Преподаватель: Вахитов Н.А.
Урок: Метрология
2 паратип урока: дистанционный.
Дата: 11.04.2020г.
Задание на урок:
1. Составить конспект
2. Ответить на контрольные вопросы.
Подшипники служат опорами для валов и вращающихся осей. Во избежание снижения к.п.д. механизма потери в подшипниках должны быть минимальными. От качества подшипников в значительной степени зависит работоспособность и долговечность машин. По виду трения подшипники делятся на подшипники скольжения и подшипники качения. Сегодня мы рассмотрим особенности посадок подшипников качения. Это особая группа посадок ГЦС.
Подшипники качения – это стандартные сборочные единицы повышенной точности, которые изготовляются на специализированных подшипниковых заводах на специальном оборудовании повышенной точности.
200 мм выпускаются крупными сериями.¼20ÆПромышленностью стран СНГ изготовляются подшипники наружным диаметром от 1,5 до 2600 мм. Подшипники
Подшипники обладают полной внешней взаимозаменяемостью по присоединительным поверхностям, определяемым наружным диаметром наружного кольца и внутренним диаметром внутреннего кольца и неполной внутренней взаимозаменяемостью между телами качения и кольцами.
Кольца подшипников и тела качения подбирают селективным методом. Полная внешняя взаимозаменяемость позволяет быстро монтировать и заменять изношенные подшипники качения при сохранении их хорошего качества.
^ Классы точности подшипников качения.
Качество подшипников при прочих равных условиях определяется:
1. точностью присоединительных размеров d, D, ширины колец В, а для роликовых радиально – упорных подшипников ещё и точностью монтажной высоты; точностью формы и взаимного расположения поверхностей колец подшипников и их шероховатостью; точностью формы и размеров тел качения в одном подшипнике и шероховатостью их поверхностей; (ГОСТ 3478 – 79. подшипники качения. Основные размеры.)
2.
точностью вращения, характеризуемой радиальным и торцовым биениями дорожек качения и торцов колец.
В зависимости от указанных показателей точности ГОСТ 520 – 71 «Подшипники шариковые и роликовые. Технические требования» устанавливает пять классов точности в порядке повышения точности: 0; 6; 5; 4; 2.
Пример. Допускаемое радиальное биение дорожки качения внутренних колец подшипников 2–го класса точности в 10 раз меньше, чем для подшипников 0–го класса.
Для большинства механизмов общего назначения применяют подшипники 0–го класса точности. Подшипники более высоких классов точности применяют при больших частотах вращения и в случаях, когда требуется высокая точность вращения вала.
Пример:
а) шпиндели токарных станков опираются на подшипники 5–го класса;
4–го класса;¾/¾ шлифовальных станков ¾/¾б)
в) в гироскопических приборах используют подшипники 2–го класса.
Класс точности указывают через тире перед условным обозначением подшипника: 6 – 312; 312 (0 класс).
Чтобы обеспечить нормальный срок службы подшипников качения, сопрягаемые с ними детали должны иметь определенную точность следующих параметров:
а) размеров;
б) формы поверхностей;
в) расположения поверхностей;
г) шероховатость.
а) сопрягаемые детали выполняются по следующим квалитетам:
| Класс подшипника | Квалитет | |
| Отверстие | Вал | |
| 0; 6 4; 5 2 | 7 6 5 | 6 5 4 |
4 допуска на размер для подшипников 0-го и 6-го классов./б) отклонение формы (допуск цилиндричности) отверстия и вала не должно превышать 1
| Класс подшипника | Допуск цилиндричности отверстия и вала |
| 0; 6 4; 5 |  
|
г) шероховатость посадочных поверхностей валов и отверстий в корпусах не должна превышать следующих величин. (параметр R 
).
| Класс подшипника | Валы | Отверстия | ||
d  80мм
| d > 80мм | D 80мм
| D > 80мм | |
| 0; 6; 5 | 1,25 0,63 | 2,5 1,25 | 1,25 0,63 | 2,5 1,25 |
| 4 | 0,32 | 0,63 | 0,63 | 1,25 |
Кроме указанных факторов существенное влияние на срок службы подшипников оказывают его посадки на вал и в корпус. (ГОСТ 3325 – 85. Подшипники шариковые и роликовые. Посадки).
Для сокращения номенклатуры подшипники изготовляют с отклонениями внутреннего и наружного диаметров, не зависящими от посадки, по которой их будут монтировать. Для всех классов точности верхнее отклонение присоединительных диаметров принято равным 0.
Таким образом, диаметры наружного кольца 
и внутреннего кольца 
приняты соответственно за диаметры основного вала и основного отверстия, т.е. для соединения внутреннего кольца с валом применяется система отверстия, а для соединения наружного кольца с корпусом – система вала.
Наиболее существенным отличием подшипниковых посадок от обычных является расположение поля допуска отверстия внутреннего кольца подшипника. Это отверстие основное, но поле допуска его расположено вниз от нулевой линии.
Применяя такие поля допусков валов, как js, k, m, n, которые с обычным полем допуска отверстия давали бы переходные посадки, получим в данном случае посадки с натягом.
Условия работы подшипников разнообразны, поэтому стандарт рекомендует целый ряд посадок для наружного и внутреннего колец.
Посадки подшипников качения на вал и в корпус выбирают в зависимости от типа и размера подшипника, условий его эксплуатации, значения и характера действующих нагрузок и вида нагружения колец. Различают три основных вида нагружения колец: местное, циркуляционное, колебательное.
При местном нагружении кольцо воспринимает постоянную по направлению результирующую радиальную нагрузку 
лишь ограниченным участком окружности дорожки качения и передает её соответствующему ограниченному участку посадочной поверхности вала или корпуса. Такое нагружение возникает, например, когда кольцо не вращается относительно нагрузки.
