Тема 2.4.1 Система допусков и посадок для подшипников качения. Классы точности подшипников качения Подшипник качения является опорой для подвижных частей механизмов (стандартная сборочная единица); дополнительной обработке при сборке не подлежит. Основные части подшипников качения: 1. Тела качения; 2. Сепаратор; 3. Наружное кольцо; 4. Внутреннее кольцо. Присоединительными поверхностями подшипника качения: - наружный диаметр D наружной поверхности подшипника; - внутренний диаметр d внутреннего кольца подшипника; - торцы колец шириной В. В зависимости от точности изготовления и сборки для различных типов подшипников ГОСТ 520—2011 устанавливает девять классов точности, обозначаемых в порядке ее возрастания: 8; 7; 0; 6Х, 6; 5; 4; Т; 2. Подшипники 8-го и 7-го классов точности изготавливаются по заказу потребителя. Классы точности определяют следующие параметры подшипников: ■ 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. В зависимости от требований по уровню вибрации, волнистости и отклонений по круглости поверхности качения устанавливаются три категории: А, В, С. Категория А включает в себя классы точности 5, 4, 2, Т и дополнительно регламентирует момент трения, угол контакта, осевое и радиальное биение. Категория В включает в себя классы точности 0, 6Х, 6, 5 с дополнительными требованиями по моменту трения, углу контакта, осевому и радиальному биению, соответствующему следующему более точному классу точности. Категория С включает в себя классы точности 8, 7, 0, 6, к которым не предъявляются требования по уровню вибрации, моменту трения и др. Пример обозначения подшипников: Категорий А и В: А125-205, где А — категория; 1 — ряд момента трения; 2 — группа радиального зазора; 5 — класс точности; 205 — номер подшипника. Категории С (в обозначении категорию С не указывают): 6-205, где 6 — класс точности; 205 — номер подшипника; 205, где 205 — номер подшипника; класс точности — нормальный (в обозначении 0 класс не указывают). Таблица 4.3 Стандарты на допуски и посадки подшипников качения ГОСТ 520—2011 ГОСТ 3325—85 Подшипники качения. Технические требования Подшипники качения. Поля допусков и технические требования к посадочным поверхностям валов и корпусов. Посадки Таблица 4.4. Шариковые и роликовые радиальные и радиально-упорные подшипники Национальный стандарт Межгосударствен ГОСТ ный стандарт 520— 8 СНГ 2011 Международная ИСО 492 организация по стандартизации Стандарт ФРГ DIN 620 Стандарт США AFBMA2 0 Стандарт Японии JISB В 1514 - Класс точности 7 Нормальны й0 6 5 4 - Нормальны й 6 5 4 - Р0 - АВЕС-1 RBEC-1 - 0 Р6 Р5 Р4 АВЕС- АВЕС3 5 АВЕСRBEC- RBEC7 3 5 6 5 4 Т 2 - 2 - Р2 - АВЕС9 - 2 В стандарт введены предельные отклонения для средних значений диаметров наружного Dm и внутреннего dm колец подшипника (для обеспечения надежной работы подшипниковых узлов). Они определяются по результатам действительных измерений наружного D и внутреннего d диаметров подшипника. Действительные значения средних диаметров находят из соотношений: Dm = 0,5( D s max + D s min ); dm = 0,5( d s max + d s min) Посадки подшипников качения Обозначения допусков колец подшипника (установлены стандартом): 1) Поля допусков для среднего диаметра отверстия (внутреннего диаметра внутреннего кольца подшипника)— L0, L6, L5, L4, L2 по классам точности 0, 6, 5, 4, 2 соответственно. 2) Поля допусков для среднего диаметра вала (наружного диаметра наружного кольца) - l0, l6, l5, l4, l2 по классам точности 0, 6, 5, 4, 2 . L — основное отклонение для среднего диаметра отверстия внутреннего кольца подшипника. l — основное отклонение для среднего наружного диаметра подшипника). Посадки наружного кольца подшипника в корпус осуществляют по системе вала; Посадки внутреннего кольца подшипника на вал — по системе отверстия. Особенности посадки внутреннего кольца подшипника на вал: в посадках подшипников качения на валы принято перевернутое относительно нулевой линии расположение поля допуска основного отверстия (рис. 4.15). Поэтому интервал допуска основного отверстия находится под нулевой линией. Это позволило получить посадки с небольшими натягами путем использования стандартных интервалов допусков переходных посадок валов k6, m6, n6 и других с интервалом допуска основного отверстия, которое расположено ниже нулевой линии. Обычно вращающееся кольцо устанавливают на посадке с натягом, а невращающееся - на посадке с зазором или переходной. Рекомендуемые посадки подшипников на вал и в корпус с учетом класса точности, вида нагружения колец подшипника (местное, циркуляционное, колебательное), типа подшипника, его режима работы и геометрических размеров определяет ГОСТ 3325 — 85. Виды нагружений: 1. При местном нагружении кольцо воспринимает постоянную по направлению результирующую радиальную нагрузку Fr (например, натяжение приводного ремня, силу тяжести конструкции) лишь ограниченным участком окружности дорожки качения и передает ее соответствующему ограниченному участку посадочной поверхности вала или корпуса. Такое нагружение возникает, например, когда кольцо не вращается относительно нагрузки (рис. 4.20, а). 2. При циркуляционном нагружении кольцо воспринимает результирующую радиальную нагрузку Fr последовательно всей окружностью дорожки качения и передает ее всей посадочной поверхности вала или корпуса. Такое нагружение кольца получается при его вращении и постоянно направленной нагрузке Fr, или, наоборот, при радиальной нагрузке Fс , вращающейся относительно рассматриваемого кольца (рис. 4.20, б). 3. При колебательном нагружении невращающееся кольцо воспринимает равнодействующую Fr+c двух радиальных нагрузок (Fr — постоянная по направлению, Fc вращается, причем Fr > Fc) ограниченным участком окружности дорожки качения и передает ее соответствующему ограниченному участку посадочной поверхности вала или корпуса. Равнодействующая нагрузка Fr+c не совершает полного оборота, а колеблется между точками А и В (рис. 4.20, в). Посадки следует выбирать так, чтобы вращающееся кольцо подшипника было смонтировано с натягом, исключающим возможность обкатки и проскальзывания этого кольца по посадочной поверхности вала или отверстия в корпусе в процессе работы под нагрузкой; другое кольцо должно быть установлено с зазором. Следовательно, при вращающемся вале соединение внутреннего кольца с валом должно быть неподвижным, а наружное кольцо должно быть установлено в корпусе с небольшим зазором; при неподвижном вале соединение внутреннего кольца с валом должно иметь посадку с небольшим зазором, а соединение наружного кольца с корпусом должно быть неподвижным. Рекомендуемые посадки для подшипников качения и примеры их применения приведены в ГОСТ 3325 — 85. Например: Ø90L0/k6 — посадка внутреннего кольца на вал. Ø90L0 — класс допуска внутреннего кольца класса точности 0. Основное отклонение отверстия — L. Ø90k6 — класс допуска вала по 6-му квалитету. Ø160Н7/l0 — посадка наружного кольца в корпусе. Ø160Н7 — класс допуска отверстия в корпусе по 7-му квалитету. Ø160l0 — класс допуска наружного кольца класса точности 0. Основное отклонение — l. На рис. 4.21 приведен пример обозначения классов допусков и посадок подшипников качения на чертежах.