Главная

Основные указания по выбору посадок для колец подшипников качения

Выбор посадок подшипников на вал и в отверстие корпуса производят в зависимости от вида нагружения, т.е. от того, вращается или не вращается данное кольцо относительно действующей на него радиальной нагрузки, а также от величины, направления и интенсивности действующих нагрузок.

Под радиальной нагрузкой следует понимать равнодействующую всех радиальных сил, воздействующих на подшипник или тела качения.

В соответствии с условиями работы различают следующие основные виды нагружения колец подшипника: местное, циркуляционное и колебательное.

Местное нагружение кольца - нагружение, 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. Кольцо может быть неподвижно относительно действующей на него нагрузки или кольцо и нагрузка участвуют в совместном вращении. На рис. 34 представлены случаи местного нагружения колец (а - наружного, б - внутреннего) с соответствующими эпюрами нормальных напряжений на посадочных поверхностях.

Циркуляционное нагружение кольца - нагружение, при котором действующая на подшипник результирующая радиальная нагрузка воспринимается и передается телами качения дорожке качения в процессе вращения последовательно по всей ее длине, а следовательно, и всей посадочной поверхности вала или корпуса. Такое нагружение имеет место, например, когда кольцо вращается относительно постоянной по направлению радиальной нагрузки, а также когда нагрузка вращается относительно неподвижного или подвижного кольца (рис. 35). На этом рисунке представлены случаи циркуляционного нагружения внутреннего кольца (рис. 35, а и б), наружного кольца (рис. 35, в и г), обоих колец (рис. 35, д). Показана также эпюра нормальных напряжений на посадочной поверхности корпуса (рис. 35, в), перемещающаяся по мере вращения нагрузки  с частотой вращения n.

Рис. 34. Эпюры нормальных напряжений на посадочных поверхностях и случаи местного нагружения наружного кольца (а) и внутреннего кольца (б)

81. Поля допусков на диаметры посадочных поверхностей валов и отверстий корпусов

Квалитеты

Поля допусков для основных отклонений

с

f

g

h

js

j

k

m

n

p

r

Е

G

Н

JS

J

К

М

N

Р

для вала

для отверстия корпуса

3

h3

js3

4

g4

h4

js4

k4

m4

n4

G4

Н4

JS4

К4

М4

5

g5

h5

js5

(j5)

k5

m5

n5

р5

G5

Н5

JS5

К5

М5

N5

6

f6

g6

h6

js6

(J6)

k6

m6

n6

р6

r6

G6

Н6

JS6

(J6)

Кб

Мб

N6

Р6

7

f7

h7

r7

G7

Н7

JS7

(J7)

К7

М7

N7

Р7

8

f8

h8

Е8

Н8

9

(е9)

f9

h9

(Е9)

(Н9)

10

(h10)

Примечания:

1. В скобках приведены поля допусков ограниченного применения.

2. Под посадку шариковых и роликовых подшипников на закрепительных или стяжных втулках предельные отклонения валов устанавливают по h8, h9 и h10.

3. При применении полей допусков Н7, Н8, Н9 необходима селективная сборка с целью исключения проворота наружного кольца подшипника

82. Посадки подшипников качения на вал и в отверстие корпуса по классам точности для основных отклонений

Классы точности подшипников по ГОСТ 520-89

вала

отверстия корпуса

е

f

g

h

js

(j)

k

m

n

p

r

E

G

H

JS

(J)

K

M

N

P

0 и 6

L0

L0

L0

L0

L0

(L0)

L0

L0

L0

L0

L0

G7

H7

JS7

(J7)

K7

M7

N7

P7

e9

f6

j6

h6

js6

(j6)

k6

m6

n6

p6

r6

l0

l0

l0

(l0)

l0

l0

l0

l0

L0

L0

L0

L0

E8

H8

e8

f7

h7

r7

l0

l0

L0

E9

H9

f8

l0

l0

L0

f9

L6

L6

L6

L6

(L6)

L6

L6

L6

L6

L6

G7

H7

JS7

(J7)

