Посадка под подшипник: Допуски и посадки подшипников

Допуски и посадки подшипников

Современные принципы производства и обслуживания техники предполагают взаимозаменяемость отдельных деталей и частей в узлах. Это положение напрямую касается и таких сложных изделий, как подшипники. Для достижения взаимозаменяемости деталей государственными стандартами введена единая система допусков и посадок (ЕСДП), которая обеспечивает возможность использования элементов одного вида вместо других.

ЕСДП представляет собой ряд значений, определенных на основе экспериментальных исследований и практического опыта проектирования и производства изделий. Действие указанной системы распространяется на соединения гладких деталей и узлов цилиндрической и конической формы, к которым относятся и подшипники качения. Стандартизация размеров данных узлов производится по присоединительным поверхностям.

Подшипники сопрягаются с деталями механизма по внутренней и наружной обойме. При этом поля допуска конструктивного узла признаются неизменными. Стандартизация посадок изделий такого рода сводится к определению максимально допустимых отклонений валов и отверстий корпуса от номинальных значений. Величина их определяется в соответствии с ГОСТ 520-89, который устанавливает технические характеристики и класс точности изготовления подшипников.

Для монтажа подшипника на вал и в корпус используют систему посадок приведённую ниже:

Чаще всего применяются:

• посадки на вал: g6, h6, j6, k6, m6, n6, p6, r6, в случае более высоких требований к точности вращения – h5, j5, k5, m5;
• посадки в корпус: G7, H8, H7, J7, K7, M7, N7, P7, а при высоких требованиях к точности вращения: J6, K6, M6, N6, P6.

В случае применения подшипников разных классов точности применяют следующие квалитеты отверстий:

• точность подшипника – 0 и 6-7 квалитет отверстия;
• точность подшипника – 5 и 4-6 квалитет отверстия;
• точность подшипника – 2-5 квалитет отверстия.

Основные требования к конструкционным узлам и сопрягаемым поверхностям:

В процессе производства деталей неизбежны отклонения от номинального размера в ту или иную сторону. В соответствии с требованиями стандарта устанавливается класс точности подшипника. ГОСТ 332-85 вводит систему обозначений для полей допусков в зависимости от размеров наружных и внутренних обойм и максимальных отклонений. 

Значения для приведенных выше величин определяются по специальным таблицам, приведенным в ГОСТ. Для установки подшипников в отверстие корпуса или на вал этим же стандартом устанавливаются допустимые посадки, которые зависят от диаметра и класса точности подшипника.

В целях достижения высокого качества конструкционных узлов строго регламентируются допустимые отклонения от идеального пространственного тела вращения цилиндра и конуса. Эллипсоидная форма колец подшипника устраняется при монтаже изделий с натягом, наличие отклонений от идеальной формы вынудило разработчиков ввести понятия среднего и номинального диаметров изделия.

Понятие о квалитете

Детали узла, в которых используются подшипники, корпуса и валы оказывают влияние друг на друга. Важно максимально точно подобрать изделие с учетом класса точности и полей допусков. Для этого были разработаны понятия о квалитете подшипников и других частей рассматриваемой системы.

В особо ответственных сопряжениях, например, между деталями кривошипно-шатунного механизма двигателя внутреннего сгорания используется пятый или шестой квалитет. Более высокие значения этого параметра допускаются для системы вал-подшипник-корпус в коробках передач. В подобных соединениях используется седьмой и восьмой квалитет при подборе деталей по классу точности и чистоте обработки поверхностей.

Единая система допусков и посадок, введенная в нашей стране для таких конструкционных узлов, как подшипники позволяет добиться их максимальной взаимозаменяемости. Это обстоятельство делает возможным проведение ремонтных работ с заменой изношенных изделий и восстановления работоспособности механизма или узла. Допуски и посадки подшипников учитываются в процессе проектирования и опытно-конструкторских работ.

Сотрудники ООО «2РС» готовы оказать помощь клиентам в вопросах подбора необходимых изделий и узлов. Персонал компании обладает достаточной квалификацией в указанной сфере и имеет профильное образование. Обращение к нам гарантирует правильность подбора подшипников и других комплектующих.
Так же вопросы о товарах или услугах ООО «2РС» можете присылать на почту [email protected]. 

