Файл: Брук С.И. Основы взаимозаменяемости и технические измерения учеб. пособие с элементами программир. обучения.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.06.2024
Просмотров: 142
Скачиваний: 0
классов точности по наружному кольцу образуют 1 посадку
снатягом, 3 — переходные и 1 — с зазором.
Втех случаях, когда на сборочном чертеже необходимо ука зать посадку в сопряжении подшипника качения с валом или от верстием корпуса, последняя обозначается буквой выбранного поля допуска на сопряженную деталь с индексом «п», т. е. подшипнико вая (см. табл. 14).
Необходимость этого индекса вызвана тем, что как мы видели выше, характер посадки в соединении с подшипником качения отли чается от основных одноименных посадок в системе отверстия или системе вала. Следовательно, индекс «и» на сборочном чертеже про ставляется в первую очередь для того, чтобы обратить внимание сборщика на то, что это не обычные Глухая, Тугая, Напряженная посадки, а Глухая подшипниковая, Тугая подшипниковая и т. д., т. е. посадки, имеющие совсем другие значения натягов и зазоров. Кроме того, и требования к точности геометрической формы и чис тоте поверхностей сопряженных деталей здесь также особые, ре гламентированные в ГОСТ 3325—55. Обозначение класса точности посадочной поверхности подшипника качения на сборочном чер теже не указывается, поскольку подшипник является покупным объектом, все необходимые данные о котором сосредоточены в спе цификациях. На рабочих чертежах индекс «п» на диаметрах дета лей, сопряженных с подшипниками качения, не проставляется, так как в процессе обработки величины отклонений не изменяются в зависимости от того, будут ли эти детали соединяться на сборке с подшипниками качения или другими общемашиностроительными деталями. Различие посадок проявляется лишь в процессе сборки.
Выбор одной из рекомендуемых посадок подшипника на вал и в корпус зависит от типа и размера подшипника, от условий его эксплуатации и от величины, направления и характера действу ющих на подшипник нагрузок. Основными являются последние два фактора, создающие в совокупности определенный вид нагруткения подшипника.
Вид нагружения зависит от того, вращается или не вращается данное кольцо относительно действующей на него радиальной нагрузки х .
Различают три основных вида нагружения: местное, циркуля
ционное и |
колебательное. |
Местным называется нагружение, когда кольцо воспринимает |
|
радиальную |
нагрузку ограниченным участком дорожки качения |
и передает |
ее соответственно ограниченному участку'посадочной |
поверхности вала или корпуса. Такой характер нагружения возни кает на неподвижном кольце подшипника при постоянной по на правлению нагрузке или на вращающемся кольце, когда внешняя
нагрузка изменяет направление синхронно с вращением |
кольца. |
|
1 |
Под радиальной нагрузкой понимают результирующую всех |
радиаль |
ных |
нагрузок. |
|
124
Рис. 39. Виды нагружения наружных и внутренних колец подшипников качения.
Нагружения: М — местное; Ц — циркуляционное; К — колебательное. Р п — нагрузка постоянного направления; Рв — нагрузка, вращающаяся вместе с внутренним или на ружным кольцом.
125
Например, на рис. 39, а местное нагружение испытывает не подвижное наружное кольцо подшипника, а на рис. 39, б — неподвижное внутреннее кольцо — оба под влиянием постоянной по направлению нагрузки PD. На рис. 39, в, г, з, и местное нагру жение испытывают вращающиеся кольца подшипников при пере менной по направлению нагрузке Рв.
На рис. 40, а изображена эшора местного нагружения. Циркуляционным называется нагружение, при котором кольцо
подшипника воспринимает радиальную нагрузку последовательновсей окружностью дорожки качения и передает ее всей посадочной поверхности вала или корпуса. Такой характер нагружения полу чается при вращении кольца и постоянно направленной нагрузке Р№
Рп>Р„
Рис. 40. Эпюры местного (а), циркуляционного {б) и колебательного (в) нагружений.
или, наоборот, на неподвижном кольце и переменной по направле нию нагрузке Рв.
Примеры циркуляционно нагруженных колец приведены на всех схемах рис. 39. На рис. 40, б дана эпюра циркуляционного нагружения.
При колебательном нагружений невращаюгцееся кольцо вос принимает равнодействующую Рр двух нагрузок: одной (Рп), по стоянной по направлению, и другой,, вращающейся (Рв), меньшей по величине. Нагрузка воспринимается ограниченным участком окружности дорожки качения и передается соответственно огра ниченному участку посадочной поверхности вала или корпуса. Нагрузка Рр при этом не совершает полного оборота, а колеблется между точками А и В (рис. 40, в).