K7

M7

N7

P7

f6

g6

h6

js6

(j6)

kб

m6

n6

p6

r6

l6

l6

l6

(l6)

l6

l6

l6

l6

L6

L6

L6

E8

H8

f7

h7

r7

l6

l6

L6

(H9)

f8

(l6)

5 и 4

L5

L5

L5

(L5)

L5

L5

L5

G6

H6

JS6

(J6)

K6

M6

N6

P6

g5

h5

js5

(j5)

k5

m5

n5

l5

l5

l5

(l5)

l5

l5

l5

l5

L4

L4

L4

(L4)

L4

L4

L4

G6

H6

JS6

(J6)

K6

M6

N6

P6

g5

h5

js5

(j5)

k5

m5

n5

l4

l4

l4

(l4)

l4

l4

l4

l4

2

L2

L2

G4

H4

JS4

K4

M4

h3

js3

l2

l2

l2

l2

l2

L2

L2

L2

L2

L2

L2

G5

H5

JS5

K5

M5

N5

g4

h4

js4

k4

m4

n4

l2

l2

l2

l2

l2

l2

Примечания:

1. Если по условиям работы в узлах вместо примененных подшипников классов точности 5 и 4 могут быть использованы подшипники классов точности 0 или 6, то допускается обработку вала и корпуса производить соответственно по 6-му и 7-му квалитетам.

2. В скобках даны поля допусков ограниченного применения.

3. Жирным шрифтом выделены посадки для основных типов соединений.

4. Для подшипников классов точности 5, 4 и 2 допускается производить обработку вала и отверстия корпуса соответственно по 6-му и 5-му квалитетам при условии обеспечения посадки колец и технических требований к посадочным поверхностям, установленных для соответствующих классов точности подшипников.

Рис. 35. Случаи циркуляционного нагружения внутреннего кольца (а, б), наружного кольца (в, г), обоих колец (д)

Колебательное нагружение - нагружение, при котором неподвижное кольцо подшипника подвергается одновременному воздействию радиальных нагрузок: постоянной по направлению  и вращающейся , меньшей или равной по величине . Их равнодействующая совершает периодическое колебательное движение, симметричное относительно направления , причем она периодически воспринимается последовательно через тела качения зоной нагружения кольца и передается соответствующим ограниченным участкам посадочной поверхности.

Такое нагружение возникает, например, на неподвижном  наружном  кольце,  когда на него воздействует через вал постоянна нагрузка , а внутреннее кольцо вращается совместно с приложенной к нему нагрузкой ,  возникающей от дисбаланса (рис. 36 а). При вращении наружного кольца совместно с нагрузкой колебательное нагружение возникает на неподвижном внутреннем кольце (рис. 36, б).

Рис. 36. Случаи колебательного нагружения наружного кольца при циркуляционном нагружении внутреннего кольца (а), внутреннего кольца при циркуляционном нагружении наружного кольца (б); круговая диаграмма изменения равнодействующей силы  при (в)

Равнодействующая изменяется от до и колеблется по направлению за один оборот вала в пределах угла, ограниченного точками А и В на круговой диаграмме (рис. 36, в), симметрично относительно линии действия силы . При равнодействующая изменяется от 0 до 2 .

Если нагрузка постоянного направления меньше вращающейся, т.е. , равнодействующая вращается, изменяясь по значению и направлению от до (круговая диаграмма, рис. 37, в).

В этом случае кольца являются либо местно нагруженными (внутреннее на рис. 37, а; наружное на рис. 37, б), либо циркуляционно нагруженными (наружное на рис. 37, а, внутреннее на рис. 37, б), в зависимости от схемы приложения сил.

При "неопределенном нагружении", например, когда нагрузка на подшипники качения вала приложена одновременно от силы натяжения ремня и от кривошипно-шатунного привода, кольца подшипников вала устанавливают, как при циркуляционном виде.

В табл. 83 приведены виды нагружения колец подшипников качения при радиальных нагрузках в зависимости от условий работы.

