2.5. Соединения с подшипниками качения

Подшипники, являясь опорами для подвижных частей, определяют их положение в механизме и несут значительные нагрузки. Подшипники качения имеют следующие основные преимущества по сравнению с подшипниками скольжения:

• обеспечивают более точное центрирование вала;

• имеют более низкий коэффициент трения;

• имеют небольшие осевые размеры

К недостаткам подшипников качения можно отнести:

• повышенную чувствительность к неточностям монтажа и установки;

• жесткость работы, отсутствие демпфирования колебаний нагрузки;

• относительно большие радиальные размеры

2.5.1. Классы точности подшипников качения

Долговечность подшипников качения определяется величиной и характером нагрузки, точностью изготовления, правильной посадкой на вал и в отверстие корпуса, качеством монтажа.

В зависимости от точности изготовления и сборки для различных типов подшипников установлены следующие классы точности (см. табл. 2.13).

Таблица 2.13

Классы точности определяют:

• допуски размеров, формы и взаимного положения элементов деталей подшипника качения (дорожек качения, тел качения и т.д.);

• допуски размеров и формы посадочных поверхностей наружного и внутреннего колец подшипника качения,

• допустимые значения параметров, характеризующих точность вращения подшипников Дополнительные технические требования к подшипникам качения устанавливаются тремя категориями: А, В, С.

В табл. 2.14 указаны категории и классы точности подшипников, для которых они предусмотрены, и те дополнительные технические требования, которые они устанавливают. Обозначение подшипников категорий Л и В:

А125-205, где А - категория; 1 - ряд момента трения; 2 - группа радиального зазора; 5 - класс точности; 205- номер подшипника.

Обозначение подшипников категории С (в обозначении категорию С не указывают): 6-205, где 6- класс точности; 205- номер подшипника.

205, где 205- номер подшипника; О - класс точности (в обозначении О класс не указывают).

Таблица 2.14

2.5.2. Назначение полей допусков для вала и отверстия корпуса при установке подшипников качения

На рис. 2.6 показана схема расположения рекомендуемых полей допусков посадочных размеров для подшипников классов точности О и 6.

40 29

o:-f

-29 [

4 77

-601-

Рис. 2.6

Из схемы видно, что поля допусков для внутреннего и наружного колец подшипника качения расположены одинаково относительно нулевой линии, верхнее отклонение равно О, нижнее - отрицательное.

Валы с полями допусков г6, р6, п6, т6, к6 при сопряжении с внутренним кольцом подшипника обеспечивают посадки с натягом.

Вследствие повышенных требований к форме посадочных поверхностей подшипников стандартом устанавливаются следующие поля допусков.

а) Поля допусков на средние диаметры D„ и d„, которые ограничивают значения средних диаметров колец, равных = ™х""" и гшшп где D,., D,„, d, dj„ выбираются

из ряда измерений в разных сечениях соответственно наружного и внутреннего диаметров. Обозначаются поля допусков, например, у подшипников нулевого класса - /О для наружного кольца и L0 для отверстия внутреннего кольца (см. рис.2.6).

6) Поля допусков для ограничения самих D, Di„ d, di„, значения которых больше на величину допустимой погрешности формы.

При выборе полей допусков на вал и отверстие под внутреннее и наружное кольца подшипника необходимо учитывать следующее:

• класс точности подшипника качения;

• вид нагружения колец подшипника;

• Tvin подшипника;

• режим работы подшипника;

• геометрические размеры подшипника

Влияние класса пючноспш подшипника качения на выбор посадок

Как видно из схемы полей допусков (см. рис. 2.6), для подшипников классов точности О и 6 рекомендуемый набор полей допусков посадочных поверхностей одинаков. Для более высоких классов точности подшипников качения набор полей допусков посадочных поверхностей несколько изменяется, в частности, применяются поля допусков более точных квалитетов.

Влияние вида нагружения колец подшипника на выбор посадок

Вид нагружения кольца подшипника качения существенно влияет на выбор его посадки. Рассмотрим типовые схемы механизмов и особенности работы подшипников в них

Первая типовая схема (рис. 2.7). Внутренние кольца подшипников вращаются вместе с валом, наружные кольца, установленные в корпусе, неподвижны. Радиальная нагрузка Р постоянна по величине и не меняет своего положения относительно корпуса (см. рис. 2.7, а).

В этом случае внутреннее кольцо воспринимает радиальную нагрузку Р последовательно всей окружностью дорожки качения, такой вид нагружения кольца называется циркуляционным. Наружное кольцо подшипника воспринимает радиальную нагрузку лишь ограниченным участком окружности дорожки качения, такой характер нагружения кольца называется местным (см. рис. 2.7, б).

Дорожки качения внутренних колец подшипников изнашиваются равномерно, а наружных-только на ограниченном участке.

При назначении посадок подшипников качения существует правило: кольца, имеющие местное нагружение, устанавливаются с возможностью их проворота с целью более равномерного износа дорожек качения; при циркуляционном нагружении, напротив, кольца сажают по более плотным посадкам.

Рекомендуемые посадки для подшипников классов точности О и 6 приведены в табл. 2.15. Пример выбора посадок (см. рис. 2.7, е).

Вторая типовая схема (рис 2.8). Наружные кольца подшипников вращаются вместе с зубчатым колесом. Внутренние кольца подшипников, посаженные на ось, остаются неподвижными относительно корпуса. Радиальная нагрузка Р постоянна по величине и не меняет своего положения относительно корпуса (см. рис. 2.8, а).

В этом случае наружное кольцо воспринимает радиальную нагрузку Р последовательно всей окружностью дорожки качения, т.е. имеют циркуляционное нагружение. Внутреннее кольцо подшипника воспринимает радиальную нагрузку лишь ограниченным участком окружности дорожки качения, т.е. имеют местное нагружение (см. рис. 2.8, б).

Рекомендуемые посадки для подшипников О и 6 классов точности приведены в табл. 2.15

Пример выбора посадок (см. рис. 2.8, е).

Третья типовая схема (рис. 2.9). Внутренние кольца подшипников вращаются вместе с валом, наружные кольца, установленные в корпусе, - неподвижны. На кольца действуют две радиальные нагрузки, одна постоянна по величине и по направлению р другая, центробежная Рц, вращающаяся вместе с валом (см. рис. 2.9, а).