Тема 5. Система нормирования точности подшипников качения. – лк – 2 часа, срс – 2 часа.

Общие положения.

П/ш - это деталь или узел механизма, являющийся опорой для вращ-ся

валов.

Рис. 5.1 Подшипник качения

Классификация подшипников качения:

1. Подшипники скольжения.

Посадочное место вала (шейка) скользит по опорной поверхности корпуса. Эти посадки представляют собой посадки с зазором, и нормирование их точности не отличается от нормирования точности гладких цилиндрических соединений.

2. Подшипники качения.

наружное

внутреннее

шарики (ролики)

сепаратор (деталь, удерживающая тела качения на определенном расстоянии друготносительно друга).

Классификация п/ш по направлению воспринимаемой нагрузки:

радиальные

радиально- упорные

упорные

Классификация п/ш по форме тел качения и раб, поверхностей колец:

шариковые

шариковые сферические

роликовые цилиндрические (короткие, игольчатые, витые ролики)

роликовые конические

роликовые сферическиеКлассификация п/ш по числу рядов тел качения:

однорядные

двухрядные

многорядные

Подшипник - стандартный узел, обладающий внешней взаимозаменяемостью.

Внешняя взаимозаменяемость осуществляется по присоединительным поверхностям (полная взаимозаменяемость).

Внутренняя взаимозаменяемость – между кольцами и телами качения.

На точность подшипников влияет:

материал

геометрическая форма беговой дорожки

шероховатость поверхности

точность шариков и роликов (разность размеров шариков и роликов в одном подшипнике не должна быть >0,2 мкм.

Технические требования ГОСТ 520-2002.Посадки, шероховатость, отклонения формы ГОСТ 3325-85.

Устанавливаются следующие классы точности:АО (в самолетостроении) покупные6 покупные

5 покупные

4 покупные

2 самый точный (применяется при большой частоте вращения)

Т

Для роликовых конических конических подшипников добавляются классы точности – 0,6х,6,5,4,2.

Существуют также более грубые классы точности – 8 и 7: точность ниже, чем класса 0. Такие подшипники изготавливаются по заказам потребителя.

Класс точности характеризуеся комплексом требований, относящихся к отклонениям размеров (D, d, B), формы и расположения.

До 1971 г. были установлены:

Н (нормальный) соответствует 0

П (повышенный) соответствует 0

В (высокий) соответствует 6

А (особо высокий) соответствует 5

С (сверх высокий) соответствует 4

П/ш классов 2 и Т раньше в стандарт не включались и относились к специальным подшипникам. Смешанные п/ш: ВП, АВ, СА: 1-я буква обозначает класс точности по внутреннему кольцу, а вторая - по наружному.

Помимо классов точности для подшипников установлены три категории А,В,С (нормируется дополнительные требования):

А (для подшипников классов 5, 4, 2, Т) – повышенные требования в отношении вибрации, волнистости, отклонения от круглости и др. сочетания дополнительных параметров.

В (для подшипников классов 0, 6х, б, 5) нормируется дополнительно одно из требований, например, к вибрации.

С (для подшипников классов 8, 7, 0, 6) не предъявляются дополнительные требования по вибрации и др., не указанные в ГОСТ 520-89.

Условные обозначения п/ш качения.

А 125-3000205

↓

Доп. треб. Основное условное обозначение (7 цифр)

А- категория п/ш 3- серия ширин по ГОСТ 3478

1-ряд момента трения 00- конструкт. исполнение по ГОСТ 3395 (от 00 до 99)

2- группа радиального зазора 0- тип п/ш в отн. восприним. нагр. и формы тел качения

5- класс точности по ГОСТ 520-2002 (например, 0 - п/ш шарик. рад.; 1 - шарик рад-сфер. и т.д.)

0 - серия диаметров по ГОСТ 3478 5 - значение диаметра отверстия в мм.

Дополнительные знаки справа от основного условного обозначения: материалы деталей, конструктивные изменения, марка смазки, требования по уровню вибрации и специальные технологические требования. Полная расшифровка этих сведений приведена в приложении к ГОСТ3189-89.

А75-3280206 ЕТ2С2

А- категория п/ш

7- группа радиального зазора

5- класс точности ГОСТ 520

3280206- основное условное обозначение п/ш

Е- сепаратор из пластин, материала

Т2- температура отпуска колец 250 D

С2- смазка ЦИАТИМ-221

По номеру п/ш можно определить d, D, B, r (для конических подшипников - угол).

Условные обозначения маркируют на поверхности п/ш (кроме поверхности качения).

Если ширина кольца подшипника < 2 мм, то – на упаковке коробке.

На п/ш задается 4 отклонения на d и D. Кроме того, нормируются еще отклонения от

среднего диаметра Dmp и dmp. При этом требования к среднему диаметру являются основным,

и посадки осуществляются по значениям среднего диаметра.

Кольца п/ш являются податливыми деталями, при установке кольца на поверхность вала

или в корпус, оно деформируется и принимает в значительной мере форму сопрягаемой, более жесткой поверхности.