Рис. 37. Случаи местного нагружения внутреннего кольца при циркуляционном нагружении наружного кольца (а), циркуляционного нагружения внутреннего кольца

при местном нагружении наружного (б); круговая диаграмма изменения равнодействующей силы при (в)

83. Виды нагружения колец подшипников качения

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

Другим фактором, определяющим характер посадки, ее плотность является интенсивность и динамика нагружения. По интенсивности нагружения подшипниковых узлов, определяемой отношением эквивалентной радиальной нагрузки Р_r и радиальной динамической грузоподъемности С_r, режимы их работы подразделяют на легкий, нормальный, тяжелый и режим "особые условия" (табл. 84).

К режиму "особые условия" относят условия эксплуатации подшипников, работающих при ударных и вибрационных нагрузках (в железнодорожных и трамвайных буксах, на коленчатых валах двигателей, в узлах дробилок, прессов, экскаваторов и т.п.). Посадки подшипников при этом режиме выбирают, как для тяжелого режима работы, независимо от отношения Р_r/С_r

84. Режимы работы подшипников качения

Режим работы подшипника	Отношение эквивалентной нагрузки Рr к динамической грузоподъемности Сr
Легкий	Рr/Сr<0,07
Нормальный	0,07<Рr/Сr<0,15
Тяжелый	Рr/Сr>0,15
Особые условия	-

Большим значениям отношения Р_r/С_r должны соответствовать более плотные посадки.

При выборе посадок следует учитывать также перепад температур между валом и корпусом, монтажные и контактные деформации колец, влияющие на рабочий зазор в подшипнике, материал и состояние посадочных поверхностей вала и корпуса, условия монтажа.

Многолетней практикой применения подшипников установлено, что соединение с валом или корпусом колец, вращающихся относительно нагрузки, должно осуществляться обязательно с натягом, исключающим проворачивание и обкатывание кольцом сопряженной детали. При недостаточном натяге и циркуляционном нагружении между кольцом и посадочной поверхностью может появиться зазор в разгруженной зоне, что приводит к обкатыванию кольцом сопряженной поверхности, ее развальцовке, контактной коррозии, истиранию, снижению точности вращения и разбалансировке.

При высоких частотах вращения применяют посадки с меньшим натягом.

Посадки неподвижных относительно нагрузки колец, назначают более свободными, допускающими наличие небольшого зазора, так как обкатывание кольцами сопряженных деталей в этом случае не происходит. Нерегулярное проворачивание не вращающегося кольца порядка одного оборота в сутки полезно, так как при этом изменяется положение его зоны нагружения, что способствует повышению долговечности подшипника. Кроме того, сопряжение облегчает осевые перемещения колец при монтаже, при регулировании зазоров в подшипниках и при температурных деформациях.

Посадки подшипников отличаются от обычных расположением и значением полей допусков на посадочные поверхности колец. Подшипник является основным комплектующим изделием, не подлежащим в процессе сборки дополнительной доводке. Требуемые посадки в соединении получают назначением соответствующих полей допусков на диаметры вала или отверстия в корпусе. Особенностью является то, что в подшипниках качения поле допуска на диаметр отверстия внутреннего кольца располагают не вверх от нулевой линии (не "в плюс"), а вниз ("в минус") рис. 33. Этим гарантируют получение натягов в соединениях внутреннего кольца с валами, имеющими поля допусков k, n. Поле допуска на диаметр наружного кольца располагают как обычно - "в минус" или "в тело детали".

Посадки колец шариковых и роликов радиальных подшипников на вал и в отверстие корпуса в зависимости от вида нагружения выбирают в соответствии с табл. 85.

Посадки шариковых и роликовых радиально-упорных подшипников на вал и отверстие корпуса выбирают в соответствии с табл. 86.

Для тугих колец упорных шариковых и роликовых подшипников применяют посадки L0ljs6 (L0lj6) или L6ljs6 (L6lj6).

Часто выбор посадок осуществляют методом аналогий, ориентируясь на аналогичные, длительно работающие проверенные узлы, близкие по конструкции, назначению и условиям эксплуатации.

