![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Выбор посадок подшипников качения на валы и в корпус.
Подшипники качения поставляются как готовые изделия и характер сопряжения их колец в опоре обеспечивают выбором соответствующих отклонений размеров валов и отверстий корпусов. При выборе посадок учитывают: 1) условия нагружения кольца; 2) характер и направление нагрузки; 3) режим работы (легкий, нормальный, тяжелый); 4) тип подшипника; способ регулирования и другие факторы. Согласно ГОСТ 3325-55 различают три основные вида нагружения колец: местное, циркуляционное, колебательное. При местном нагружении кольцо воспринимает постоянную по направлению результирующую радиальную нагрузку Fr (натяжение приводного ремня, тяжести конструкции и т.д.) лишь ограниченным участком окружности дорожки качения и передает её соответствующему ограниченному участку посадочной поверхности вала или корпуса. Такой нагружение возникает, например, когда кольцо не вращается относительно нагрузки (внутреннее кольцо на рис.2.2. а, наружное – на рис.2.2. б). При циркуляционном нагружении кольцо воспринимает результирующую радиальную нагрузку Fr последовательно всей окружностью дорожки качения и передает её всей посадочной поверхности вала либо корпуса. Такое нагружение кольца получается при его вращении и постоянно направленной нагрузке Fr или, наоборот, при радиальной нагрузке Fс, вращающейся относительно рассматриваемого кольца (внутреннее кольцо на рис.б, наружное кольцо – на рис а). При этом вращается кольцо, либо нагрузка. При колебательном нагружении невращающееся кольцо воспринимает равнодействующую F(r+c) двух радиальных сил (Fr постоянна по направлению, Fс – вращается, причем Fr > Fс) ограниченным участком окружности дорожки качения и передает ее соответствующему ограниченному участку посадочной поверхности вала или корпуса. Равнодействующая нагрузка F(r+c) совершает полного оборота, а колеблется между двумя точками А и В (рис.2.2. и). Колебательное нагружение испытывает наружное кольцо (рис.2.2. в) и внутреннее кольцо (рис.2.2. г, д).
Рис. 2.2. Схемы нагружения колец подшипников качения.
Эпюры напряжений при местном и циркуляционном нагружениях показаны на рис ж, з, круговая диаграмма изменения равнодействующей силы F(r+c) при колебательном нагружении на рис.и. Эпюры напряжений связаны с контактными и касательными напряжениями в зоне контакта, которые не должны превышать своих критических значений, соответствующих пределу выносливости, что создает предпосылки для обеспечения работоспособности подшипника. Если нагрузка Fr постоянного направления меньше вращающейся Fс, то нагружение может быть местным или циркуляционным в зависимости от схемы приложения сил (на рис.а показано местное нагружение на внутреннем кольце и циркуляционное на наружном кольце; на рис. б циркуляционное нагружение на внутреннем кольце, местное – на наружном). Режим работы характеризуют отношением эквивалентной нагрузки Р к базовой динамической грузоподъемности С. При Р/С≤ 0, 07 режим условно считается легким, при 0, 07< Р/С≤ 0, 15 – нормальным, при 0, 15< Р/С≤ 0, 5 – тяжелым. 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, развальцовки посадочных поверхностей и контактной коррозии; 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 незначительным зазором и наоборот. Посадку с зазором назначают для кольца, которое испытывает местное нагружение. При такой посадке устраняется заклинивание тел качения (шариков), кольцо под действием толчков и вибрации постепенно проворачивается по посадочной поверхности, благодаря этому происходит равномерный износ беговой дорожки. Посадку с натягом назначают преимущественно для кольца, которое испытывает циркуляционное нагружение. Наличие зазора при таком нагружении может привести к развальцовыванию и истиранию металла сопряженной детали, что недопустимо. При циркуляционном нагружении колец подшипников посадки выбирают по интенсивности радиальной нагрузки рR на посадочную поверхность Допускаемые значения рR приведены в таблицах 2.1. и 2.2.
где Fr – радиальная нагрузка опоры на подшипник, кН; k1 - динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки; при перегрузке до 150 %, умеренных толчках и вибрации k1 = 1; при перегрузке до 300 %, сильных толчках и вибрации k1 = 1, 8. k2 – учитывает степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе; при сплошном вале он равен 1(для полого вала см. таблицы 2.3.) k3 - учитывает неравномерность распределения Fr (радиальной нагрузки). Для радиальных и радиально-упорных подшипников с одним наружным или внутренним кольцом k 3 =1 b = B – 2r (В -ширина подшипника; r – координата монтажной фаски внутреннего или наружного кольца подшипника) С увеличением радиальной нагрузки возрастает рR и, следовательно, натяг в посадках.
Таблица 2.1. Допускаемые интенсивности нагрузок на посадочные поверхности вала.
Таблица 2.2. Допускаемые интенсивности нагрузок на посадочные поверхности корпуса.
Таблица 2.3. Значения коэффициента k2
В посадках подшипников классов 0 и 6 применяют поля допусков квалитета 7 для отверстий корпусов и квалитета 6 для валов. Посадки подшипников классов 5 и 4 осуществляют точнее, чем классов 0 и 6, на один квалитет, т.е. применяют для корпусов поля допусков квалитета 6, для валов квалитета 5. Для большинства подшипников класса точности 0 при местном нагружении наружного кольца основным полем допуска отверстия в корпусе является Н7, а вала при циркуляционном нагружении – к6. Кольца подшипников при монтаже легко деформируются и принимают форму сопряженных поверхностей, поэтому требования к точности формы и расположению посадочных поверхностей валов, отверстий и базирующих заплечиков должны быть достаточно жесткими. При выборе классов точности подшипников можно руководствовать следующими общими соображениями: если точность вращения не имеет большого значения и нагрузка и скорости средние, достаточно применения подшипников нулевого класса; подшипники 6-го и5-го классов следует применять в тех соединениях, в которых требуется повышенная точность вращения; подшипники 4-го и особенно 2-го классов точности применяют в регистрирующих точных приборах, а также при весьма высоких скоростях вращения, когда посадки выполняются по 5-му и 6-му квалитетам. В зависимости от характера нагружения колец подшипника можно рекомендовать поля допусков для валов и отверстий. (табл 2.4.) Таблица 2.4.
Рекомендуемые поля допусков валов и отверстий (корпусов) для соединения с подшипниками качения.
Поля допусков валов и отверстий для соединения с шарикоподшипниками в зависимости от их классов точности приведены в таблице 2.5. Таблица 2.5. Поля допусков валов и отверстий для соединения с подшипниками.
|