Посадки подшипников

Посадки

Важность правильной посадки

        Если подшипник качения с внутренним кольцом посажен на вал только с натягом, может возникнуть опасное кольцевое скольжение между внутренним кольцом и валом.

        Это скольжение внутреннего кольца, которое называется «проскальзыванием», приводит к кольцевому сдвигу кольца относительно вала, если посадка с натягом недостаточно тугая.

        Когда возникает проскальзывание, подогнанные поверхности становятся шероховатыми, вызывая износ и значительное повреждение вала.

        Ненормальный нагрев и вибрация могут также возникнуть из-за абразивных металлических частиц, проникающих внутрь подшипника.

    Важно предотвратить проскальзывание, надёжно закрепив с достаточным натягом то кольцо, которое вращается, либо к валу, либо в корпусе.

Проскальзывание не всегда можно устранить посредством осевого затягивания через наружную поверхность кольца подшипника.

Однако, как правило, нет необходимости обеспечивать натяг колец, подвергающихся только статическим нагрузкам.

Посадка иногда делается без какого-либо натяга как внутреннего, так и наружного кольца, чтобы приспособиться к определённым рабочим условиям, либо чтобы способствовать установке и разборке.

В этом случае для предотвращения повреждения пригоночных поверхностей вследствие проскальзывания, следует рассмотреть смазывание или другие применимые методы.

Условия нагрузки и посадки

Посадки между радиальными подшипниками и отверстиями корпуса

Условия нагрузки			Примеры	Допуски для отверстий корпусов	Осевое смещение наружного кольца	Примечания
Неразъёмные корпуса	Вращательная нагрузка на наружное кольцо	Большие нагрузки на подшипник в тонкостенном корпусе или тяжёлые ударные нагрузки	Ступицы автомобильных колёс (роликовые подшипники), подъёмный кран, рабочие колёса	Р7	Невозможно	—
		Нормальная или большая нагрузка	Ступицы автомоюильных колёс (шарикоподшипники), вибрационные экраны	N7
		Лёгкие или колеблющиеся нагрузки	Конвейерные ролики, канатные шкивы, натяжные шкивы	М7
	Направление нагрузки не определено	Тяжёлые ударные нагрузки	Тяговые электродвигатели
Неразъёмные или разъёмные корпуса		Нормальные или большие нагрузки	Насосы, коленвалы, коренные подшипники, средние и большие моторы	К7	Обычно невозможно	Если не требуется осевое смещение наружного кольца
		Нормальные или лёгкие нагрузки		JS7 (J7)	Возможно	Осевое смещение наружного кольца необходимо
	Вращательная нагрузка на внутреннее кольцо	Нагрузки всех видов	Общее применение подшипников, железнодорожные осевые буксы	Н7	Легко возможно	—
		Нормальные или высокие нагрузки	Корпусные подшипники	Н8
		Значительный подъём температуры внутреннего кольца в вале	Сушилки для бумаги	G7
Неразъёмные корпуса		Желательно точное функционирование при нормальных или лёгких нагрузках	Задние шарикоподшипники шлифовального шпинделя, шарнирные опоры высокоскоростного центробежного компрессора	JS6 (J6)	Возможно	Для больших нагрузок используетс более плотная посадка, чем К. Когда требуется высокая точность, для посадки следует использовать очень строгие допуски
	Направление нагрузки не определено		Передние шарикоподшипники шлифовального шпинделя, неподвижные подшипники (опоры) высокоскоростного центробежного компрессора	К6	Обычно невозможно
	Вращательная нагрузка на внутренне кольцо	Желательно точное функционирования и высокая жёсткость при колеблющихся нагрузках	Цилиндрические роликовые подшипники для шпинделя металлорежущего станка	M6 или N6	Невозможно
		Требуется минимальный уровень шума	Бытовая техника	Н6	Легко возможно	—

 Примечания к таблице:

1. Настоящая таблица применима к чугунным и стальным корпусам. Для корпусов, сделанных из лёгких сплавов, посадка должна быть плотнее, чем в данной таблице.
2. Не применимо для специальных посадок.

