РАСЧЕТ И ВЫБОР ПОСАДОК ДЛЯ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ




4.1 ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ РАСЧЕТА И ВЫБОР ПОСАДОК

 

По ГОСТ 8338 – 83 (СТ СЭВ 3795 – 82) Подшипники шариковые радиальные однорядные или по справочнику [ ], глава 12 «Технические характеристики подшипников качения» стр.424 – 532 по номеру подшипника, указанному в задании, устанавливаются параметры подшипника качения (рис.4.1):

d – номинальный диаметр отверстия внутреннего кольца, мм;

D – номинальный диаметр наружной цилиндрической поверхности наружного кольца, мм;

B – номинальная ширина подшипника, мм;

r – номинальная координата монтажной фаски, мм.

Из чертежа определяют установочные размеры сопрягаемых с подшипником деталей (мм) – диаметр заплечика вала; диаметр заплечика отверстия, т.е. корпусной детали.

Рисунок 4.1 Основные параметры шариковых радиальных однорядных подшипников При циркуляционном нагружении колец подшипника выбор посадки на валы и в отверстия корпуса проводится по PR (кН / м) – интенсивности нагрузки на посадочной поверхности. PR = R / b × kп × F × FA, где R – расчетная радиальная нагрузка на опору, кН; b = В – 2r – рабочая ширина посадочного места (ширина внутреннего кольца при посадке подшипника на вал или наружного кольца при посадке в отверстие корпуса), м; kп - динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки (при перегрузке до 150%, умеренных толчках и вибрации kп = 1; при перегрузке до 300%, сильных ударах и вибрации kп = 1,8);

FA – коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки R между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки на опору. Для радиальных и радиально – упорных подшипников с одним наружным или внутренним кольцом FA = 1.

 

 

Таблица 4.1 Значения коэффициента F

 

Для вала Для корпуса
свыше до Для всех подшипников
- 0,4 0,7 0,8 0,4 0,7 0,8 - 1,2 1,5 1,4 1,7 2,3 1,6 1,1 1,4 1,8
Примечание. d и D – соответственно диаметры отверстия и наружной поверхности подшипника; dотв – диаметр отверстия полого вала; Dкорп – диаметр наружной поверхности тонкостенного корпуса.

 

Допускаемые значения PR для различных посадок приведены в табл. 4.2. По величине PR выбирается посадка для циркуляционно нагруженного кольца подшипника.

 

Таблица 4.2 Допускаемые интенсивности нагрузок на посадочных поверхностях валов и корпусов

 

Диаметр d отверстия внутреннего кольца подшипника, мм Допускаемые значения PR, кН / м
Поля допусков для валов
js6, js5 k6, k5 m6, m5 n6, n5
Св. 18 до 80 » 80 » 180 » 180 » 360 » 360 » 630   До 300 » 600 » 700 » 900 300 – 1400 600 – 2000 700 – 3000 900 – 3500 1400 – 1600 2000 – 2500 3000 – 3500 3500 – 5400 1600 – 3000 2500 – 4000 3500 – 6000 5400 – 8000
Диаметр D наружного кольца, мм Поля допусков для корпусов
K7, K6 M7, M6 N7, N6 P7
Св. 50 » 180 » 180 » 360 » 360 » 630 » 630 » 1600   До 800 » 1000 » 1200 » 1600 800 – 1000 1000 – 1500 1200 – 2000 1600 – 2500 1000 – 1300 1500 – 2000 2000 – 2600 2500 – 3500 1300 – 2500 2000 – 3300 2600 – 4000 3500 – 5500
               

 

 

В общем случае выбор посадок подшипников на вал и в отверстие корпуса производят в зависимости от того, вращается или не вращается данное кольцо относительно действующей на него радиальной нагрузки или от вида нагружения, величины, направления и динамики действующих нагрузок.

Посадку вращающихся колец подшипников для исключения их проворачивания по посадочной поверхности вала или отверстия корпусов в процессе работы под нагрузкой необходимо выполнять с гарантированным натягом. Допускается в технически обоснованных случаях наличие зазоров в соединении.

Посадку одного из невращающихся колец подшипниковых узлов двухопорного вала необходимо проводить с гарантированным зазором для обеспечения регулировки осевого натяга или зазора подшипников, а также для компенсации температурных расширений валов и корпусов.

Кольца, которые подвергаются местному нагружению, должны устанавливаться с гарантированным зазором или по переходной посадке при минимальном натяге. Это необходимо для того, чтобы кольцо, подвергаемое местному нагружению, могло в процессе работы иногда проворачиваться, чтобы нагрузка не приходилась постоянно на одно место, так как это может привести к быстрому местному износу. При повороте колец в процессе эксплуатации износ подшипника будет происходить равномерно.

Виды нагружения колец подшипников качения при радиальных нагрузках в зависимости от условий работы приведены в табл. 4.3.

 

Таблица 4.3 Виды нагружения колец подшипников качения при радиальных нагрузках в зависимости от условий работы (по ГОСТ 3325 – 85)

 

Условия работы Виды нагружения
Характеристика нагрузок Вращающееся кольцо внутреннего кольца наружного кольца
Постоянная по направлению Внутреннее Циркуляционное Местное
Наружное Местное Циркуляционное
Постоянная по направлению и вращающаяся, меньшая постоянной по значению Внутреннее Циркуляционное Колебательное
Наружное Колебательное Циркуляционное
Постоянная по направлению и вращающаяся, большая постоянной по значению Внутреннее Местное Циркуляционное
Наружное Циркуляционное Местное
Постоянная по направлению Внутреннее и наружное кольцо в одном или противоположном направлении Циркуляционное Циркуляционное
Вращающаяся с внутренним кольцом Местное Циркуляционное
Вращающаяся с наружным кольцом Циркуляционное Местное

Посадки колец шариковых и роликовых радиальных подшипников на вал и в отверстие корпуса в зависимости от вида нагружения выбирают в соответствии с табл. 4.4.

Рекомендуемое сочетание полей допусков для местно нагруженных колец подшипника качения приведено на рис. 4.2.

Рисунок 4.2 Схема выбора полей допусков для местно нагруженных колец

 

Таблица 4.4 Посадки колец шариковых и роликовых радиальных подшипников на вал и в отверстие корпуса в зависимости от вида нагружения (по ГОСТ 3325 - 85)

 

Виды нагружения колец Посадки колец
внутреннего вала наружного корпуса
Местное                
               
                       
Циркуля-ционное        
       
                     
Колеба- тельное                            
                           
                         

 

 

Рисунок 4.3 Схема расположения полей допусков при посадках подшипников на валы и в отверстия корпусов

 

 

Таблица 4.5 Допуски для среднего диаметра отверстия по классам точности шариковых и роликовых радиальных и шариковых радиально – упорных подшипников (по ГОСТ 3325 – 85)

 

 

Интервалы номинальных диаметров d, мм Допуски диаметра отверстия подшипника Ldm, мм
Классы точности
         
От 0,6 до 3 св. 3 до 6 св. 6 до 10 св. 10 до 18 св. 18 до 30 св. 30 до 50 св. 50 до 80 св. 80 до 120 св. 120 до 180 св. 180 до 250         6,5

 

 

Таблица 4.6 Допуски для среднего наружного диаметра по классам точности шариковых и роликовых радиальных и шариковых радиально – упорных подшипников (по ГОСТ 3325 – 85)

 

Интервалы номинальных диаметров D,мм Допуски наружного диаметра подшипника lDm, мм
Классы точности
         
От 2,5 до 6 св. 3 до 6 св. 6 до 10 св. 10 до 18 св. 18 до 30 св. 30 до 50 св. 50 до 80 св. 80 до 120 св. 120 до 150 св.150 до 180 св. 180 до 250 св. 250 до 315         6,5

 

 

Рисунок 4.4 - Схема расположения полей допусков на средние наружный диаметр и диаметр отверстия подшипников по классам точности

Рисунок 4.5 - Схема общих обозначений полей допусков на средние наружный диаметр и диаметр отверстия подшипников

 

По таблицам 4.5 и 4.6 устанавливаются допускаемые отклонения по внутреннему и наружному диаметрам подшипника

В соответствии с выбранными посадками подшипника на вал и в корпус, по таблицам стандарта на допуски и посадки гладких соединений СТ СЭВ 144 – 75 или СТ СЭВ 145 – 75, устанавливаются предельные отклонения на размер вала по системе отверстия и на размер отверстия в корпус по системе вала.

По установленным отклонениям вычерчиваются раздельные схемы расположения полей допусков на соединение внутреннего кольца подшипника с валом и на соединение наружного кольца с корпусом. На схемах проставляются полученные расчетом наименьшее и наибольшее значение натягов и зазоров.

Посадку, назначенную для циркуляционно нагруженного кольца, следует проверить на наличие посадочного зазора Gr, мкм (рис. 4.6).

при посадке подшипника на вал

Gr = Grem - Dd1,

при посадке подшипника в корпус

Gr = Grem - DD1,

где Gr – посадочный радиальный зазор;

Grem = 0,5 (Gremax + Gremin) – средний начальный радиальный зазор, т.е. среднее значение радиального зазора ненагруженного подшипника. Наибольшее и наименьшее значение радиального зазора ненагруженного подшипника (Gremax и Gremin) устанавливается по таблице 4.7;

    Рисунок 4.6 – Радиальный зазор ненагруженного подшипника   Dd1, DD1 – диаметральная деформация дорожки качения циркуляционно нагруженного кольца соответственно внутреннего или наружного после посадки его на вал или в корпус, мкм. Расчетом определяется величина диаметральной деформации беговой дорожки циркуляционно нагруженного кольца после посадки его на вал или в корпус с натягом. При посадке внутреннего кольца на вал Dd1 = Nа × d / dо , мкм. При посадке наружного кольца в корпус DD1 = Nа × Dо / D, мкм, где Nа » 0,85 Nmax – действительный натяг, определенный по наибольшему

натягу Nmax, образовавшемуся при посадке циркуляционно нагруженного кольца подшипника на вал или в отверстие корпуса, мкм.

