Система допусков и посадок подшипников качения метрология
Добавил пользователь Дмитрий К. Обновлено: 19.09.2024
Подшипники качения являются наиболее распространенными изделиями массового производства.
Точность подшипников регламентирована стандартами ГОСТ 520-89 и ГОСТ 3325-85. Установлены следующие классы точности:
Точность подшипников качения влияет на допуски по наружному и внутреннему кольцам, предельные отклонения монтажной высоты, радиальное биение дорожки качения и биение наружной цилиндрической поверхности относительно базового торца.
Класс точности записывают перед условным обозначением подшипника, например:
Поле допуска на изготовление колец образуется сочетанием букв L или l c цифровым индексом класса точности:
L0; L6; L5; L4; L2 – поля допусков на изготовление внутреннего кольца;
l0; l6; l5; l4; l2– поля допусков на изготовление наружного кольца.
Поля допусков посадочных мест – вала и корпуса – принимаются по ЕСДП СЭВ с учетом рекомендаций ГОСТ 3325-85.
Посадки по наружному кольцу выполнены в системе основного вала, т.е. диаметр наружного кольца принят за диаметр основного вала. В каждом классе точности подшипника предусмотрены наборы рекомендуемых по ГОСТ 3325-85 полей допусков корпуса.
Посадки по внутреннему кольцу выполнены в системе основного отверстия. Поле допуска внутреннего кольца расположено в минус от номинального размера. Это вызвано необходимостью получения посадок с гарантированным натягом, который не вызывает чрезмерных деформаций тонкостенных колец. При перевернутом расположении поля допуска отверстия внутреннего кольца требуемые посадки с натягом по внутреннему кольцу достигаются за счет использования стандартных полей допуска вала переходных посадок.
При выборе посадок подшипников качения рекомендуется учитывать следующее:
· тип и класс точности подшипника;
· значение, направление и характер силы, действующей на подшипник;
· жесткость вала и корпуса;
· влияние реальных температур на эксплутационные зазоры или натяги в соединениях: наружное кольцо – корпус, а внутреннее кольцо – вал;
· способ применения подшипника (с затяжкой или без затяжки);
· удобство монтажа и демонтажа соединения;
· вид нагружения беговых дорожек колец подшипника качения: местное, циркуляционное, колебательное [1], (ГОСТ 3325-85).
На сборочных чертежах посадка подшипника качения обозначается дробью, как и для гладких соединений, например: в корпус и т.д., на вал и т.д. Рекомендуемые посадки подшипников качения можно выбрать из таблиц ГОСТ 3325-85.
Качество и долговечность работы подшипников качения во многом зависит не только от точности размера в корпусе и на валу, но также от точности формы и расположения посадочных мест. Поэтому при оформлении чертежей посадочных мест подшипников качения необходимо регламентировать допуск размера, формы, расположения и параметры шероховатости обработанной поверхности (например, рис. Б2 прил. Б).
2.2 Пример выполнения задания на тему «Допуски и посадки
Выбор задания. Из табл. А11 прил. А выбираем исходные данные:
интенсивность радиальной нагрузки PR = 1200 Н/мм;
класс точности подшипника – 6;
виды нагружения колец подшипника:
внутреннего кольца – местное;
наружного кольца – циркуляционное;
режим работы: легкий или нормальный.
Порядок выполнения задания. По условному обозначению подшипника 7000114 определяем его основные размеры [12, c. 191; 9; 31] из табл. А13 прил. А:
D = 110 мм – наружный диаметр;
d = 70 мм – внутренний диаметр;
b = 13 мм – ширина кольца.
В зависимости от размера и класса точности находим предельные отклонения на изготовление колец подшипника [12, c. 60; 9, c. 159]:
для наружного кольца при D = 110 мм, es = 0; ei = –13 мкм;
для внутреннего кольца при d = 70 мм; ES = 0; EI = –12 мкм.
Строим схему расположения полей допуска для наружного и внутреннего колец подшипника (рис. 2.1).
Выбираем посадки подшипника качения в зависимости от вида нагружения. При местном нагружении колец выбираем посадку в табл. А14 прил. А в зависимости от режима работы и конкретного назначения узла подшипника. В нашем примере (при легком или нормальном режиме работы для роликов ленточных транспортеров) принимаем посадку на вал с полем допуска g6. При циркуляционном нагружении колец посадку следует выбирать по табл. А15 прил. А в зависимости от интенсивности нагружения посадочных мест P R и диаметра кольца.
В нашем примере при D = 110 мм и P R = 1200 Н/мм принимаем посадку на корпус с полем N7.
Рисунок 2.1 – Схема расположения полей допуска для наружного
и внутреннего колец подшипника
Определяем предельные отклонения размеров вала и корпуса [19]:
для вала Æ70g6
es = –10 мкм; ei = –29 мкм;
для корпуса Æ110N7
ES = –10 мкм; EI = –45 мкм.
Шероховатость поверхности посадочных мест назначаем по табл. А27 прил. А в зависимости от номинальных диаметров и класса точности подшипника.
В нашем примере:
для вала для корпуса
цилиндрическая поверхность цилиндрическая поверхность
Ra не более 0,63 мкм; Ra не более 1,25 мкм;
поверхность торцов запле- поверхность торцов запле-
чиков Ra не более 1,25 мкм чиков Ra не более 2,5 мкм.