Посадки между радиальными подшипниками и валами

Условия нагрузки		Примеры	Диаметр вала, мм			Допуск вала	Примечания
			Шарикоподшипники	Цилиндрические и конические роликовые подшипники	Сферические роликовые подшипники
РАДИАЛЬНЫЕ ПОДШИПНИКИ С ЦИЛИНДРИЧЕСКИМИ ОТВЕРСТИЯМИ
Вращательная нагрузка на внешнее кольцо	Желательно лёгкое осевое смещение внутреннего кольца на валу	Колёса на статичных осях	Все диаметры валов			g6	Использование g5 и h5 там, где требуется точность. В случае крупных подшипников, можно использовать f6 для лёгкого осевого движения
	Лёгкое осевое смещение внутреннего кольца на валу не требуется	Натяжные шкивы, канатные шкивы				h6
Вращательная нагрузка на внутреннее кольцо или неопределённое направление нагрузки	Лёгкая нагрузка или колеблющаяся нагрузка	Электрические бытовые приборы, насосы, вентиляторы, транспотные средства, прецизионные станки, металлорежущие станки	<18	—	—	js5	—
			18-100	<40	—	js6 (j6)
			100-200	40-140	—	k6
			—	140-200	—	m6
	Нормальные нагрузки	Общее применение подшипников, средние и крупные моторы, турбины, насосы, коренные подшипники двигателя, редукторы, деревообрабатывающие станки	<18	—	—	js5 (j5-6)	k5 и m6 можно использовать для однорядных конических роликовых подшипников и однорядных радиально-упорных подшипников вместо k5 и m5
			18-100	<40	<40	k5-6
			100-140	40-100	40-65	m5-6
			140-200	100-140	65-100	m6
			200-280	140-200	100-140	n6
			—	200-400	140-280	p6
			—	—	280-500	r6
			—	—	свыше 500	r7
	Высокие нагрузки или ударные нагрузки	Железнодорожные осевые втулки, промвшленные транспортные средства, тяговые электродвигатели, сооружения, оборудование, дробильные установки	—	50-140	50-100	n6	Внутренний зазор подшипника должен быть больше, чем CN
			—	140-200	100-140	p6
			—	свыше 200	140-200	r6
			—	—	200-500	r7
Только осевые нагрузки			Все диаметры вала			js6 (j6)	—
РАДИАЛЬНЫЕ ПОДШИПНИКИ С КОНИЧЕСКИМИ ОТВЕРСТИЯМИ И ВТУЛКАМИ
Все виды нагрузок		Общее применение подшипников, железнодорожные буксовые узлы	Все диаметры валов			H9/IT5	IT5 и IT7 означают, что отклонение вала от его истинной геометрической формы, например, круглой или цилиндрической, должно быть в пределах допусков IT5 и IT7 соответственно
		Трансмиссионные валы, шпиндели деревообрабатывающего оборудования				h20/IT7

Примечание: Данная таблица применима только к валам из твёрдой стали.

Как определить посадку вала и корпуса подшипника

Правильная посадка вала и корпуса имеет жизненно важное значение для срока службы ваших подшипников. Существует несколько типов посадки вала и корпуса. Несколько факторов будут определять подходящее решение для вашего приложения. Не бегло просматривайте выбор посадки подшипника. Плохой дизайн или неправильный выбор подгонки настраивают приложение на постоянный сбой.

При неплотной посадке подшипники будут проскальзывать (непреднамеренное перемещение из места установки или внутри него) или повреждаются. Неплотная посадка также может привести к растрескиванию дорожки качения из-за отсутствия поддержки внутреннего или внешнего кольца. При слишком тугой посадке подшипник резко теряет свою эффективность, рабочие температуры повышаются, а окружающий шум увеличивается.

Выбор правильной посадки подшипника сведет к минимуму отказы. Исправление посадки также может быть очень сложным, в зависимости от приложения. Как правило, для доступа к валу и корпусу требуется полная разборка. Решить такую ​​проблему в полевых условиях практически невозможно. Подгонка подшипников не гламурна, но ее правильное выполнение избавит вас от утомительного ремонта.

При выборе посадки на вал и корпус для каждого применения необходимо учитывать множество факторов:

• Вращается ли внутреннее кольцо или нет
• Какой тип нагрузки создается приложением и ее направление
• Отверстие подшипника и наружный диаметр
• Само приложение

Хотя не так часто встречается фактор, подшипник и корпус материалы также имеют значение при определении правильной посадки. Алюминий будет расширяться больше, чем сталь, что потребует различных подгонок, даже если все остальные переменные останутся прежними. Прежде чем начать процесс выбора, мы обсудим общие положения. Давайте взглянем.

