1.6. Стандартизация методик расчета и выбора посадок в сопряжении "кольцо подшипника-деталь"

Подшипники качения (ПК) изготовляются на специальных заводах и поступают на сборку отдельной сборочной единицей. При одинаковой грузоподъемности с подшипниками скольжения они имеют ряд преимуществ: меньшие осевые размеры; небольшое трение в момент пуска; удобство обслуживания; малую стоимость и большую степень взаимозаменяемости [28].

В ПК различают взаимозаменяемость внутреннюю и наружную.

Внутренняя – взаимозаменяемость тел качения и колец по дорожкам качения_; обеспечивается на заводе-изготовителе.

Внешняя – взаимозаменяемость ПК по присоединительным поверхностям: по посадочным поверхностям D и d, соответственно наружного и внутреннего колец, и по ширине колец.

Надежность и долговечность работы подшипникового узла зависят от правильного выбора посадок в сопряжении "кольцо подшипника-деталь" и качества монтажа подшипника.

При выборе посадок прежде всего необходимо определить вид нагружения колец. Различают виды нагружения колец:

циркуляционное – вся поверхность дорожки качения нагружается равномерно;

местное – нагружению подвергается малая часть дорожки качения кольца;

колебательное – поверхность беговой дорожки кольца воспринимает равнодействующую двух сил, действующих на ПК, постоянной по направлению и вращающейся.

С учетом вида нагружения кольца по ГОСТ 3325–85 выбираем посадку в сопряжении "кольцо подшипника-деталь".

На качество монтажа ПК на вал и в корпус влияют размеры колец и величина их деформации. Поэтому перед применением подшипника нужно проверить действительные посадочные размеры его колец и степень их деформации. Проверка заключается в сопоставлении отклонений действительных единичных диаметров внутреннего и наружного колец с допустимыми отклонениями соответственно Δ_ds и Δ_Ds, а отклонений действительных средних диаметров колец с допустимыми отклонениями – Δ_dmp и Δ_Dmp.

1. При измерении посадочных размеров колец подшипника качения 5–1032907 установлено: d_нб = 34,998 мм; d_нм = 34,995 мм; D_нб = 54,996 мм; D_нм = 54,993 мм.. Определить годность колец подшипника.

1.1. Расшифровываем условное обозначение (номер) подшипника качения [6], [29]. Порядок счета цифр и значение мест в условном обозначении по ГОСТ 3189–75.

1.1.1. По ГОСТ 3189–75 устанавливаем тип и конструктивную разновидность подшипника: 32000 – радиальный роликовый с короткими цилиндрическими роликами однорядный без бортов на внутреннем кольце. Изготовлен по ГОСТ 8328–75.

1.1.2. Монтажные размеры подшипника (ГОСТ 8328–75): d = 35 мм; D = 55 мм; B = 10 мм.

1.1.3. Окончательно устанавливаем значение цифр в условном обозначении (номере) подшипника качения (ГОСТ 3189–89):

«5» – дополнительная маркировка: класс точности подшипника – пятый;

«1032907» – основная маркировка, счет цифр справа налево:

«7» и «0» – первое и второе места – обозначение посадочного размера внутреннего кольца – d = 35 мм;

«9» и «1» – третье и седьмое места – серия подшипника соответственно по диаметру и ширине – «сверхлегкая нормальная»;

«2» – четвертое место – тип подшипника – «роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами»;

«3» и «0» – пятое и шестое места – конструктивная особенность подшипника – «без бортов на внутреннем кольце».

1.2. Определяем годность колец подшипника качения.

1.2.1. Выписываем предельные Δ_dmp(Δ_Dmp) и Δ_ds(Δ_Ds) отклонения посадочных размеров колец подшипника качения [прил. 20 (ГОСТ 520–89)]:

Внутреннее кольцо Δ_dmp: ES = 0; EI = –8 мкм;

Δ_ds: ES = 0; EI = –8 мкм;

Наружное кольцо Δ_Dmp: es = 0; ei = –9 мкм;

Δ_Ds: es = 0; ei = –9 мкм.

2. Строим схемы расположения полей допусков по отклонениям (черт. 11).

Черт. 11. К определению годности колец подшипников качения: Е_ср (е_ср) – отклонение действительного среднего размера кольца; ЕS_д, EJ_д (es_д, ei_д) – отклонения действительных единичных размеров колец соответственно внутреннего и наружного.

1.2.3. Находим отклонения действительных размеров колец подшипника качения.

Внутреннее кольцо: ES_д = d_нб – d = 34,998 – 35 = –0.002 (мм);

EI_д = d_нм – d = 34,995 – 35 = –0,005 (мм);

(мм).

Наружное кольцо: es_д = D_нб – D = 54,996 – 55 = –0,004 (мм);

еi_д = D_нм – D = 54,993 – 55 = –0,007 (мм);

(мм).

1.2.4. Размечаем отклонения действительных размеров колец подшипника качения на схемах расположения полей допусков (черт. 11): отклонения граничные ES_д, EI_д (es_д, ei_д) на поле Δ_ds (Δ_Ds); отклонения средние E_ср (e_ср) – на поле Δ_dmp (Δ_Dmp). Обнаруживаем, что указанные отклонения лежат в пределах полей допусков – кольца годные. Оформляем отчет.

