Главная

Зазоры и предварительные натяги в подшипниках качения

Под радиальным или осевым зазором подразумевают полное радиальное или соответственно осевое перемещение в обоих направлениях одного кольца относительно другого.

Оптимальные значения радиальных и осевых зазоров для данных условий эксплуатации подшипника позволяют обеспечить рациональное распределение нагрузки между телами качения, необходимое смещение вала и корпуса в радиальном и осевом направлениях, а также улучшить и повысить стабильность виброакустических характеристик, снизить потери на трение.

В подшипниках нерегулируемых типов различают три вида радиальных зазоров: начальный, посадочный и рабочий.

Посадочный зазор всегда меньше начального в связи с деформациями колец в радиальном направлении после установки подшипника на рабочее место. При работе подшипникового узла и установившемся температурном режиме образуется рабочий зазор, который может быть больше или Меньше посадочного в зависимости от схемы установки подшипников, воспринимаемой нагрузки и перепада температур вала и корпуса.

ГОСТ 24810-81 устанавливает условные обозначения групп зазоров и числовые значения радиального и осевого зазоров в состоянии поставки для подшипников качения, приведенных в табл. 53.

ГОСТ 24810-81 не распространяется на подшипники:

- шариковые радиальные со съемным наружным кольцом;

- шариковые радиальные однорядные с канавкой для вставления шариков;

- шариковые радиально-упорные однорядные;

- шариковые радиально-упорные двухрядные с двумя наружными кольцами;

- шариковые радиально-упорные однорядные с разъемным наружным или внутренним кольцом;

- роликовые радиальные игольчатые штампованным наружным кольцом, а также на подшипники качения, для которых установлены особые значения зазоров.

53. Группы зазоров и их обозначения

Обозначение группы зазоров	Наименование типов подшипников
	Шариковые радиальные однорядные без канавок для вставления шариков с отверстием:
6, нормальная, 7, 8, 9	цилиндрическим
2, нормальная, 3, 4	коническим
	Шариковые радиальные сферические двухрядные с отверстием:
2, нормальная, 3, 4, 5	цилиндрическим
2, нормальная, 3, 4, 5	коническим
	Роликовые радиальные с короткими цилиндрическими роликами с цилиндрическим отверстием; роликовые радиальные игольчатые с сепаратором:
1,6,2, 3,4	с взаимозаменяемыми деталями
0, 5, нормальная, 7. 8, 9	с невзаимозаменяемыми деталями
	Роликовые радиальные с короткими цилиндрическими роликами с коническим отверстием:
2, 1,3,4	с взаимозаменяемыми деталями
0,5,6, 7,8,9	с невзаимозаменяемыми деталями
Нормальная, 2	Роликовые радиальные игольчатые без сепаратора
	Роликовые радиальные сферические однорядные с отверстием:
2, нормальная, 3, 4, 5	Цилиндрическим
1, 2, нормальная, 3, 4, 5	Коническим
	Роликовые радиальные сферические двухрядные с отверстием:
1, 2, нормальная, 3, 4, 5	цилиндрическим
1, 2, нормальная, 3, 4, 5	коническим
	Шариковые радиально-упорные двухрядные:
2, нормальная, 3, 4	с неразъемным внутренним кольцом
2, нормальная, 3	с разъемным внутренним кольцом

Примечание. Обозначения групп приведено в порядке увеличения значения зазора.

По ГОСТ 24810-81 для подшипников различных типов установлены группы зазоров: нормальная и дополнительные (с меньшими и большими значениями зазором (табл. 53).

Нерегулируемые типы подшипников изготовляют со сравнительно небольшими зазорами; после установки на вал и в корпус они могут работать без дополнительного регулирования.

Размеры зазоров для однорядных радиальных шариковых подшипников приведены в табл. 54.

Подшипники, предназначенные нормальных условий эксплуатации (перепад температур между наружными внутренними кольцами незначителен – 5…10°С), должны иметь зазор, соответствующий основной - нормальной группе.