Примеры колебательно нагруженных колец приведены на схе мах рис. 39, д, е.
В тех случаях, когда вращающаяся нагрузка больше постоян ной (Рв > Рп), характер нагружения сохраняется таким, как при наличии только одной вращающейся нагрузки (схемы 39, д, в).
При двух вращающихся кольцах подшипника (в одном или раз-
126
ных направлениях) характер нагружения колец определяется по тем же правилам (рис. 39, ж—и).
Посадки подшипника качения на вал и в корпус выбирают такими, чтобы обеспечить вращение колец подшипника относи тельно тел качения и неподвижность колец относительно вала и кор пуса. Последнее, казалось бы, диктует необходимость выбора по садок с натягом как по внутреннему, так и по наружному кольцу подшипника. Однако в большинстве случаев натяг создается лишь по одному из диаметров подшипника — d или О, а по второму из них выбирается посадка переходная или с небольшим зазором.
Указанное вызвано следующими, практически важными сообра жениями:
а) стремлением повысить износостойкость колец подшипников; б) предотвратить заклинивание тел вращения (шариков или роликов) вследствие деформации колец в радиальном направлении; в) устранить возможность осевого заклинивания тел качения между кольцами подшипника при температурных удлинениях вала
в работающем механизме г) улучшить условия сборки подшипника с валом и корпусом.
По какому из колец следует выбирать неподвижную посадку, рассмотрим на примере наиболее распространенного случая, когда вращается вал, опоры воспринимают постоянную по направлению нагрузку Рп, а наружное кольцо подшипника неподвижно вста влено в корпус машины (см. рис. 39, а). В этом случае внутреннее кольцо испытывает циркуляционное нагружение, а наружное — местное. Если при этом внутреннее кольцо подшипника соединить с валом неподвижно, то вал, вращаясь, будет увлекать за собой внутреннее кольцо, и контактное давление, создаваемое нагрузкой в точке а между шариком и дорожкой качения внутреннего кольца, будет последовательно передаваться на все точки окружности бего вой дорожки. Следовательно, внутреннее кольцо в отношении из носа будет находиться в сравнительно благоприятных условиях, так как вся поверхность беговой дорожки будет одинаково и равно мерно нагружена.
Если в этом случае применить также одну из неподвижных по садок в соединении наружного кольца подшипника с корпусом, то контактное давление между шариком и наружным кольцом в точке 6 согласно эпюре нагружения (см. рис. 39, а и 40, а) будет переда ваться ограниченному участку дорожки качения наружного кольца в виду его неподвижности. На данном участке дорожки возникает •быстро прогрессирующий износ, условно показанный затемнением на 39, а, б.
Для предотвращения этого необходимо создать такую посадку наружного кольца в корпус, которая позволила бы периодически нагружать различные участки беговой дорожки. С этой целью при
1 Способность «подвижного» кольца перемещаться по посадочному месту в осевом направлении называется «плаванием».
127
местном нагружении колец подшипников выбирают посадку пере ходную или даже с небольшим зазором. Такая посадка создает воз можность периодического небольшого проворачивания кольца отно сительно корпуса под влиянием вибраций и толчков при работе машины, благодаря чему в работе фактически участвует не огра ниченный участок кольца, а вся окружность беговой дорожки.
Если кольцо самопроизвольно не меняет своего углового поло жения, то оно специально проворачивается при профилактическом осмотре или ремонте машины. Таким образом, с .целью равномер ного износаобоих колец подшипников для циркуляционно нагру женного кольца выбирают посадку неподвижную, а для местно нагруженного — переходную или с зазором.
Конечно, относительно свободная посадка местно нагруженного кольца не имеет целью обеспечить возможность его непрерывного относительного вращения. Это недопустимо, ибо вызовет повышен-' ный износ посадочной поверхности сопряженной детали.
Вообще, при выборе посадок подшипника по наружному и вну треннему кольцам следует избегать чрезмерного увеличения натя гов и зазоров. Чрезмерные натяги могут не только повлечь за собой уничтожение радиального посадочного зазора £ п в подшипнике (между кольцами и телами качения), но и вызвать разрушение самого кольца при сборке вследствие возникновения в нем недопу стимых напряжений (см. ниже § 3).
