Поля допусков подшипников качения

Основные отклонения посадочных мест колец подшипника обозначаются латинской буквой L для диаметра отверстия и буквой 1 – для наружного диаметра. Поле допуска образуется основным отклонением и рядом точности, который характеризует допуск на размер.

Таким образом, для диаметра отверстия подшипника (внутреннего кольца подшипника) установлены поля допусков L0, L6, L5, L4, L2.

Для диаметра вала (наружного кольца подшипника) установлены поля допусков 10, 16, 15, 14, 12.

Рис. 6.1. Поля допусков подшипников качения

Поскольку, приобретая подшипник качения, потребитель покупает готовые отверстие и вал (при использовании подшипника его поверхность не надо обрабатывать), то посадки должны образовываться в соответствующих системах. Наружное кольцо подшипника должно сопрягаться с отверстием в корпусе в системе вала, а внутреннее кольцо подшипника должно сопрягаться с поверхностью вала в системе отверстия.

Требуемые посадки в соединении подшипника качения получают за счет изменения диаметра вала d и отверстия D в корпусе. Для соединения подшипника с валом и корпусом применяют посадки с зазорами и натягами. Если вал вращается, то его соединяют с внутренним кольцом по посадке с натягом, наружное кольцо при этом соединяют с корпусом по посадке с зазором. И, наоборот, если корпус вращается, то его соединяют с наружным кольцом по посадке с натягом, а внутреннее кольцо с валом – по посадке с зазором. Иначе говоря, для вращающегося в процессе работы кольца подшипника применяют посадку с натягом, а для не вращающегося кольца посадку с зазором. Соблюдение этого общего правила необходимо, во-первых, для предотвращения заклинивания шариков при осевых деформациях валов (кольцо, посаженное по посадке с, получит возможность смещаться в направлении деформации вала) и, во-вторых, для обеспечения равномерности износа дорожек качения колец, так как кольцо, соединенное с не вращающейся деталью по посадке с зазором, получит возможность поворачиваться, и под место приложения силы будут попадать все новые участки дорожки качения кольца.

Расположение поля допуска для диаметра отверстия внутреннего кольца отличается от расположения поля допуска для основного отверстия с ЕСДП.

Поле допуска диаметра наружного кольца D расположено, как и поле допуска основного вала в ЕСДП.

Поле допуска для внутреннего кольца подшипника d расположено в минус от номинального размера, т.е. «из тела» материала. В ЕСДП у основного отверстия и основного вала поля допусков расположены «в тело материала».

Принятое расположение полей допусков посадочных поверхностей подшипников связано с несколькими причинами.

Одна из причин такого решения связана со стремлением обеспечить определенные удобства для процесса изготовления подшипников. Значение наружного размера подшипника, которое равно номинальному и соответствует максимуму материала, является первым в процессе обработки. Это уменьшает риск получения бракованных колец при изготовлении.

Расположение поля допуска посадочного отверстия в минус от номинального размера вызвано тем, что поля допусков валов для соединения с отверстием подшипника выбирают из числа полей допусков ЕСДП.

Поскольку кольца подшипников качения являются легко деформируемыми деталями, то требуют при установке применения малых натягов, чтобы избежать заклинивания тел качения между кольцами или даже разрушения колец при сборке. Для получения неподвижных соединений применяют переходные посадки, обеспечивающие легкий монтаж и демонтаж, необходимый для осмотра, промывки или замены подшипника. Однако обычные переходные посадки в соединений внутреннего кольца с валом не обеспечивают требуемой неподвижности, поскольку при назначении переходных посадок можно получить небольшие натяги, но, при этом, с той же вероятностью, можно получить и посадку с зазором. (Вспомните, что переходная посадка характеризуется наличием наибольшего натяга и наибольшего зазора).

Подвижность соединения может привести к проворачиванию (вывальцовыванию) вала во внутреннем кольце, особенно при больших радиальных нагрузках. Применять шпонки в этом случае нельзя, так как кольца достаточно тонкие, поэтому в них недопустимо фрезеровать шпоночные канавки.

Вводить новые посадки с уменьшенными натягами экономически нецелесообразно. Поэтому было принято поле допуска на диаметр отверстия внутреннего кольца Т подшипника располагать не вверх от нулевой линии, а вниз. Этим гарантируется получение небольших натягов в соединениях внутреннего кольца с валами из числа m, n и k, достаточных для предотвращения проворачивания вала во внутреннем кольце подшипника.

Таким образом, при сопряжении валов с отверстием, у которого поле допуска расположено в минус от номинального размера, а не в плюс, часть полей допусков валов, которые в системе ЕСДП использовались для получения посадок с небольшим зазором, будут образовывать с отверстием подшипника посадки с небольшими натягами или зазорами. В это же время поля допусков, обычно используемые для переходных посадок, будут с кольцами подшипников образовывать посадки с небольшим натягом.

Многие потребители подшипников часто и не представляют себе, что при обозначении на чертеже посадки по внутреннему кольцу подшипника с гарантированным зазором в действительности имеют переходную посадку, а при назначении переходной посадки в действительности имеют посадку с небольшим гарантированным натягом.

Величина допуска на диаметр отверстия внутреннего кольца подшипников классов 0–го и 6–го для диаметров до 400 мм соответствует примерно величине допуска отверстия 6–го квалитета точности.

Значение допуска для подшипников 0–го и 6–го классов для диаметров до 150 мм соответствует примерно значению допуска для вала 5–го квалитета СТ СЭВ.

Шероховатость посадочных поверхностей колец подшипников всех классов точности от 0 до 2–го достаточно малая. В связи с этим высокие требования следует предъявлять и к шероховатости поверхностей валов и отверстий, предназначаемых для посадки на них колец подшипников. Так, шероховатость поверхностей валов и отверстий в корпусах должна находиться в пределах от Ra=2,5 до Ra=1,25 мкм для посадки подшипников нулевого класса и в пределах от Ra=1,25 до Ra=0,32 мкм и менее для посадки подшипников 6, 5 и 4–го классов.