Основная область применения подшипников с увеличенными зазорами - опоры значительными колебаниями рабочих температур, а также опоры, в которых кольцо подшипника из-за ожидаемых больших динамических нагрузок монтируют на вал и корпус со значительными посадочными натягами. Радиальные однорядные шарикоподшипники, предназначенные для восприятия только осевых сил, должны иметь увеличенный радиальный зазор, позволяющий увеличить угол контакта в подшипнике, т.е. повысить его осевую грузоподъемность. Радиальные несамоустанавливающиеся подшипники с увеличенным радиальным зазором применяют при отклонениях от соосности посадочных мест.

54. Размеры зазоров для однорядных радиальных шариковых подшипников без канавок для вставления шариков с цилиндрическим отверстием

Номинальный диаметр d отверстия подшипника, мм	Размер зазора Gr, мкм
	наим.	наиб.	наим.	наиб.	наим.	наиб.	наим.	наиб.	наим.	наиб.
	Группа зазора
	6		нормальная		7		8		9
Св. 10 до 18 включ.	0	9	3	18	11	25	18	33	25	45
»18»24»	0	10	5	20	13	28	20	36	28	48
»24»30»	1	11	5	20	13	28	23	41	30	53
»30»40»	1	11	6	20	15	33	28	46	40	64
»40»50»	1	11	6	23	18	36	30	51	45	73
»50»65»	1	15	8	28	23	43	38	61	55	90
»65»80»	1	15	10	30	25	51	46	71	65	105
»80»100»	1	18	12	36	30	58	53	84	75	120
»100»120»	2	20	15	41	36	66	61	97	90	140

Подшипники с уменьшенным зазором усаживают в опорах при высоких требованиях к радиальному или осевому биению вала, работающего с умеренной частотой вращения при эффективном охлаждении.

Осевые и радиальные зазоры регулируемых подшипников могут быть установлены в определенных пределах только при монтаже в узле машины. Требуемый осевой зазор в упорных подшипниках устанавливают также при монтаже. В. зависимости от конструкции узла регулирование осевых зазоров осуществляют смешением наружного или внутреннего кольца подшипника.

Оптимальное значение зазоров устанавливают экспериментально для каждого конкретного узла. Если подшипники собраны с большим зазором, то всю нагрузку воспринимает только один или два шарика или ролика (рис. 22, а). Условия работы подшипников при таких больших зазорах неблагоприятны, и поэтому такие зазоры недопустимы. Уменьшение зазоров приводит к более равномерному распределению нагрузки между телами качения, снижает вибрации, повышает жесткость опоры. Наличие некоторых осевых зазоров положительно сказывается на снижении момента сопротивления вращению. Обычные радиально-упорные подшипники регулируют так, чтобы осевой зазор при установившемся температурном режиме был бы близок к нулю. В этом случае под действием радиальной нагрузки находятся около половины тел качения (рис. 22, б).

В некоторых узлах, например, в станкостроении для повышения жесткости опор, точности вращения вала и улучшения виброакустической характеристики узла применяют сборку подшипников с предварительным натягом. В этом случае более половины или все тела качения подшипника находятся под нагрузкой (рис.22, в).

Рис. 22. Распределение нагрузок на тела качения:

а - при повышенном зазоре; б - при нулевом зазоре, в - при предварительном натяге или при значительной осевой нагрузке

Сущность предварительного натяга заключается в том, что пару подшипников предварительно нагружают осевой силой, которая устраняет осевой зазор в комплекте, создавая начальную упругую деформацию в местах контакта рабочих поверхностей колец с телами качения. Если затем к подшипнику приложить рабочую осевую нагрузку, то относительное перемещение его колец вследствие дополнительной деформации рабочих поверхностей будет значительно меньше, чем до создания предварительного натяга. Предварительный натяг вызывает одинаковую деформацию в обоих подшипниках. Такие подшипники работают в более тяжелых условиях, так как повышаются нагрузки на тела качения, момент сопротивления вращению и износ, а также снижается ресурс подшипника.