Учитывайте тип посадки подшипника

A посадка с зазором или скользящая посадка, всегда оставляйте зазор между отверстием подшипника и валом или наружным кольцом и корпусом. Установка обычно проста из-за дополнительного зазора. Если посадка слишком свободная, вы можете столкнуться с проблемами, когда подшипник может проскальзывать или вращаться либо на валу, либо внутри корпуса, особенно при наличии вибрации. Это вращение будет генерировать тепло и приведет к преждевременному выходу подшипника из строя.

Посадка с натягом полностью противоположна посадке с зазором. В этой посадке, часто называемой запрессовкой, возникает натяг между кольцом подшипника и его сопрягаемой частью. Отверстие подшипника меньше диаметра вала или наружного диаметра подшипника. больше, чем отверстие вашего корпуса. Это вмешательство затруднит сборку деталей, и, как правило, потребуется их запрессовка на место или использование тепловой посадки для облегчения сборки.

Как следует из названия, переходная посадка находится где-то между двумя описанными выше. В зависимости от фактических размеров отверстия и вала подшипника или наружного кольца и корпуса может иметь место посадка с зазором или с натягом. Результирующая посадка будет зависеть от допусков двух точек контакта – либо отверстия подшипника и вала, либо корпуса и наружного диаметра подшипника.

Одинаковая посадка вала и корпуса будет необычной. Одна посадка требует посадки с зазором, другая, как правило, вращающееся кольцо, требует посадки с натягом. Вращающееся кольцо требует такой посадки с натягом, потому что при приложении нагрузки к более слабой посадке может произойти проскальзывание и потеря эффективности, а в конечном итоге повреждение поверхности или фреттинг-коррозия. Часто применение вибраций или встряхивателей отличается от описанного выше. Неправильная посадка может привести к преждевременному выходу подшипника из строя.

Этапы определения посадки на вал

Большинство общих применений включают вращение внутреннего кольца и постоянную радиальную нагрузку. В этих условиях мы рекомендуем посадку с натягом между валом и отверстием подшипника. Уровень помех будет увеличиваться при более тяжелых нагрузках. Когда вал находится в стационарном состоянии и радиальная нагрузка постоянна, возможна посадка с умеренным зазором между валом и отверстием подшипника.

Выбор правильной посадки корпуса

Посадка на корпус может отличаться от посадки на вал, и часто так бывает. Как и при посадке на вал, наилучшая посадка определяется многими условиями. Следует учитывать вращение внутреннего или наружного кольца, тип нагрузки и то, насколько легко должно быть установить или снять подшипник с корпуса.

В первую очередь следует учитывать вращение внутреннего кольца подшипника и его отношение к радиальной нагрузке. Величина радиальной нагрузки также будет влиять на выбор посадки. При неопределенном или изменяющемся направлении нагрузки избегайте посадок с зазором. Кроме того, используйте посадку с зазором для применений с аксиально разъемным корпусом, чтобы избежать деформации наружных колец подшипника.

Применение теории к примерной ситуации

Представьте, что вы устанавливаете подшипник в электродвигатель. Какой тип вала и корпуса вам нужен? Сначала рассмотрим особенности приложения. В этой ситуации ваше внутреннее кольцо будет вращаться, направление приложенной нагрузки будет постоянным, а внешнее кольцо будет неподвижным.

Давайте уточним и воспользуемся следующими размерами: вал 20 мм с шариковым подшипником 6204 (0,787402″ x 1,85039″) (внутренний диаметр x внешний диаметр). В этом случае вам понадобится посадка с натягом на валу, потому что вращается внутреннее кольцо. Переходная посадка наиболее подходит для отверстия в корпусе, поскольку она облегчает установку, а также смещение при снятии.

Изучив таблицу в нашем Каталоге шарикоподшипников Axis, обратите внимание, что подходят посадки на вал k5 размером 0,7875–0,7878 дюйма и на корпус J7 размером 1,850–1,851 дюйма. Конечно, это только один пример. Для вашего приложения вам нужно заранее иметь общее представление о том, какими должны быть подгонки. Как только вы узнаете, нужна ли вам посадка с натягом, зазором или переходной посадкой, в каталоге могут быть указаны конкретные размеры, основанные на внутреннем и внешнем диаметрах рассматриваемого подшипника.