В табл. 87-89 приведены рекомендуемые посадки шариковых и роликовых подшипников различных типов в зависимости вида нагружения, режима работы и диаметра отверстия.

85. Посадки колец радиальных подшипников для различных видов нагружения

Вилы погружения колец

внутреннего на вал

наружного в корпус

Местное

L5

L0

L5

L0

L0

L0

JS6

JS7

H6

Н7

Н8

G7

js5

js6

h5

h6

g6

f7

l5

l0

l5

l0

l0

l0

L4

L6

L4

L6

L6

L6

JS6

JS7

Н6

Н7

Н9

G7

js5

js6

h5

h6

g6

f7

l4

l6

l4

l6

l0

l6

L2

L2

JS5

Н5

Н8

js4

h4

l2

l2

l6

Н9

l6

Циркуляционное

L5

L0

L5

L0

L5

L0

L5

L0

N6

N7

Мб

М7

К6

К1

Р7

n5

n6

m5

m6

k5

k6

js5

js6

l5

l0

l5

l0

l5

l0

l0

L4

L6

L4

L6

L4

L6

L4

L6

N6

N7

Мб

М7

К6

К7

Р7

n5

n6

m5

m6

k5

k6

js5

js6

l4

l6

l4

l6

l6

l6

l6

L2

L2

L2

L2

N5

М5

К5

n4

m4

k4

js4

l2

l2

l2

Колебательное

L5

L0

JS5

JS7

js5

js6

l5

l0

L4

L6

JS5

JS7

js5

js6

l4

l6

L2

JS4

js4

l2

Примечания.

1. При частотах вращения, превышающих предельные, для местно нагруженных колец радиальных шариковых и роликовых подшипников следует производить обработку посадочных мест вала и корпуса под посадку с полем допуска, расположенным симметрично относительно номинального диаметра по табл. 81.

2. Допускается при необходимости применение полей допусков j5, j6, J6, J7 ограниченного применения.

86. Посадки радиально-упорных шариковых и роликовых подшипников в зависимости от вида нагружения при осевой регулировке

Вид нагружения и способ регулировки

Внутреннего кольца на вал

Наружного кольца в корпус

Циркуляционное нагружение колец подшипников при отсутствии регулировки

L0

L0

L0

L0

N7

М7

К7

JS7

Р7

n6

m6

Кб

js6

l0

l0

l0

l0

l0

L6

L6

L6

L6

N7

М7

К7

JS7

Р7

n6

m6

k6

js6

l6

l6

l6

l6

l6

Циркуляционное нагружение регулируемых колец

L0

JS7

js6

l0

L6

JS7

JS6

l6

Нерегулируемые и регулируемые местно нагруженные кольца, не перемещающиеся относительно посадочной поверхности