Влияние зазоров и натягов на ресурс показано на рис. 23.

С предварительным натягом устанавливают подшипники шариковые радиальные, радиально-упорные, роликовые конические, а также подшипники с короткими цилиндрическими роликами типа 3182000, монтируемые на конусную шейку вала с натягом, способным вызвать расширение внутреннего кольца и полностью устранить в подшипнике радиальный зазор. Примерные значения осевых зазоров для радиально-упорных подшипников приведены в табл. 55 и 56, а для двойных и сдвоенных одинарных упорных шарикоподшипников - в табл. 57. Данные табл. 57 можно использовать и при монтаже упорных роликовых подшипников.

Рис. 23. Влияние зазоров и натягов на ресурс

(L - ресурс и процентах от нечетного)

55. Рекомендуемый осевой зазор, мкм, для шариковых радиально-упорных однорядных подшипников

Диаметр отверстия подшипника d, мм		Осевой зазор при угле контакта а, °
		12				26 и 36
Св.	До	Схема 1		Схема 2		Схема 1
		наим.	наиб.	наим.	наиб.	наим.	наиб.
-	30	20	40	30	50	10	20
30	50	30	50	40	70	15	30
50	80	40	70	50	100	20	40
80	120	50	100	60	150	30	50
120	180	80	150	100	200	40	70
180	260	120	200	150	250	50	100

Примечание. Схемы установки подшипников: 1 - два в одной опоре; 2 - один в каждой опоре.

56. Рекомендуемый осевой зазор, мкм, для радиально-упорных роликовых конических однорядных подшипников

Диаметр отверстия подшипника d, мм		Осевой зазор при угле контакта а, °
		10 ... 16				25 ... 29
Св.	До	Схема 1		Схема 2		Схема 1
		наим.	наиб.	наим.	наиб.	наим.	наиб.
-	30	20	40	40	70	-	-
30	50	40	70	50	100	20	40
50	80	50	100	80	150	30	50
80	120	80	150	120	200	40	70
120	180	120	200	200	300	50	100
180	260	160	250	250	350	80	150
260	360	200	300	-	-	-	-
360	400	250	350	-	-	-	-

Примечание. Схемы установки подшипников: 1 - два в одной опоре; 2 - один в каждой опоре.

57. Рекомендуемый осевой зазор, мкм, для двойных и сдвоенных одинарных упорных шарикоподшипников

Диаметр отверстия подшипника d, мм		Осевой зазор для типов подшипников
		8100		8200, 8300, 38200, 38300		8400, 38400
Св.	До	наим.	наиб.	наим.	наиб.	наим.	наиб.
-	50	10	20	20	40	-	-
50	120	20	40	40	60	60	80
120	140	40	60	60	80	80	120

Приведенные в табл. 55-57 значения соответствуют нормальным условиям эксплуатации, при которых температура внутренних колец радиально-упорных подшипников не превышает температуру наружных колец более чем на 10°С, а разность температур вала и корпуса составляет - 10-20°С; рабочая частота вращения n упорных подшипников не превышает половины предельно допустимой частоты вращения n_пр для подшипников данного типоразмера.

При монтаже подшипников с коническим отверстием на коническую шейку вала начальный радиальный зазор уменьшается вследствие расширения внутреннего кольца. Осевое перемещение внутреннего кольца с отверстием, имеющим конусность 1:12, относительно шейки вала или втулки вызывает уменьшение начального радиального зазора, равное примерно 1/15 величины перемещения.

Для устранения влияния гироскопического эффекта в упорных подшипниках при n>0,5n_пр применяют сборку с предварительным натягом, осуществляемым комплектом пружин, нагружающих подшипник осевой силой, Н:

где D и d - наружный и внутренний диаметры стандартного подшипника, мм; n – частота вращения, об/мин.

---

email: KarimovI@rambler.ru

Адрес: Россия, 450071, г.Уфа, почтовый ящик 21

Теоретическая механика Сопротивление материалов

Прикладная механика Строительная механика Теория машин и механизмов

00:00:00