Чрезмерные зазоры снижают жесткость узла и приводят к яв лению контактной коррозии вследствие излишней подвижности сопряжения.
Кроме того, следует учитывать, что чем менее точна геометри ческая форма; .посадочных мест (некруглость, нецилиндричность), тем с меньшими натягами должны быть сопряжения, так как в про тивном случае происходит искажение геометрической формы кольца и его дорожки качения. Наоборот, более тяжелый режим работы подшипника (большие внешние нагрузки, знакопеременные нагрузки, толчки, удары, вибрации) требует выбора более плот
ных посадок по одному и другому |
кольцу. |
Колебательные нагруженные кольца соединяются с сопряжен |
|
ными деталями по переходным посадкам типа Н п или П п . |
|
§ 3. Р а с ч е т |
п о с а д о к подшипников |
качения |
- |
Методы расчета величин натягов в циркуляционно нагруженных коль цах. — Выбор посадки по величине интенсивности радиальной нагрузки. — Ограничение наибольшего натяга из условия прочности колец. — Расчет деформации дорожек качения колец подшипников как функции, от величин натягов по посадочным диаметрам. — Расчет минимально необходимого натяга неподвижного кольца. — Особые посадки для некоторых типов под шипников качения.
В ответственных соединениях оптимальную величину натяга циркуляционно нагруженных колец определяют по величине ин-
128
тенсивиости радиальной нагрузки Pr. Рассчитанную величину PR сравнивают затем с допустимой для каждой посадки (табл. 15), найденной по величине среднего натяга sc p .
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 15 |
|
|
|
Допускаемые интенсивности нагрузок |
Ря |
|||
|
|
на |
посадочной |
поверхности вала н корпуса, |
кГ/см |
||
Посадочные |
|
|
|
|
7п |
||
диаметры, .мм |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Посадки на пал |
|
|
|
Свыше I S до 80 |
< 3 0 0 |
3 0 0 - 1400 |
1400—-1600 |
1600-- 3000 |
|||
» |
80 |
» 180 |
< 6 0 0 |
6 0 0 - -2000 • |
2 0 0 0 --2500 |
2500-- 4000 |
|
» |
180 |
»360 |
< 7 0 0 |
7 0 0 - -3000 |
3 0 0 0 --3500 |
3500 - 6000 |
|
» |
360 |
»630 |
< 9 0 0 |
9 0 0 --3500 |
3 5 0 0 --4500 |
4500-- 8000 |
|
|
|
|
|
Посадки в |
корпус |
|
|
Свыше 50 до 180 |
— |
< 8 0 0 |
800--1000 1000-- 1300 1300-- 2500 |
||||
» |
180» |
360 |
<100 0 |
1000--1500 1500--2000 2000--3500 |
|||
» |
360» |
630 |
— |
<120 0 ' |
1200--2000 2000--2400 2600--4000 |
||
» |
630 »1600 |
|
< 1 6 0 0 |
1600--2500 |
2500--3500 3500--5500 |
Кроме того, путем расчета можно проверить наибольший допу стимый натяг посадки s6 из условия прочности колец по величине допускаемого напряжения на растяжение, а также исходя из де формации колец по величине изменения Д£ — зазора по телам качения.
Наименьший натяг sM проверяют расчетным путем из условиях обеспечения необходимой плотности соединения.
В практике конструирования машин и приборов, обычно при нята такая последовательность выбора посадок подшипников качения.
1. В зависимости от характера нагружения колец (местное, циркуляционное, колебательное) устанавливают,. какое из колец подшипника должно иметь неподвижную посадку, а какое — обла
дать некоторой степенью |
подвижности. |
|
||||
2. Согласно рекомендациям и таблицам ГОСТ 3325—55 выби |
||||||
рают |
определенную посадку |
по |
каждому кольцу. |
|
||
3. |
В ответственных |
соединениях |
величины натягов |
(s c p , s6 |
||
и sM) выбранных неподвижных посадок проверяют расчетом. |
||||||
Средний натяг посадки sc p |
определяется по величине интенсив |
|||||
ности |
радиальной нагрузки |
PR |
(см. табл. 15). |
условия |
||
Наибольший допустимый |
натяг sp |
рассчитывается из |
прочности колец по величине од — допускаемого напряжения на растяжение, а также исходя из деформации колец по величине изменения А£ — зазора по телам качения. Наименьший натяг sM находится из условия обеспечения необходимой плотности соеди нения.
9 С. И. Брук |
129 |