2. Подшипник качения А160–7000105 нагружен радиальными силами: – постоянная по направлению, – вращающаяся, > . Вращается внутреннее кольцо; режим работы – нормальный. Назначить посадки в сопряжении «кольцо подшипника – деталь», выполнить чертежи деталировочные (вала и корпуса) и сборочный (подшипниковый узел).

2.1. Расшифровываем условное обозначение (номер) подшипника качения.

2.1.1. Конструктивная разновидность подшипника (ГОСТ 3395–89) – радиальный шариковый однорядный, изготовлен в соответствии с ГОСТ 8338–75.

2.1.2. Монтажные размеры подшипника: d = 25 мм; D = 47 мм; B = 8 мм.

2.1.3. Окончательно устанавливаем значение цифр в условном обозначении (номере) подшипника качения (ГОСТ 3189–89):

«А160» – дополнительная маркировка:

«0» – класс точности подшипника – нулевой;

«6» – группа радиального зазора (ГОСТ 24810–81);

«1» – момент трения по первому ряду;

«А» – категория подшипника;

«7000105» – основная маркировка, счет цифр справа налево:

«5» и «0» – первое и второе места – обозначение посадочного размера внутреннего кольца – d = 25 мм;

«1» и «7» – третье и седьмое места – серия подшипника соответственно по диаметру и ширине – «особолегкая узкая»;

«0» – четвертое место – тип подшипника – «шариковый радиальный однорядный»;

«0» и «0» – пятое и шестое места – конструктивные особенности – отсутствуют.

2.2. Определяем вид нагружения колец подшипника качения [прил. 21, табл.1 (табл. 8 ГОСТ 3325–85)]:

нагружение внутреннего кольца – циркуляционное;

нагружение наружного кольца – колебательное.

2.3. Назначаем посадку в сопряжении «кольцо подшипника-деталь» [прил. 21, табл. 2 (ГОСТ 3325–85)]:

внутреннее кольцо – вал – Ø25 ;

наружное кольцо – корпус – Ø47 .

2.4. Выписываем отклонения посадочных размеров вала и корпуса (ГОСТ 25347–82) и колец подшипника качения (ГОСТ 520–89).

Вал Ø25 k6: es = +15 мкм; ei = +2 мкм.

Корпус Ø47 JS7: ES = +12 мкм; EI = –12 мкм.

Внутреннее кольцо, отклонения Δd_mp: ES = 0; EI = –10 мкм.

Наружное кольцо, отклонения ΔD_mp: es = 0; ei = –11 мкм.

2.5. Строим схему расположения полей допусков деталей сопряжения «кольцо подшипника – деталь» (черт. 12).

Черт.12. Схема расположения полей допусков деталей сопряжения "кольцо подшипника – деталь": а – внутреннее кольцо-вал; б – наружное кольцо-корпус

2.6. Устанавливаем высоту неровностей профиля посадочных поверхностей вала и корпуса (ГОСТ 3325–85, табл. 3):

вал – Ø25 k6: R_a = 1,25 мкм;

корпус – Ø47 JS7: R_a = 1,25 мкм;

опорные торцы заплечиков вала и корпуса – R_a = 2,5 мкм [прил. 22].

2.7. Определяем погрешности формы и расположения поверхностей вала и корпуса [прил. 22 (ГОСТ 3325–85)].

Вал Ø25 k6:

допуск круглости – 3,5 мкм;

допуск профиля продольного сечения – 3,5 мкм;

допуск торцевого биения заплечиков – 21 мкм.

Корпус Ø47 JS7:

допуск круглости – 6,0 мкм;

допуск профиля продольного сечения – 6,0 мкм;

допуск торцевого биения заплечиков – 39 мкм.

2.8. Выполняем чертежи деталировочные (вала и корпуса) и сборочный (подшипниковый узел)^. Оформляем отчет.

Задание 7. Определить годность колец подшипника качения (табл. 14). Назначить посадки в сопряжении «кольцо подшипника-деталь», выполнить чертежи деталировочные (вал, корпус) и сборочный (подшипниковый узел): (табл. 15).

Черт.13. Нормирование точности изготовления деталей, сопрягаемых с подшипниками качения.

Таблица 14

Задание 7

Вариант	Номер подшипника	Диаметр, мм		Действительные размеры, мм
		Внутренний, d	Наружный, D	dнб	dнм	Dнб	Dнм
0	201	12	32	11,999	11,995	31,995	31,987
1	205	25	52	24,998	24,995	51,992	51,985
2	209	45	85	44,995	44,990	84,994	84,988
3	213	65	120	64,996	64,988	119,993	119,984
4	300	10	35	9,998	9,995	34,997	34,994
5	302	15	42	14,997	14,993	41,995	41,988
6	306	30	72	29,995	29,992	71,995	71,989
7	310	50	110	49,994	49,990	109,996	109,984
8	406	30	90	29,998	29,991	89,995	89,990
9	114	70	110	69,993	69,986	109,998	109,990

Таблица 15