В соответствии с ГОСТ 520-71 "Подшипники шариковые и роликовые. Технические требования" установлено 5 классов точности подшипников (в порядке повышения точности) 0,6,5,4,2.
№218 - Радиальный сферический двухрядный роликоподшипник
Класс точности подшипников на усмотрение исполнителя, примем его 0; d и D - соответственно диаметры отверстия и наружной поверхности подшипника; d отв. - диаметр отверстия полого вала; D кор - диаметр наружной поверхности тонкостенного корпуса. По ГОСТУ 5721-75 находим следующие данные: В = 30 мм; D = 160 мм; d = 90 мм; (рис.5.1.)
Рис.5.1. Роликовый радиальный сферический двухрядный подшипник с цилиндрическим отверстием
Для сокращения номенклатуры кольца подшипников изготавливают с отклонениями размеров, не зависящими от посадки, по которой они монтируются, причем эти отклонения направлены в "минус" от нулевой линии. Посадки внутреннего кольца подшипника на вал осуществляются по системе отверстия, а наружного - по системе вала, причем расположение поля допуска внутреннего кольца в "минус" позволяет получить посадки с гарантированным натягом, используя для валов поля допусков переходных посадок (n, m, k, js).
Рекомендуемые посадки для подшипников качения и примеры их применения приведены в ГОСТ 3325-55.
В зависимости от характера требуемого соединения поля допусков валов выбирают по системе основного отверстия:
· классы точности подшипников 0; 6 – n 6, m 6, k 6, j s6, h 6, g 6;
· классы точности подшипников 4; 5 – n 5, m 5, k 5, j s5, h 5, g 5;
· класс точности подшипника 2; – n 4, m 4, k 4, j s4, h 4, g 4.
В зависимости от характера требуемого соединения поля допусков посадочных отверстий корпусов выбирают по системе основного вала:
|
|
· классы точности подшипников 0; 6 - N 7, М7, К7, J s7, Н 7, G 7, Р 8, Р 7;
· классы точности подшипников 5; 4 - N 6, М 6, К 6, J s6, H 6, G 6;
· класс точности подшипника 2 - N 5, M 5, К 5, Js 5, H 5, G 5.
Выбор посадки подшипника качения определяется характером его нагружения (местное, циркуляционное, колебательное), зависящим от того, вращается или не вращается кольцо относительно действующей на него нагрузки.
Местно-нагруженные кольца должны иметь соединение с зазором или незначительный натяг между кольцом и сопрягаемой деталью.
Циркуляционно-нагруженные кольца должны иметь неподвижное соединение с сопрягаемой деталью.
Колебательно-нагруженные кольца должны иметь плотно-подвижное соединение.
В данном случае циркуляционное нагружение колец подшипников. Поэтому посадки выбирают по интенсивности радиальной нагрузки PR на посадочную поверхность. Допускаемые значения PR, рассчитанные по средним значениям посадочных натягов, приведены в табл. 9.3 и 9.4 [2]. Интенсивность нагрузки определяется по формуле
PR = Kn · F·FA·R/B, (5.1)
где R - радиальная нагрузка на опору, Н;
В - ширина кольца подшипника, мм;
F - коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе. При сплошном вале F =l;
FA - коэффициент неравномерности нагрузки R между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки А на опору. Для радиальных и радиально-упорных однорядных подшипников FA =1.
Кп - динамический коэффициент посадки. При нагрузке с умеренными толчками и вибрацией. Перегрузка до 300%. Кп = 1,8
|
|
РR = Kn · F · FA · R/B =1,8·1·1·12000/0,03 ≈ 4000 kH/мм
Значения FA, зависящие от величины ctgβ× A / R (β - угол контакта тел качения с дорожкой качения наружного кольца, зависящий от конструкции подшипника), приведены в таблице 8.5 [3].
Определяем отклонения для этой посадки. Согласно ГОСТ 520-71 нижнее отклонение отверстия внутреннего кольца равно -20 мкм. Отклонение вала по ГОСТ 25347-82 составляет: +45 мкм и +23 мкм (рис. 5.2,а).
Отклонение отверстия для посадки H 7, согласно таблице 4 ГОСТ 3325-55 составляет: +40 мкм и 0 мкм. Нижнее отклонение наружного кольца подшипника равно -25 мкм.
Схема расположения полей допусков показана на рис. 5.2,б.
а) б)
Рис. 5.2. Схема расположения полей допусков:
а - по внутреннему кольцу; б - по наружному кольцу
Значения натягов для этой посадки следующие: N max = 65мкм, N min = 23мкм.
В тех случаях, когда при выбранной посадке циркуляционно-нагруженного кольца измерения показывают, что имеется большой натяг, следует сделать проверочный расчет на наличие радиального зазора между кольцами и телами качения.
Так как величина посадочного зазора меньше начального и рабочего и может даже переходить в небольшой натяг, следует проверять наличие посадочного зазора g у подшипника по формуле
, (5.2)
где 
- начальный радиальный зазор (см. прил. 7-10 [3]), мкм;
По приложению 7 [3] находим:
g н.нб = 42 мкм;
g н.нм = 18 мкм;
g н.ср = 30 мкм;
- диаметральная деформация беговой дорожки кольца после посадки его на сопрягаемую деталь с натягом.
При посадке внутреннего кольца на вал величину деформации 
определяют по формуле
, где: (5.3)
|
|
- эффективный (действительный) натяг, мкм;
=0,85 N max (измеренного натяга);
d 0 - приведенный наружный диаметр внутреннего кольца, мм;
D 0 - приведенный внутренний диаметр наружного кольца, мм.
Приведенные диаметры колец (рис.5.2) определяют по формулам: d 0≈ d +(D – d)/4 и D 0≈ D –(D – d)/4
d 0 ≈ d + (D - d)/4 ≈ 90 + (160-90)/4 ≈ 117,5 мм
d / d 0=90/117,5 =0,766
= 0,85·65·0,766 = 42,32 мкм,
g = 42-42,32 = -0,32<0 мкм. Следовательно, посадочный зазор не имеется.