Т.о., действующим в сопряжении оказывается усредненный диаметр, а не предельный.

Пример:

d=100мм

dтp: ES =0, EI =-0,02мм

d: ES =+0,005, EI =-0,025мм

dтpнб = 100mm dтрнм=99,98 мм

dнб= 100,005 мм dнм= 99,975 мм

После измерения установлено:

dнб= 100,004 мм

dнм = 99,998 мм

dтр=(100,004+99,998)/2=100,001 мм

Сл-но кольцо бракованное, т.к. dтp>dтpнб, хотя dнм, dнб находятся в пределах

поля допуска.

Посадки подшипников качения.

Подшипники - стандартный узел, который устанавливается в качестве опоры без дополнительной обработки.

Для установки подшипников (образования посадок) необходимо обрабатывать посадочное место (табл. 5.1).

Зависимость квалитетов обработки посадочных поверхностей вала и корпуса от класса точности подшипников

Класс точности подшипников Квалитет

отверстия Вала

Нормальный, 6

5,4

2 7

6

5 6

5

4

При установке подшипников используются все три вида посадок по характеру сопряжения: с зазором, с натягом, переходные. Характер сопряжения зависит от вида нагружения, скорости вращения, характера смазки и др. данных об условиях работы подшипника.

Принципиальные правила выбора посадок:

Нельзя устанавливать с большим натягом наружное и внутреннее кольца, т. к. может произойти заклинивание тел вращения.

Вращающееся кольцо на валу и в корпусе должно устанавливаться с гарантированным натягом.

При двухопорном вале посадка одного из невращающихся колец должно быть с гарантированным зазором, обеспечивающим осевой натяг или зазор для компенсации любых деформаций вала или корпуса.

Более точный расчет осуществляется с учетом вида нагружений (приложение к ГОСТ 3325-85).

Виды нагружений колец подшипника:

местное, циркуляционное, колебательное.

Наружное кольцо подшипника принимается за основной вал. Внутреннее кольцо п/ш - за основное отверстие. Посадка наружного кольца с корпусом - в системе вала, посадка внутреннего кольца на вал - в системе отверстия. Основные отклонения Р (p) – ZC (zc) в подшипнике не применяются, т. к. возникает деформация внутреннего кольца, основные отклонения под переходные посадки не обеспечивают нужного натяга, а применение дополнительного крепления в п/ш невозможно.

Поле допуска внутреннего кольца направили «в воздух» для того, чтобы поля допусков под переходные посадки выполняли роль посадок с натягом.

Рис. 5.2 Схема расположения полей допусков на наружный диаметр и диаметр отверстия подшипников качения

Для образования посадок с подшипниками из общей системы допусков и посадок отобрана группа полей допусков, т. е. основных отклонений и квалитетов. Полный набор этих отобранных полей допусков приведен в ГОСТ 3325-85. В этом стандарте выделены посадки, которые используются для типов соединений и ограниченного применения.

Местное - действующая на подшипник результирующая радиальная нагрузка постоянно воспринимается одним и тем же участком дорожки качения и передаются соответственно участку посадочной поверхности когда кольцо относительно действующей нагрузки не вращается или когда кольцо и нагрузка участвуют в совместном вращении.(назначается посадка с зазором). Кольцо может иногда поворачиваться - нагрузка не на одном месте, меньше износ

Циркуляционное - действующая на п/ш результирующая радиальная нагрузка Fr воспринимается и передается последовательно по всей длине, и, следовательно, всей посадочной поверхности вала или корпуса. Когда кольцо относительно нагрузки или нагрузка относительно кольца вращается; (называется посадка с натягом). Кольцо недопроворачивается - износ происходит равномерно, т.к. нагрузка переменна по всей сопрягаемой поверхности.

Колебательное - неподвижное кольцо подвергается одновременному воздействию радиальных нагрузок (постоянной по напряжению) и вращающейся, меньшей или равной по значению.

Их равнодействующая совершает периодические колебательные движения. В этом случае назначается посадка плотноподвижная (типа js) с целью возможного проворота кольца - равномерное изнашивание.

Расчет посадки при циркуляционном нагружении. (существует 30 формул для расчета N)

Интенсивность нагружения:

EMBED Equation.3 ,

Рис. 5.3 Поля допусков валов и отверстий посадочных поверхностей для установки подшипников качения

где к1 - динамический коэффициент, зависящий от перегрузок. Если перегрузка до15 % к1 = 1; более 300% к1 = 1,8.

к2 - коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале и тонкостенном корпусе. При сплошном к2 = 1.

кЗ - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения посадки на валу (обычно относится к коническим п/ш, когда п/ш устанавливается под углом и возникает неравномерное распределение нагрузки).

Обозначение на сборочном чертеже посадок подшипников качения

Рис. 5.4 Обозначение на сборочном чертеже посадок подшипников качения

Обозначение посадок подшипников, в принципе, такое же, как в общей системе допусков и посадок, т.е. в виде дроби, когда в числителе указывается поле допуска отверстия, а в знаменателе – поле допуска вала (рис. 5.4). Одним из полей допуска является поле допуска кольца подшипника.