При циркуляционном нагружении кольцо воспринимает результирующую радиальную нагрузку , последовательно всей дорожкой качения и передает её всей посадочной поверхности вала или корпуса. Такое нагружение кольца получается при его вращении и постоянно направленной нагрузке .
Колебательным нагружением кольца называют такой вид нагружения, при котором неподвижное кольцо подшипника воспринимает равнодействующую ограниченным участком дорожки качения, а сама равнодействующая не совершает полного оборота, а колеблется. Такое нагружение встречается в кривошипно – шатунных, подшипниковых узлах эксцентриков.
Циркуляционно нагруженные кольца должны устанавливаться по посадкам, обеспечивающим их неподвижность относительно сопрягаемой детали. (посадки с натягом и переходные при высокой нагрузке).
Местно нагруженные кольца устанавливаются по посадкам с зазором при малой нагрузке. Эти посадки позволяют кольцу постепенно проворачиваться по посадочной поверхности, что уменьшает неравномерность износа кольца и повышает срок службы п.к.
Колебательно нагруженные кольца должны устанавливаться по переходным посадкам.
| Определение видов нагружения подшипников Основными факторами, определяющими выбор посадок, являются: вид нагружения подшипника, величина передаваемой нагрузки и число оборотов. Согласно ГОСТ 3325-85 различают три вида нагружения подшипников (рис. 13.3, 13.4, 13.5): o 1. Местное. o 2. Циркуляционное. o 3. Колебательное. Местное нагружение При местном нагружении кольца (рис. 13.3) называется такой вид нагружения, при котором действующая на подшипник результирующая радиальная нагрузка постоянно воспринимается одним и тем же ограниченным участком дорожки качения этого кольца (в пределах зоны нагружения) и передается соответствующему участку посадочной поверхности вала или корпуса. Оно возникает на не вращающемся кольце. Рис. 13.3. Местное нагружение колец подшипника: а — на внутреннем кольце; б — на наружном кольце Такой вид нагружения встречается, например, при у становке подшипниковых узлов в неприводных колесах автомобилей и тракторов, роликах транспортеров (при вращающемся корпусе) и большинстве узлов общего машиностроения (при вращающемся вале), трансмиссионных валах, шпинделях металлорежущих станков и т.п. Циркуляционное нагружение Циркуляционное нагружение, также как и местное, может возникать и на внутреннем кольце, и на наружном. Циркуляционным нагружением кольца (рис. 13.4) называют такой вид нагружения, при котором действующая на подшипник результирующая радиальная нагрузка воспринимается и передается телами качения в процессе вращения дорожкам качения последовательно всей посадочной поверхностью вала или корпуса. Рис. 13.4. Циркуляционное нагружение колец подшипника: 1,2,3 — последовательные положения нагружения; Рс — сила, постоянная по направлению; Рв — сила вращающаяся Такой вид нагружения возникает, когда кольцо вращается относительно постоянной по направлению радиальной нагрузки, а также, если нагрузка вращается относительно неподвижного или подвижного кольца, например, в редукторах коробок скоростей станов, газотурбинных двигателях, коробках передач автомобилей и тракторов, шпинделях металлорежущих станков и т.п. Колебательное нагружение Колебательным нагружением кольца (рис. 13.5) называется такой вид нагружения, при котором неподвижное кольцо подшипника подвергается одновременному воздействию радиальных нагрузок; постоянной по направлению Рп и вращающейся Рв, меньшей или равной по величине Рп. Их равнодействующая Pp совершает периодическое колебательное движение, симметричное относительно направления постоянной нагрузки, причем она периодически воспринимается через тела качения зоной нагружения кольца и передается соответствующим ограниченным участкам посадочной поверхности. Рис. 13.5. Колебательное нагружение колец подшипника: а — колебательное нагружение на наружном кольце и циркуляционное - на внутреннем; б — циркуляционное нагружение на наружном кольце и колебательное - на внутреннем В зависимости от того, вращается вал или корпу с, на одном из колец подшипника возникает колебательное нагружение, в то время как на другом — циркуляционное. Если Рп < Рв, кольца являются либо местно-нагруженными, либо циркуляционно, в зависимости от величины и схемы приложения сил: o • вращающийся корпус (и наружное кольцо) — циркуляционное нагружение на наружном кольце, местное на внутреннем; o • вращающийся вал (и внутреннее кольцо) — циркуляционное нагружение на внутреннем кольце и местное или колебательное — на наружном. |
Наиболее ответственная – посадка циркуляционно нагруженного кольца. Её выбирают по интенсивности радиальной нагрузки, которую подсчитывают по формуле:
,
где - радиальная сила, действующая на опору, Н;
b – рабочая ширина кольца подшипника, см;
b = B – 2r,
где B – ширина подшипника;
r – размер фаски кольца подшипника;
- динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки: при перегрузке до 150 %, умеренных толчках и вибрации = 1; при перегрузке до 300 % сильных ударах и вибрации = 1,8;
- учитывает степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе: при сплошном вале = 1.
- учитывает неравномерность распределения радиальной нагрузки между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки на опору: для однорядных подшипников = 1.
На основании рассчитанной интенсивности нагрузки по таблицам справочника подбирается поле допуска вала или отверстия.
Посадки местно и колебательно нагруженных колец выбираются без расчета по рекомендациям таблиц справочника.
Особенности обозначения посадок ПК на чертежах.
L – Lager – подшипник (по-немецки).
Контрольные вопросы:
1. Сколько классов точности установлены для подшипников качения?
2. Как кольца подшипников и тела качения подбирают?
3. Какие виды нагружения колец подшипника различают для подшипников, согласно ГОСТ 3325-85,
4. Для какого вида нагружения колец подшипника является самой ответственной посадкой?