18.Подшипники качения. Обозначение, основные типы и классы точности подшипников. Поля допусков колец подшипников качения.
Подшипники качения — это наиболее распространенные стандартные изделия (сборочные единицы) множества конструкций и модификаций, которые изготавливаются на специализированных заводах и встраиваются в более сложные изделия (редукторы, коробки подач и скоростей, шпиндели металлорежущих станков и др.). Различают подшипники, предназначенные для восприятия различающихся сил и моментов, разных уровней (классов) точности, с разнотипными телами качения, сепараторами, кольцами.
Основные функциональные элементы подшипника качения – тела качения (шарики или ролики), которые катятся по дорожкам качения. Дорожки качения, как правило, располагаются на специально изготовляемых наружном и внутреннем кольцах подшипника. Тела качения могут быть разделены сепаратором, который обеспечивает равномерное распределение тел качения по окружности.
По направлению действия воспринимаемой нагрузки различают подшипники:
а) радиальные, которые воспринимают нагрузку, действующую перпендикулярно оси вращения подшипника;
б) упорные, которые воспринимают осевую нагрузку;
в) радиально-упорные, которые воспринимают комбинированную нагрузку.
Типы подшипников и их условные обозначения, установленные стандартом ГОСТ 3189-89 «Подшипники шариковые и роликовые. Система условных обозначений», приведены в таблице 10.2.
Таблица 10.2 – Условные обозначения типов подшипников
Тип подшипника |
Обозначение |
Шариковый радиальный |
0 |
Шариковый радиальный сферический |
1 |
Роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами |
2 |
Роликовый радиальный со сферическими роликами |
3 |
Роликовый радиальный с длинными цилиндрическими или игольчатыми роликами |
4 |
Роликовый радиальный с витыми роликами |
5 |
Шариковый радиально-упорный |
6 |
Роликовый конический |
7 |
Шариковый упорный, шариковый упорно-радиальный |
8 |
Роликовый упорный, роликовый упорно-радиальный |
9 |
Категорию и класс точности подшипника качения указывают перед остальной частью условного обозначения подшипника, отделяя от последующих цифр знаком тире, например «Подшипник В6 – 206 ТУ 2-034-203-83» (подшипник радиальный однорядный, легкой серии, с диаметром посадочного отверстия 30 мм категории В и шестого класса точности). Самые распространенные классы точности подшипников, также обозначаемые цифрой 0 (классы «нормальный» и нулевой), в обозначении не указывают.
Для шариковых радиальных и радиально упорных подшипников и для роликовых радиальных подшипников «Подшипники качения. Общие технические условия» устанавливает следующие классы точности подшипников: 8, 7, нормальный, 6, 5, 4, Т, 2 (обозначения указаны в порядке возрастания точности).
ГОСТ 520-2002 устанавливает нормы точности для подшипников всех классов точности, кроме 7 и 8. Нормы точности для таких подшипников устанавливаются в отдельных нормативных документах. Подшипники классов точности 7 и 8 изготавливают по заказу при пониженных требованиях к точности вращения деталей.
Для роликовых конических подшипников установлены классы точности 8, 7, 0, нормальный, 6Х, 6, 5, 4, 2.
В обозначениях всех подшипников нормальный класс точности указывают цифрой 0 (кроме роликовых конических подшипников). Для роликовых конических подшипников нулевой класс точности обозначают цифрой 0, а нормальный – буквой N. Для обозначения класса точности 6Х используют знак Х.
Примеры обозначений (без указания слова «подшипник» и номера стандарта) с указаниями классов точности:
А5 – 307; 205; Х – 307; N – 312.
Знак 0 для соответствующих классов точности включают в обозначение, только в тех случаях, если слева от него тоже есть знак маркировки, например:
В0 – 205.
Категории подшипников А, В и С (ГОСТ 520-2002) установлены для ограничения уровня вибрации, установления допускаемых значений уровня вибрации или уровня других дополнительных технических требований.
Расположение полей допусков присоединительных размеров подшипниковых колец (рисунок 10.4) стандартизовано таким образом, чтобы получить необходимые для практики их сочетания с такими стандартными полями допусков, которые наиболее часто используются в общем машиностроении.
Выбор полей допусков поверхностей валов и корпусов, сопряженных с кольцами подшипников, регламентируется ГОСТ 3325-85. Этот стандарт распространяется на посадочные поверхности валов и отверстий корпусов под подшипники качения, отвечающие следующим требованиям:
1 Валы стальные, сплошные или полые толстостенные с отношением диаметров d/dо < 1,25, где d — диаметр вала, dо — диаметр отверстия в нем.
2. Материал корпусов — сталь или чугун.
3. Температура нагрева подшипников при работе – не выше 100 °С.
Выбор посадки кольца подшипника, который сводится к выбору полей допусков сопрягаемых с кольцами подшипников поверхностей (вала и отверстия корпуса), зависит от следующих факторов:
вид нагружения кольца подшипника;
режим работы подшипника;
соотношение эквивалентной нагрузки Р и динамической грузоподъемности С (значение С берут из каталога);
тип, размер и класс точности подшипника.
Режим работы подшипника качения по ГОСТ 3325 –85 характеризуется расчетной долговечностью и отношением Р/С, где Р – эквивалентная нагрузка (условная постоянная нагрузка, обеспечивающая тот же срок службы подшипника, какой должен быть в действительных условиях); С— динамическая грузоподъемность (постоянная радиальная нагрузка, соответствующая расчетному сроку службы):
легкий режим работы – Р/С < 0,07;
нормальный режим работы – 0,07 < Р/С < 0,15;
тяжелый режим работы – Р/С > 0,15.
Расчетная долговечность, соответствующая режимам работы:
тяжелый – от 2500 до 5000 ч.
нормальный – от 5000 до 10000 ч;
легкий – более 10000 ч;
Выбор квалитетов, определяющих точность подшипниковой цапфы вала и отверстия в корпусе под посадку подшипника качения, осуществляется в зависимости от класса точности подшипника. Для сопряжения с подшипниками классов точности 0, нормальный или 6, отверстие в корпусе обычно выполняется по 7 квалитету, (реже по 6), а цапфы вала обрабатывают по 6 квалитету (реже по 5). Для сопряжений с подшипниками более высокой точности требования к посадочным поверхностям валов и корпусов ужесточаются.