Назначаем допускаемые отклонения формы поверхности посадочных мест на валу и в корпусе. В нашем примере по [24, c. 11] или по табл. А36 прил. А:
для вала для корпуса
отклонения от круглости отклонения от круглости
отклонения профиля про- отклонения профиля про-
дольного сечения 9 мкм; дольного сечения 9 мкм.
На чертеже полученные результаты указываем условным обозначением знаком и отклонения продольного сечения. Определяем допускаемое торцовое биение Δ заплечиков вала и корпуса в зависимости от диаметра колец и класса точности подшипника в работе [23, c. 13, 14] или по табл. А37 прил. А.
В нашем примере:
для вала Δ = 19 мкм; для корпуса Δ = 35 мкм.
Эскизы посадочных мест вала, корпуса и узла выполняем в соответствии с требованием стандартов (см. рис. Б2 прил. Б).
При оформлении эскизов следует учесть, что на сборочных чертежах подшипников качения посадку обозначают дробью, так же как и для гладких соединений.
В нашем примере:
для вала Æ70 ; для корпуса Æ110 .
Выполним анализ посадок подшипников качения в корпус и на вал. Схема расположения полей допусков посадок Æ70 и Æ110 приведена на рис. 2.2.
Посадка в корпус спроектирована в системе основного вала (наружного кольца) с полем допуска l6. Требуемые зазоры (натяги) при сборке достигаются за счет изменения предельных отклонений отверстия корпуса (в нашем случае поле допуска N7). Поля допусков l6 наружного кольца и N7 отверстия корпуса на схеме взаимно перекрываются, т.е. при сборке возможно получение как и зазора, так и натяга. Это случай переходной посадки, и показателями переходной посадки являются наибольшие зазор и натяг. При изготовлении и сборке деталей в серийном, крупносерийном и массовом производстве наиболее вероятными могут быть средний зазор или натяг (S m или N m).
посадка в корпус посадка на вал
Рисунок 2.2 – Схема расположения полей допусков колец подшипника, отверстия корпуса и вала (посадки Æ110 и Æ70 ).
Предельный зазор (натяг) в переходной посадке можно рассчитать по формулам (1.10) и (1.15); средний зазор (натяг) – по формулам (1.23)–(1.24).
В нашем примере – формулы (1.10), (1.15), (1.19), (1.20):
Nmax = es – EI = 0 – (–45) = 45 мкм;
Smax = ES – ei = [(–10) – (–15) = 5 мкм;
= 0,5·[–10 + (–45)] = 0,5·(–55) = –27,5 мкм;
= 0,5·[0 + (–15)] = 0,5·(–15) = –7,5 мкм,
где – координата середины поля допуска отверстия корпуса ( – формула (1.19)),
– координата середины поля допуска наружного кольца ( – формула (1.20)).
Покажем расчетные параметры Nmax, Smax, и на схеме (рис. 2.2). Координаты середин полей допуска наружного кольца и корпуса определяют размер средних диаметров d m и D m. Из схемы следует, что ( > ), т.е. при сборке наружного кольца с d m и отверстия корпуса с D m будет иметь место посадка со средним натягом N m, значение которого можно определить по формуле (1.24):
В нашем примере:
N m = –7,5 – (–27,5) = 20 мкм.
В нашем случае поле допуска g6 вала в сочетании с повернутым полем допуска L6 внутреннего кольца образует на стадии проектирования переходную посадку Æ70 (рис. 2.2). Эту посадку также как в предыдущем примере можно количественно оценить с помощью Nmax, Smaxи S m или N m.
Рассчитаем значения Nmax, Smaxи S m, N m по формулам (1.10), (1.15), (1.19) и (1.20):
Nmax = es – EI = –10 – (–12) = 2 мкм;
Smax= ES – ei = 0 – (–29) = 29 мкм;
= 0,5·[0 + (–12)] = 0,5·(–12) = –6 мкм;
= 0,5·[(–10) + (–29)] = 0,5·(–39) = –19,5 мкм,
где – координата середины поля отверстия внутреннего кольца (см. – формула (1.19));
– координата середины поля вала (формула (1.20)).
Расчеты показывают, что средний диаметр d m вала меньше среднего D m диаметра внутреннего кольца (отверстия), т.е. > . Таким образом, при сборке внутреннего кольца и вала, имеющих средние (вероятностные) диаметры, будет иметь место посадка с зазором S m – формула (1.23):
В нашем примере:
S m = –6 – (–19,5) = – 6 + 19,5 = 13,5мкм.
Вопросы для самоконтроля:
1. Какие классы точности установлены для подшипников качения?
2. На точность каких конструктивных параметров деталей подшипника влияет класс точности подшипника?
3. Как обозначается поле допуска наружного и внутреннего колец?
4. В каких системах выполнены посадки по наружному и внутреннему кольцу и почему?
5. Как записывается посадка при установке подшипника качения в корпус и на вал? Приведите примеры.
6. Какие факторы влияют на выбор посадок подшипников качения в корпус и на вал?
7. Основные требования к точности посадочных мест подшипников качения в корпусе и на валу.
8. Постройте схему расположения полей допусков посадок и покажите на ней предельные зазоры (натяги), а также средний зазор (натяг).
Читайте также: