Допуски и посадки подшипников являются важными аспектами в процессе проектирования и производства различных типов механизмов и машин. Подшипники качения используются для обеспечения плавного вращения и движения различных компонентов, таких как валы, оси и колеса. Они играют ключевую роль в обеспечении эффективной работы механизмов и предотвращении износа. Срок эксплуатации изделий зависит от точности посадки. Именно поэтому при производстве должна точно соблюдаться система допусков и посадок. Благодаря этому обеспечивается эффективность сборочного узла.
Что такое допуски роликовых элементов
Допуск подшипников — понятие, включающее в себя минимально и максимально разрешенные отклонения реальных размеров деталей от их номинального значения. Все допуски регламентируются Государственным стандартом ГОСТ 25348-82, который устанавливает единую систему допусков и посадок. Эта система предусматривает 20 различных квалитетов, которые определяют уровни точности. Чем меньше значение квалитета, тем точнее деталь.
| Квалитет | Основное назначение |
| 01, 0, 1 | нормируют точность габаритов плитки |
| 2, 3, 4 | нормируют точность габаритов деталей измерительных устройств и инструментов |
| 5, 6 | нормируют точность габаритов изделий высокоточных ответственных соединений, включая роликовые элементы и важные, высокоточные изделия станочного оборудования |
| 7, 8 | предназначены для габаритов изделий в машиностроении, к примеру, элементов моторов внутреннего сгорания или станочного оборудования для металлообработки |
| 9 | габариты комплектующих железнодорожных локомотивов с дизельными движками, паровых аппаратов, подъемников, аппаратуры в полиграфии, оборудования для сельского хозяйства |
| 10 | габариты конструкций неответственного типа, например, комплектующих тракторов, деталей вагонов |
| 11, 12 | используются для указания точности размеров деталей в соединениях, не требующих высокой точности |
| 13-18 | используются для указания точности размеров деталей, которые не соединяются с другими деталями, например, свободные размеры, а также размеры, которые остаются неизменными между операциями обработки |
Допуски подшипников зависят от внешнего и внутреннего диаметра. При изготовлении указываются:
- d — номинальный внутренний диаметр отверстия;
- D — номинальный внешний диаметр;
- Δdmp — допустимое отклонение в габаритах фактического диаметра от номинала;
- Vdp — общее непостоянство диаметра;
- ΔBs — отклонение фактической высоты внутреннего кольца от номинального значения;
- Кia — коэффициент биения.
Стандарты допусков для подшипников применяются в международной практике и служат для обеспечения точности и совместимости компонентов вращающихся механизмов. Допуски определяют классы точности подшипников, что, в свою очередь, влияет на их применение и выбор. Эта информация обычно указывается в полной маркировке изделий.
Таблицы обозначений допуска диаметра подшипников
Таблица для внутреннего кольца
| d (Сверх до, мм) | Δdmp (max-min) | Vdp с диаметром 8,9 max | Vdp с диаметром 0,1 max | Vdp с диаметром 2,3,4 max | Vdmp (max) | ΔBs (max-min) | VBS (max) | Kia(max) |
| 2,5-10 | 0-(-8) | 10 | 8 | 6 | 6 | 0-(-120) | 15 | 10 |
| 0-18 | 0-(-8) | 10 | 8 | 6 | 6 | 0-(-120) | 20 | 10 |
| 18-30 | 0-(-10) | 13 | 10 | 8 | 8 | 0-(-120) | 20 | 13 |
| 30-50 | 0-(-12) | 15 | 12 | 9 | 9 | 0-(-120) | 20 | 15 |
| 50-80 | 0-(-15) | 19 | 19 | 11 | 11 | 0-(-150) | 25 | 20 |
| 80-120 | 0-(-20) | 25 | 25 | 15 | 15 | 0-(-200) | 25 | 25 |
| 120-180 | 0-(-25) | 31 | 31 | 19 | 19 | 0-(-250) | 30 | 30 |
| 180-250 | 0-(-30) | 38 | 38 | 23 | 23 | 0-(-300) | 30 | 40 |
| 250-315 | 0-(-35) | 44 | 44 | 26 | 26 | 0-(-350) | 35 | 50 |
| 315-400 | 0-(-40) | 50 | 50 | 30 | 30 | 0-(-400) | 40 | 60 |
| 400-500 | 0-(-45) | 56 | 56 | 34 | 34 | 0-(-450) | 50 | 65 |
| 500-630 | 0-(-50) | 63 | 63 | 38 | 38 | 0-(-500) | 60 | 70 |
| 630-800 | 0-(-75) | - | - | - | - | 0-(-750) | 70 | 80 |
| 800-1000 | 0-(-100) | - | - | - | - | 0-(-1000) | 80 | 90 |
| 1000-1250 | 0-(-125) | - | - | - | - | 0-(-1250) | 100 | 100 |
| 1250-1600 | 0-(-160) | - | - | - | - | 0-(-1600) | 120 | 120 |
| 1600-2000 | 0-(-200) | - | - | - | - | 0-(-2000) | 140 | 140 |
Таблица для внешнего кольца
| D (Сверх-до, mm) | Δdmp (max-min) | Vdp с диаметром 8,9 max | Vdp с диаметром 0,1 max | Vdp с диаметром 2,3,4 max | Подшипники с герметизированными опорами | Vdmp (max) | Kia(max) | D (Сверх-до, mm) |
| 6-18 | 0-(-8) | 10 | 8 | 6 | 10 | 6 | 15 | 6-18 |
| 18-30 | 0-(-9) | 12 | 9 | 7 | 12 | 7 | 15 | 18-30 |
| 30-50 | 0-(-11) | 14 | 11 | 8 | 16 | 8 | 20 | 30-50 |