Позвольте специфике вашего применения определить наилучшую посадку корпуса и вала.

Прежде чем выбрать корпус или посадку на вал, см. инструкции в приложении. В нашем каталоге Axis есть вся информация, необходимая для точного определения рекомендуемых диапазонов допусков, подходящих для каждого применения.

Дружелюбные инженеры Baart всегда готовы дать полезные советы и рекомендации. Есть вопросы о вашем приложении? Связаться с нами.

10. Подходит | Техническая информация

При использовании шарикоподшипника он всегда устанавливается на вал и/или в отверстие корпуса. Посадка – это величина натяга между валом и отверстием подшипника, а также посадки между корпусом и наружным диаметром подшипника, когда подшипник установлен. Посадки подразделяются на посадки с зазором, промежуточные посадки и посадки с натягом.

Подходит для

Целью выбора надлежащего состояния посадки является подавление вибрации во время вращения, а также фиксация внутреннего кольца и вала шарикоподшипника, а также корпуса и наружного кольца от проскальзывания (проскальзывания). Когда происходит ползучесть, из-за износа скольжения образуется аномальное тепловыделение и изнашиваемый порошок.
Аномальное выделение тепла ускоряет износ смазки, и частицы износа попадают в подшипники, вызывая вибрацию и износ. Необходимо выбрать правильную посадку для каждого применения, потому что неправильная посадка может не только ухудшить работу подшипника, но и вызвать заклинивание из-за выделения тепла и преждевременного выхода из строя.
В случае посадки с натягом натяг вызывает изменение радиального внутреннего зазора. Изменение радиального зазора, вызванное натягом, можно рассчитать, как показано ниже. (от ТИМОШЕНКО)

Уменьшение внутреннего зазора из-за посадки с натягом

Посадка с натягом вала и внутреннего кольца

Пунктирная линия на рис. 10-1 представляет собой схему до установки, а сплошная линия — схему после установки.
Диаметр внутренней кольцевой канавки d2 увеличивается на δ при запрессовке с натягом i.
То есть δ представляет собой величину уменьшения радиального зазора из-за посадки.

Посадка с натягом наружного кольца и корпуса

Пунктирная линия на рис. 10-2 представляет собой схему до установки, а сплошная линия — схему после установки.
При запрессовке с натягом I диаметр канавки наружного кольца D1 уменьшается на величину Δ.
То есть Δ представляет собой величину уменьшения радиального зазора из-за посадки.

Фиксация посадки с зазором с помощью клея

Когда подшипник устанавливается на вал и корпус с помощью клея и без помех, необходимо выбрать правильный зазор для повышения эффективности клея. Рекомендуется проконсультироваться с производителем клея, поскольку надлежащий зазор зависит от типа клея.
Обратите внимание, что округлость кольца дорожек качения может ухудшиться из-за напряжения при отверждении клея.

Выдержка из JIS B 0401-1

Определенная толерантность обычно используемых фитинг-отверстий

Блок: мкм

Dimensional Tolerance приискание от JIS

: µm

Выстревает от JIS

9002. подшипник к внутреннему кольцу ^*1

Установка радиального подшипника к наружному кольцу

^*3

*1 Допуск отверстия подшипника основан на JIS B 1514-1
*2 Обозначение класса зоны допуска основано на JIS B 0401
. *3 Допуск наружного диаметра подшипника основан на JIS B 1514-1.

Определения

Вращающаяся нагрузка внутреннего кольца  :
Линия действия нагрузки вращается относительно внутреннего кольца подшипника.
Стационарная нагрузка на внутреннее кольцо:
Линия действия нагрузки не вращается относительно внутреннего кольца подшипника.
Стационарная нагрузка на наружное кольцо:
Линия действия нагрузки не вращается относительно наружного кольца подшипника.
Вращающаяся нагрузка на наружное кольцо:
Линия действия нагрузки вращается относительно наружного кольца подшипника.
Нагрузка в неопределенном направлении :
Направление нагрузки не может быть определено.