Расчетом определяется значение приведенного диаметра беговой дорожки циркуляционно нагруженного кольца подшипника

 

для внутреннего кольца

dо = d + (D – d) / 4, мм;

для наружного кольца

Dо = D – (D – d) / 4, мм.

Если в результате расчетов посадочный зазор отсутствует и в сопряжении образуется натяг, то подшипник нормальной группы зазора необходимо заменить на подшипник 7-ой или 8-ой группы с увеличенным начальным зазором Grem, мкм.

Рисунок 4.7   При образовании в подшипнике большого посадочного зазора Gr > 70мкм, следует выбирать подшипник из 6-ой группы зазоров, у которого Gremax и Gremin будут меньшими, и следовательно будет меньшим начальный зазор Grem. Оптимальным посадочным зазором Gr в подшипнике считается зазор по величине близкий к нулю, но не равный ему.    

Таблица 4.7 – Радиальные зазоры в радиальных однорядных шариковых подшипниках

 

4.2 ПРИМЕР РАСЧЕТА И ВЫБОРА ПОСАДОК ДЛЯ ПОДШИПНИКОВОГО УЗЛА

 

Рассчитать и выбрать посадку для внутреннего и наружного колец радиального, однорядного подшипника № 211, класс точности 0. Результирующая радиальных нагрузок постоянная по направлению R = 11000 Н. Вращается вал. Вал полый . Нагрузка умеренная с малой вибрацией.

РЕШЕНИЕ

Определение технической характеристики шарикоподшипника № 211

d = 55 мм; Д = 100 мм; В = 21 мм

Определение интенсивности нагрузки на посадочной поверхности вала

РR = ∙kп ∙F ∙FA,

kп = 1, т.к. ; ; F = 1,4; FA = 1.

РR = 1∙1,4∙1 = 733 .

Определение посадки подшипника.

Посадка внутреннего кольца на вал (циркуляционное нагружение) РR = 733 соответствует посадке – k6.

Посадка наружного кольца в отверстие корпуса (местное нагружение) соответствует посадке – Н8.

Определение отклонений посадочных поверхностей вала и отверстия корпуса.

Отклонение вала Æ 55 k6 для посадки внутреннего кольца в системе основного отверстия es = + 21 мкм; ei = + 2 мкм.

Отклонение отверстия корпуса для посадки наружного кольца по системе основного вала Æ 100 Н8; EI = 0; ES = 54 мкм.

Определение отклонений присоединительных размеров подшипника.

Отклонение внутреннего диаметра Æ 55 мм; ESLdm = 0; EILdm = - 15 мкм.

Отклонение наружного диаметра Æ 100 мм; eslDm = 0; eilDm = - 15 мкм.

Схема полей допусков посадок подшипника.

Посадка на вал

Наименьший натяг Nmin = 2 мкм; наибольший натяг Nmax = 36 мкм.

Посадка в отверстие корпуса

Наименьший зазор Smin = 0; наибольший зазор Smax = 69 мкм.

Определение величины начального зазора в подшипнике (по основному ряду) Smin = 8 мкм; Smax = 28 мкм.

Grem = 0,5 (Gremax + Gremin) = 0,5 (28 + 8) = 18 мкм.

Определение приведенного диаметра внутреннего кольца

d0 = d + = 55 + = 66,25 мм.

Определение величины деформации внутреннего кольца подшипника

∆d1 = Na = 25,4 мкм.

Определение величины посадочного зазора

Gr = Grem - ∆d1 = 18 – 25,4 = - 7,4 мкм.

При посадке подшипника на вал образовался натяг, поэтому необходимо подшипник выбирать по 7-му дополнительному ряду, у которого Smin = 23 мкм; Smax = 43 мкм.

Grem = 0,5 (Gremax + Gremin) = 0,5 (43 + 23) = 33 мкм.

В этом случае посадочный зазор будет равен:

Gr = Grem - ∆d1 = 33 – 25,4 = 7,6 мкм.

Следовательно, посадка на вал k6 для подшипника № 211 с начальным зазором по 7-му дополнительному ряду выбрана правильно, т.к. оптимальным посадочным зазором Gr в подшипнике считается зазор по величине близкий к нулю, но не равный ему.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-06-03 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: