Классы точности подшипников качения

ГОСТ 520-2002 «Подшипники качения. Общие технические условия» устанавливает следующие классы точности подшипников качения: нормальный, 6, 5, 4, Т, 2. Установлены дополнительные классы точности (7, 8) для применения по заказу потребителей в неответственных узлах. Нормальный класс точности для шариковых и роликовых радиальных и шариковых радиально-упорных подшипников обозначается «0», для роликовых конических подшипников – «N».

Классы точности подшипников характеризуются значениями предельных отклонений размеров, формы, расположения и шероховатости поверхностей подшипников. Числовые значения данных параметров определяются номинальными размерами и классом точности подшипника.

Схемы установки подшипниковых опор

Различают две принципиальные схемы установки опор – с одной фиксированной опорой и другой «плавающей» (схема Ф, рисунок 4) и с подпертыми опорами «враспор» или «врастяжку» (схема Р, рисунок 4), каждая – с двумя вариантами крепления колец подшипников.

Рисунок 4 – Примеры конструкции опор с различными схемами установки

В схеме Ф осевые нагрузки воспринимает фиксированная опора А; наличие плавающей опоры необходимо для компенсации неточности продольных размеров и деформаций.

Фиксированной обычно назначают ту опору, которая ближе к функциональному элементу, требующему точного осевого расположения, или же из соображений прочности опор (осевая нагрузка добавляется туда, где радиальная меньше, если это не противоречит принятой схеме или условиям сборки).

В схеме Р опоры имеют одинаковую осевую фиксацию колец. Осевую нагрузку воспринимает та из них, в сторону которой эта нагрузка направлена, при переменной по направлению нагрузке – обе опоры. Конструктивно вариант Р проще, чем вариант Ф. Неточности продольных размеров и деформации требуют осевого компенсационного зазора или регулировки полученного зазора. Для радиально-упорных подшипников схема Р – единственно возможная.

Проектировочный расчет подшипниковых опор

Выбор серии связан с требуемой статической грузоподъемностью или долговечностью и заданными или считающимися рациональными диаметрами вала и отверстия. В первую очередь следует анализировать возможность применения подшипников легких серий, и только при установлении их непригодности (недостаточной прочности или долговечности) переходить к подшипникам более тяжелых серий.

Класс точности подшипника выбирается в зависимости от наличия дополнительных требований к точности вращения вала. В силовых механизмах общего назначения – зубчатых, фрикционных или других передачах, в мальтийских и кулачковых механизмах – обычно бывает достаточным класс точности 0.

Подбор радиальных подшипников шариковых и с цилиндрическими роликами при действии на них только радиальных нагрузок ведут в таком порядке:

а) выполняют эскизную компоновку узла и приближенно намечают расстояние между подшипниками;

б) определяют реакции опор;

в) определяют эквивалентные нагрузки подшипников;

г) задавшись долговечностью наиболее нагруженного подшипника, вычисляют требуемую динамическую грузоподъемность ;

д) находят его динамическую грузоподъемность и проверяют выполнение условия:

,

где – значение динамической грузоподъемности по каталогу.

Если это условие не выполнено, то переходят от легкой серии к средней или тяжелой (при том же диаметре цапфы d).

Если подшипник по своим габаритам применить в данном узле нет возможности, то следует перейти к другому типу подшипника, например, от шариковых к роликовым или к другой схеме расположения их на валу. В некоторых случаях может оказаться, что все эти меры не дадут желаемого эффекта, тогда следует увеличить диаметр посадочного места и проверить подшипник большего номера.

Выбор радиально-упорных шариковых и конических роликовых подшипников ведут в другой последовательности:

а) учитывая условия эксплуатации, конструкцию узла, диаметр цапфы, намечают типоразмер подшипника;

б) выполняют эскизную компоновку узла, определяют точки приложения радиальных реакций (размер а, который зависит от e);

в) определяют суммарные реакции опор;

г) вычисляют эквивалентные нагрузки подшипников (коэффициенты X и Y зависят от величины e, для нахождения которой необходимо знать типоразмер подшипника);

д) по таблицам приложения или по каталогу определяют динамическую грузоподъемность намеченного подшипника;

е) по эквивалентной нагрузке и динамической грузоподъемности вычисляют теоретическую долговечность подшипника, которая не должна быть меньше требуемой. Если это условие не обеспечивается, то выбирают подшипники других серий и типов, увеличивают диаметр цапфы вала.

Если предварительный расчет показал, что коэффициент запаса по долговечности не более 1,1, то необходимо заменить выбранный подшипник более долговечным (прочным), либо привести для обоснования выбора расчет на статическую грузоподъемность.