Выбор посадок подшипников качения

Посадку подшипника качения на вал и в корпус выбирают в зависимости от типа и размера подшипника, условий его эксплуатации, значения и характера действующих на него нагрузок и вида нагружения колец. Различают три основных вида нагружения колец: местное, циркуляционное и колебательное.

При местном нагружении кольцо воспринимает постоянную по направ­лению результирующую радиальную нагрузку Р _R (например, натяжение приводного ремня, сила тяжести конструкции) лишь ограниченным участком окружности дорожки качения и передает ее соответствующему ограниченному участку посадочной поверхности вала или корпуса. Такое нагружение возникает, когда внутренние кольца подшипников вращаются вместе с валом, наружные кольца, установленные в корпусе, неподвижны. Радиальная нагрузка Р постоянна по величине и не меняет своего положения относительно корпуса (рис.3 а). Наружное кольцо подшипника воспринимает радиальную нагрузку лишь ограниченным участком окружности дорожки качения (рис. 3б).

Рис.3 – Пример местного нагружения колец подшипника [5].

Дорожки качения внутренних колец подшипников изнашиваются равномерно, а наружных – только на ограниченном участке.

При назначении посадок подшипников качения существует правило: кольца, имеющие местное нагружение, устанавливаются с возможностью их проворота с целью более равномерного износа дорожек качения; при циркуляционном нагружении, наоборот, кольца сажают по более плотным посадкам, чтобы избежать радиального биения. Пример выбора посадок (рис. 3 в).

При циркуляционном нагружении кольцо воспринимает результирующую радиальную нагрузку Р _R последовательно всей окружностью дорожки качения и передает ее всей посадочной поверхности вала или корпуса. Такое нагружение возникает, например, когда кольцо вращается относительно постоянной по направлению радиальной нагрузки, а также, когда нагрузка вращается относительно неподвижного или подвижного кольца. На рис. 4 а) показано, что наружные кольца подшипников вращаются вместе с зубчатым колесом. Внутренние кольца подшипников, посаженные на ось, остаются неподвижными относительно корпуса. Радиальная нагрузка Р постоянна по величине и не меняет своего положения относительно корпуса.

В этом случае наружное кольцо воспринимает радиальную нагрузку Р_R последовательно всей окружностью дорожки качения, т.е. имеет циркуляционное нагружение. Внутреннее кольцо подшипника воспринимает радиальную нагрузку лишь ограниченным участком окружности дорожки качения, т.е. имеет местное нагружение (рис.4б). Пример выбора посадок представлен на рис.4 в).

Рис. 4. - Пример циркуляционного нагружения колец подшипника [5]

При колебательном нагружении внутренние кольца подшипников вращаются вместе с валом, наружные кольца, установленные в корпусе, неподвижны. На кольца действуютдве нагрузки, Р — постоянна по направлению и величине, другая. центробежная Р _Ц, вращающаяся вместе с валом (рис. 5а). Равнодействующая сил Р и Р _Ц совершает периодическое колебательное движение, симметричное относительно направления действия силы Р. На рис.5б штриховыми линиями показано последовательное положение эпюры нагружения наружного кольца подшипника на ограниченном участке дорожки качения, которая смещается справа налево и меняется по величине, такой режим нагружения кольца называется колебательным.

Внутреннее кольцо воспринимает суммарную радиальную нагрузку последовательно всей окружностью дорожки качения. т.е. имеет циркуляционное нагружение. Пример выбора посадок (рис. 5 в).

Рис. 5. -Пример колебательного нагружения колец подшипника [5]

Посадки следует выбирать так, чтобы вращающееся кольцо подшипника было смонтировано с натягом, исключающим возможность обкатки и проскальзывания этого кольца по посадочной поверхности вала или отверстия в корпусе в процессе работы под нагрузкой; другое кольцо должно быть установлено с зазором. Следовательно, при вращающемся вале соединение внутреннего кольца с валом должно быть неподвижным, а наружное кольцо установлено в корпусе с небольшим зазором; при неподвижном вале соединение внутреннего кольца с валом должно иметь посадку с небольшим зазором, а наружного кольца с корпусом — должно быть неподвижным. Рекомендуемые посадки для подшипников качения и примеры их применения приведены в ГОСТ 3325 - 85. (см. табл.4,5).

Таблица 4

Поля допусков для установки радиальных подшипников качения

по ГОСТ 3325-85

Таблица 5

Посадки колец шариковых и роликовых радиальных

подшипников на вал и в отверстие корпуса

в зависимости от вида нагружения