляционно-нагруженного кольца:

(31)

где d - диаметр циркуляционно-нагруженного кольца, мм; - допускаемое напряжение при растяжении, МПа (для подшипниковой стали =400 МПа); К - коэффициент, принимаемый приближённо для подшипников лёгкой серии - 2,8; средней серии - 2,3; тяжёлой - 2.

Колебательным нагружением кольца называется такой вид нагружения, при котором неподвижное кольцо подшипника подвергается одновременно воздействию радиальных нагрузок: постоянной оп направлению и вращающейся меньшей или равной по значению. Их равнодействующая совершает периодическое колебательное движение, симметричное относительно неподвижной силы, причём она периодически воспринимается и передаётся соответствующему ограниченному участку посадочной поверхности (рис. 17).

Колебательно-нагруженные кольца должны иметь плотно-подвижное соединение, т. е. устанавливаются по переходной посадке с целью возможного проворота кольца в процессе работы для обеспечения равномерного износа.