L0

L0

M7

К7

Н7

js6

h6

l0

l0

l0

L6

L6

M7

К7

Н7

js6

h6

l6

l6

l6

Местно нагруженные регулируемые кольца

L0

L0

L0

Н7

h6

g6

f6

l0

L6

L6

L6

Н7

h6

g6

f6

l6

87. Рекомендуемые посадки шариковых и роликовых подшипников на вал

Условия, определяющие выбор посадки		Подшипники с отверстиями диаметров, мм				Примеры машин и подшипниковых узлов	Рекомендуемые посадки
Вид нагружения внутреннего кольца	Режим работы	радиальные		радиально-упорные
		шариковые	роликовые	шариковые	роликовые
Местное (вал не вращается)	Легкий или нормальный, Р≤0,07С	Подшипники всех диаметров				Ролики ленточных конвейеров и подвесных дорог для небольших грузов, барабаны самописцев, опоры волновых передач	L0/g6; L6/g6
Местное (вал не вращается)	Нормальный или тяжелый, 0,07С<Р<0,15С	Подшипники всех диаметров				Передние и задние колеса автомобилей и тракторов, колеса вагонеток, самолетов и т.п. Валки мелкосортных прокатных станов	L0/g6; L6/g6; L0/f7; L6/f7; L0/h6; L6/h6
						Блоки грузоподъемных машин ролики рольгангов, валки станов для прокатки труб, крюковые обоймицы кранов	L0/h6; L6/h6
Циркуляционное (вал вращается)	Легкий или нормальный, 0,07С<Р≤0,15С	До 50				Гидромоторы и малогабаритные электромашины, приборы, внутришлифовальные шпиндели, электрошпиндели, турбохолодильники	L5/js5; L4/js5; L2/js4; L5/h5; L4/h5; L2/h4; L2/js3; L2/h3
		До 40	До 40	До 100	До 40	Сельскохозяйственные машины центрифуги, турбокомпрессоры газотурбинные двигатели, центробежные насосы, вентиляторы, электромоторы, редукторы, коробки скоростей станков, коробки передач автомобилей и тракторов	L0/k6; L6/k6; L5/js5; L4/js5; L2/js4; L0/js6; L6/js6
		До 100	До 100	Свыше 100	До 100		L5/k5; L4/k5; L2/k4; L0/k6; L6/k6; L0/js6; L6/js6
		До 250					L0/m6; L6/m6
	Нормальный или тяжелый 0,07С<Р≤0,15С	До 100	До 40	До 100	До 100	Электродвигатели мощностью до 100кВт, турбины, кривошипно-шатунные механизмы, шпиндели металлорежущих станков, крупные редукторы. Редукторы вспомогательного оборудования прокатных станов	L5/k5; L4/k5; L2/k4; L0/k6; L6/k6; L0/js6; L6/js6
		Свыше 100	До 100	Свыше 100	До 180		L5/m5; L4/m5; L2/m4; L0/m6; L6/m6
		-	До 250	-	До 250		L5/n5; L4/n5; L2/n4; L0/n6; L6/n6; L0/p6; L6/p6
	Тяжелая и ударная нагрузка, Р>0,15С	-	50 ... 140	-	-	Железнодорожные и трамвайные буксы, буксы тепловозов и электровозов, коленчатые валы двигателей, электродвигатели мощностью свыше 100кВт, крупные тяговые электродвигатели, ходовые колеса мостовых кранов, ролики рольгангов тяжелых станов, дробильные машины, дорожные машины, экскаваторы, манипуляторы прокатных станов, шаровые дробилки, вибраторы, грохоты, инерционные конвейеры	L0/m6; L6/m6; L0/n6; L6/n6
		-	140 ... 200	-	-		L0/m6; L6/m6
	Тяжелая и ударная нагрузка, Р>0,15C	-	200 ... 250	-	-		L0/rб; L6/r6; L0/r7; L6/r7
		Подшипники на закрепительно-стяжных втулках всех диаметров				Железнодорожные и трамвайные буксы, буксы тяжело нагруженных металлургических конвейерных устройств, некоторые узлы сельхозмашин	Поля допусков вала h8; h9
	Нормальный, 0,07С<Р≤0,15С	Подшипники на закрепительных втулках всех диаметров				Трансмиссионные и контрприводные валы и узлы, сельскохозяйственные машины	Поля допусков вала h9; h10

88. Посадки упорных подшипников

Условия, определяющие выбор посадки		Подшипники с отверстиями диаметров, мм	Примеры машин и подшипниковых узлов		Рекомендуемые посадки
Вид нагружения	Режим работы
Нагрузки осевые		Подшипники всех диаметров	Узлы с одинарными упорными подшипниками		L0/js6; L6/js6
			Узлы с двойными упорными подшипниками		L0/js6; L6/js6
Колебательное нагружение	Нагрузка осевая и радиальная	До 200	Узлы на упорных подшипниках	L0/k6; L6/k6
		200…250	со сферическими роликами	L0/m6; L6/m6

Примечания:

1. Допускается при необходимости для узлов с упорными подшипниками вместо JS5, JS6 использование полей J5, J6 ограниченного применения.

2. Для двойных упорных подшипников с отверстием диаметром более 150мм допускается применение посадок L0/k6; L6/k6.

