Выбор посадок подшипников качения в зависимости от вида нагружения колец

Виды нагружения колец.

Посадку подшипника качения на вал и корпус выбирают в зависимости от типа и размера подшипника, условий его эксплуатации, значения и характера действующих на него нагрузок и вида нагружения колец (табл. 6.5, 6.6).

Различают три вида нагружения колец подшипника качения: местное, циркуляционное, колебательное (рис. 6.10).

Рис. 6.10. Виды нагружения колец подшипников:

а — местное нагружение (внутреннее кольцо); б — циркуляционное нагружение (внутреннее кольцо); в — колебательное нагружение на наружном кольце и циркуляционное — на внутреннем; F_r — радиальная нагрузка постоянного направления; F_c— радиальная вращающаяся нагрузка; F_r+C— равнодействующая нагрузка; А—В — зона нагружения кольца; I, II, III — последовательные положения эпюр нагружения.

При местном нагружении кольцо воспринимает постоянную по направлению результирующую радиальную нагрузку F_r (натяжение приводного ремня, сила тяжести конструкции) лишь ограниченным участком окружности дорожки качения и передает ее соответствующему ограниченному участку посадочной поверхности вала или корпуса (рис. 6.10, а). Такое нагружение возникает, например, когда кольцо не вращается относительно нагрузки.

При циркуляционном нагружении кольцо воспринимает результирующую радиальную нагрузку F_r последовательно всей окружностью дорожки качения и передает ее по всей посадочной поверхности вала или корпуса (рис. 6.10, б). Такой вид нагружения возникает, например, когда кольцо вращается относительно постоянной по направлению радиальной нагрузки F_r, а также когда нагрузка вращается относительно неподвижного и подвижного колец.

При колебательном нагружении неподвижное кольцо воспринимает равнодействующую F_r+C двух радиальных нагрузок (F_r > F_c) ограниченным участком дорожек качения. Другими словами, равнодействующая F_r+C совершает периодическое колебательное движение, симметричное относительно направления постоянной нагрузки, причем она периодически воспринимается через тела качения зоной нагружения кольца и передается соответствующим ограниченным участкам посадочной поверхности (рис. 6.10, в).

Выбор посадок. Посадки следует выбирать так, чтобы вращающееся кольцо подшипника было смонтировано с натягом, исключающим возможность проворота кольца. Невращающееся кольцо обычно устанавливают с зазором.

Таблица 6.5

Посадки подшипников качения в соединении «корпус — наружное кольцо».

Таблица 6.6

Посадки подшипников качения в соединении «вал — внутреннее кольцо».

Посадку с зазором назначают для кольца, которое испытывает местное нагружение, а посадку с натягом — для кольца, которое испытывает циркуляционное нагружение. Таким образом, посадки назначаются:

• • при вращении вала внутреннее кольцо — с натягом, наружное кольцо — с зазором;
• • при вращении корпуса внутреннее кольцо — с зазором, наружное кольцо — с натягом.

Посадки с зазором необходимы для устранения заклинивания шариков и медленного проворачивания кольца под действием случайных толчков и вибраций. При этом беговая дорожка изнашивается равномерно, что увеличивает долговечность подшипника. Однако большие зазоры в посадке приводят к уменьшению точности вращения, разбалансировке, более интенсивному износу и т. д.

Натяг в циркуляционно нагруженных кольцах необходим для обеспечения неподвижности соединения кольца, подшипника и сопряженной детали, так как проворачивание кольца приводит к истиранию поверхности детали и вывальцовыванию подшипника.