Зазоры и предварительные натяги в подшипниках качения.
Под осевым или радиальным зазором подразумевают значение величины возможного перемещения одного кольца относительно другого из одного крайнего положения в другое в осевом (осевой зазор) или радиальном направлении (радиальный зазор).
Оптимальные значения радиальных и осевых зазоров являются важнейшим условием нормальной работы подшипника. В нерегулируемых подшипниках различают три вида радиальных зазоров: начальный, посадочный и рабочий. Посадочный зазор всегда меньше начального, в связи с деформациями колец в радиальном направлении при посадке подшипника на вал и корпус. При установившемся температурном режиме образуется рабочий зазор, который может быть больше или меньше посадочного под влиянием нагрузки и перепада температур. Стандартом установлено несколько групп начальных радиальных зазоров.
Осевые зазоры регулируемых радиально-упорных подшипников устанавливают при монтаже путем взаимного осевого перемещениях их колец.
Значение требуемого осевого зазора (осевой игры) зависит от размеров подшипника, номинального угла контакта, расстояния между подшипниками, а также разности температур корпуса и вала (табл. 2.6, 2.7).
В ряде случаев, например в шпинделях металлорежущих станков, для обеспечения повышенной точности вращения и жесткости опор, а также устранение проскальзования (верчения) шариков под действием гироскопического момента применяют сборку радиально-упорных подшипников с преднатягом. Сущность преднатяга состоит в создании начального сжатия тел качения осевыми силами при сборке подшипникового узла. Жесткость опоры определяют как отношение внешней нагрузки к упругому сближению колец. Величину преднатяга рассчитывают по условию отсутствия на расчетном режиме свободного перемещения наименее нагруженного тела качения или определяют экспериментально по критериям виброустойчивости или предельной температуры . С помощью преднатяга можно повысить жесткость опоры до двух раз. Излишний натяг не желателен, так как он приводит к повышенному нагреву, износу и даже разрыву сепаратора. Во избежании заклинивания при температурном расширении вала подшипники с большими углами контакта применяют только в качестве сдвоенных.
Таблица 2.6.
Осевой зазор, (мкм), для регулируемых радиально-упорных шарикоподшипников
-
Диаметр вала, мм
Номинальный угол контакта α, град
lmax
12-18
25 и более
свыше
до
Подшипники
сдвоены
Подшипники раздвоены
Подшипники
сдвоены
—
30
30
40
15
8d
30
50
40
55
22
7d
50
80
55
75
30
6d
80
120
75
105
40
5d
Примечания: 1. Рекомендуемые пределы изменения осевых зазоров составляют ±30% от указанных в таблице.
2. lmax – максимальное расстояние между разнесенными подшипниками.
3. Разность температур вала и корпуса 10…20 ºС.
Таблица 2.7.
Осевой зазор, мкм, для регулируемых конических радиально-упорных роликоподшипников.
Диаметр вала, мм |
Угол конуса α, град |
lmax |
|||
10-16 |
25 и более |
||||
Свыше |
До |
Подшипники сдвоены |
Подшипники раздвоены |
Подшипники сдвоены |
|
— |
30 |
30 |
55 |
— |
14d |
30 |
50 |
55 |
75 |
30 |
12d |
50 |
80 |
75 |
115 |
40 |
11d |
80 |
120 |
115 |
160 |
55 |
10d |
Примечания: 1. Рекомендуемые пределы изменения осевых зазоров составляют ±30% от указанных в таблице.
2. lmax – максимальное расстояние между разнесенными подшипниками.
3. Разность температур вала и корпуса 10…20 ºС.
Для
упорных подшипников используют преднатяг
при
,
где
- предельная частота вращения подшипника
по каталогу.