89. Рекомендуемые посадки шариковых и роликовых подшипников в корпус

Условия, определяющие выбор посадки		Примеры машин и подшипниковых узлов	Рекомендуемая посадка
Вид нагружения наружного кольца	Режим работы
Циркуляционное (вращается корпус)	Тяжелый при тонкостенных корпусах, Р>0,15С	Колеса самолетов, автомобилей, тракторов, башенных кранов, ведущие барабаны гусеничных машин	Р7/l0; Р7/l6; Р6/l5
	Нормальный, 0,07С<Р≤0,15С	Ролики ленточных конвейеров, барабанов комбайнов, валики станов для прокатки труб	JS7/l0; JS7/l6; К7/l0; К7/l6
	Нормальный или тяжелый, 0,07С<P≤0,15С	Передние колеса автомобилей и тягачей, ролики рольгангов, коленчатые валы, ходовые колеса мостовых и козловых кранов, опоры и блоки крюковых обойм и полиспастов, опорно-поворотные устройства кранов	N7/l0; N7/l6; М7/l0; М7/l6
Местное (вращается вал)	Нормальный или тяжелый (для точных узлов), 0,07С<P≤0,15С	Шпиндели тяжелых металлорежущих станков	М6/l5; М6/l4; К6/l5; К6/l4
	Нормальный, 0,07С<Pz≤0,l5C	Электродвигатели, центробежные насосы, вентиляторы, центрифуги, шпиндели быстроходных металлорежущих станков, турбохолодильники, узлы с радиально-упорными шарикоподшипниками	JS6/l5; JS6/l4; JS7/l0; JS7/l6
	Нормальный или тяжелый (перемещение вдоль оси отсутствует), 0,07С<Pz≤0,15С	Коробки передач, задние мосты автомобилей и тракторов, подшипниковые узлы на конических роликовых подшипниках	М7/l0; М7/l6; К7/l0; К7/l6; JS7/l0; JS7/l6
	Нормальный   или   тяжелый, Р>0,15С	Узлы общего машиностроения, редукторы, железнодорожные и трамвайные буксы, тяговые электродвигатели, сельскохозяйственные машины	Н7/l0; Н7/l6; J7/l0; J7/l6
Местное (вращается вал)	Легкий или нормальный, Р≤0,01С	Быстроходные электродвигатели, оборудование бытовой техники	Н7/l0; Н7/l6; Н6/l5; Н6/l4; Н5/l2; JS/l0; JS7/l6; JS6/l5; JS6/l4; JS5/l2
Местное или колебательное (вращается вал)	Нормальный или тяжелый, 0,07С<Р≤0,15С	Шпиндели  шлифовальных  станков,  коленчатые  валы двигателей	К6/l5; К6/l4; К5/l2; JS6/l5; JS6/l4; JS5/l2
	Легкий или нормальный, 0,07С<Р≤0,15С	Трансмиссионные валы, молотилки, машины бумажной промышленности	JS7/l0; JS7/l6; Н7/l0; Н7/l6
Местное (вращается вал). Нагрузка исключительно осевая	Нормальный, 0,07С<Р≤0,15С	Все типы узлов с упорными подшипниками	Н8/l0; Н8/l6
	Тяжелый, Р>0,15С	Узлы с шариковыми упорными подшипниками	Н8/l0; Н8/l6; Н9/l0; Н9/l6; Н6/l5; Н6/l4
		Узлы с упорными подшипниками на конических роликах	G7/l0; G7/l6; G6/l5; G6/l4
Местное (вращается вал)	Тяжелый или нормальный, 0,07С<Р≤0,15С	Узлы со сферическими упорными роликовыми подшипниками: общего применения тяжелых металлорежущих станков (карусельные) вертикальных валов турбин	JS7/l0; JS7/l6
Циркуляционное (вращается корпус)	Тяжелый, Р>0,15С		К7/l0; К7/l6
			М7/l0; M7/l6

Примечания:

1. Допускается при необходимости вместо JS6, JS7 использование полей допусков ограниченного применения J6, J7.

2. В случае применения разъемных корпусов посадки должны быть выбраны с зазором (поля допусков на диаметр отверстий корпусов Н7, Н6, G7, G6).

---

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