| 50-80 | 0-(-13) | 16 | 13 | 10 | 20 | 10 | 25 | 50-80 |
| 80-120 | 0-(-15) | 19 | 19 | 11 | 26 | 11 | 35 | 80-120 |
| 120-150 | 0-(-18) | 25 | 25 | 14 | 30 | 14 | 40 | 120-150 |
| 150-180 | 0-(-25) | 31 | 31 | 19 | 38 | 19 | 45 | 150-180 |
| 180-250 | 0-(-30) | 38 | 38 | 23 | - | 23 | 50 | 180-250 |
| 250-315 | 0-(-35) | 44 | 44 | 26 | - | 26 | 60 | 250-315 |
| 315-400 | 0-(-40) | 50 | 50 | 30 | - | 30 | 70 | 315-400 |
| 400-500 | 0-(-45) | 56 | 56 | 34 | - | 34 | 80 | 400-500 |
| 500-630 | 0-(-50) | 63 | 63 | 38 | - | 38 | 100 | 500-630 |
| 630-800 | 0-(-75) | 94 | 94 | 55 | - | 55 | 120 | 630-800 |
| 800-1000 | 0-(-100) | 125 | 125 | 75 | - | 75 | 140 | 800-1000 |
| 1000-1250 | 0-(-125) | - | - | - | - | - | 160 | 1000-1250 |
| 1250-1600 | 0-(-160) | - | - | - | - | - | 190 | 1250-1600 |
| 1600-2000 | 0-(-200) | - | - | - | - | - | 220 | 1600-2000 |
| 2000-2500 | 0-(-250) | - | - | - | - | - | 250 | 2000-2500 |
Чему должны соответствовать посадки сборочных узлов
Под посадкой роликовых элементов подразумевают процесс, когда кольца фиксируют в установочных местах. Внутреннее кольцо размещается на валу, а наружное — в корпусе. Сборочный узел должен располагаться верно, только в этом случае возможно увеличение его производительности и обеспечение долговечности оборудования.
Есть посадки:
- с зазором. Наличие зазора при таком методе соединения обязательно. В этом случае допуск на диаметр отверстия больше, чем допуск на диаметр вала. Обозначения: a, b, c, d, e, f, g, h;
- с натягом. Сборочные узлы здесь соединяют с натягом, то есть верхний предельный размер отверстия меньше нижнего предельного размера вала или равен ему. Обозначения: p, r, s, t, u, x, z;
- переходные. В сопряжениях, осуществляемых по переходным посадкам, возможно появление как зазоров, так и натягов. Обозначения: js, k, m, n.
Кроме того, посадки с натягом подразделяются еще на три категории. Существуют варианты с гарантированным натягом, когда соединения используются при незначительных нагрузках, например, шестерни на валах. Есть посадки подшипников с умеренным гарантированным натягом, где передача осуществляется при нагрузках средней величины. Также есть варианты с большим гарантированным натягом, рассчитанные на передачу динамических нагрузок . Крепления отсутствуют.
К посадкам подшипниковой продукции предъявляются следующие требования:
- высота заплечиков ниже толщины кольца подшипников по буртику;
- если нужно, на валах располагают соседние к заплечикам продольные пазы для лапок съёмника;
- в корпусах находятся отверстия для разбора наружных колец подшипника;
- отверстия корпусов не содержат уступов;
- посадки под определённую среду работы подшипниковых узлов в машинах, механизмах и приборах устанавливаются конструктором;
- чтобы кольца подшипников не проворачивались на посадочных поверхностях, производят посадку с натягом;
- для дополнительной защиты от среза и снятия микронеровностей и плавной посадки подшипников, на посадочных поверхностях присутствуют входные маски с небольшим углом конусности.
Подбираем оптимальные посадки для подшипниковой продукции
Для всех типов и классов точности подшипников верхнее отклонение для наружного и внутреннего колец равно нулю. Допуск цилиндричности для колец подшипника допускается в диапазоне 0,5 от допуска на диаметр посадочной поверхности 0 и 6 классов точности, или 0,25 от допуска на диаметр посадочной поверхности для классов 5, 4, 2, Т. Выбор полей допусков для посадок обусловлен следующими факторами:
- типом;
- размером;
- классом точности подшипника;
- величиной, направлением и действием нагрузки (радиальная или осевая);
- интенсивностью радиальной нагрузки;
- режимом работы (допустимая перегрузка);
- жёсткостью вала и корпуса.
Посадка под подшипник на валу или внутри отверстия также должна быть адаптирована под тип нагрузки. Типы нагрузок могут быть следующими:
- циркуляционным — когда кольцо вращается и подвергается постоянной радиальной нагрузке в одном направлении;
- стационарным — для кольца, которое остается неподвижным, и при радиальной нагрузке;
- вибрационным — когда радиальная нагрузка колеблется относительно положения кольца.
Важно отметить, что каждый из этих типов нагружения требует особого подхода к установке и выбору посадки подшипников.
В процессе проектирования машин посадка подшипника на вал и в корпус определяется в соответствии с условиями работы с использованием специальных таблиц, которые можно найти в книге Василия Ивановича Анурьева «Справочник конструктора-машиностроителя».