Радиальный и осевой зазор подшипников
Один из главных элементов для правильной эксплуатации механизмов с движущимися деталями – это подшипник. Именно он считается главной опорой, которая отвечает за передачу усилия от вала на корпусную часть или другие компоненты (все зависит от особенностей определенной конструкции).
Чтобы обеспечить качественную эксплуатацию механизма, необходимо обратить внимание на правильный подбор посадки и зазор подшипника. Вместе с усовершенствованием рабочих узлов меняются требования к деталям трения.
Подшипниковые узлы скольжения или качения эксплуатируются при разных усилиях, тем самым гарантируя:• соосность; • работу вала;
• смещение в конкретных габаритах, что зависят от силы в двух направлениях – продольное и поперечное.
Когда нужно установить подшипники промышленные, рекомендуется учитывать их отверстие. Это соответствующая дистанция, на которую происходит смещение наружного кольца по отношению к внутреннему без дополнительных усилий.
Таким образом, изменение положения в радиальную сторону прозвали радиальным отверстием, а в осевом – осевым отверстием
Для чего используется зазор в подшипнике?
Применение даже незначительного отверстия считается необходимым условием. Это позволяет исключить тесный контакт металлических частей с металлом в подшипниковом узле между несколькими подвижными деталями. Выбирая подшипники промышленные, купить которые можно по демократичным ценам, потребуется более детально ознакомиться с их конструктивными особенностями.
Наличие всевозможных полей допуска в процессе подбора отверстия необходимо для:• фиксации шариковых или роликовых моделей с натягом;• увеличиения термического типа или сжатия корпусной части под влиянием температурных показателей;• номинального смещения узлов по отношению к другим деталям;
• применение вместо вала или корпуса различных материалов (это может быть алюминий).
Популярная классификация зазоров в подшипнике:• С1 – уменьшенное отверстие, чем у С2;• С2 – уменьшенное по сравнению с оптимальными показателями;• CN – оптимальные показатели;• С3 – превышает оптимальные показатели;
• С4 – превышает С3.
Согласно нормам ISO, когда в описании к подшипниковому узлу производитель не указывает дополнительную информацию, значит – величина считается оптимальной.
Нужно помнить о нескольких правилах: радиальный зазор (второе название – домонтажный) в радиально-шариковых или роликовых узлах строго соответствует указанным стандартам, а осевой – зависим от особенностей внутреннего строения.
Осевой натяг формируется во время монтажа и варьируется с учетом расположения подшипниковых узлов в наборе.
Радиальный зазор
Зазор радиальный в подшипниках – определенная дистанция, на которую осуществляется изменение положения одной обоймы от расположения другой. Такую величину принято называть люфтом.
Замеры величин необходимо производить на соответствующих пластинах, дополненных микрометрическими элементами.
Одним из самых распространенных методов считается применение щупов, когда деталь фиксируется на горизонтальной конструкции. Вес наружного кольца «заставит» его опуститься вниз, тем самым указывая на показатели радиального отверстия. Величина определяется специальным щупом, когда необходимо продвинуть его между шариком и зеркалом обоймы внизу детали.
Иногда используют способ, когда подшипниковый узел фиксируется на плите, тогда замеры нужно проводить в самом верху.
Осевой зазор
Люфт или осевой зазор подшипника – передвижение колец, что расположены внутри, по отношению к осевому направлению. Процедура установки таких отверстий в упорных и радиально-упорных конструкциях осуществляется за счет изменения установочных шайб. Их принято фиксировать между обоймой и упором на самом торце вала. Важно отметить, что оптимальные показатели таких отверстий при нормальной температуре равняются нулю.
Ведь во время этого не происходит осевое биение валов, шум сводится к минимуму, а вибрация от работающего механизма практически полностью отсутствует. Таким образом, узел функционирует без каких-либо дополнительных усилий.
Независимо от того, что указано в стандартной таблице с отверстиями, точную информацию можно получить исключительно от компании-производителя данной продукции. Ведь многие разработчики для отдельной категории узлов указывают величину оси, а не радиальные показатели.
Они придерживаются мнения, что именно данный параметр считается достаточно весомым для подшипниковых узлов.
Разные категории зазоров
Учитывая аксиальные и другие усилия, пользователи стараются правильно подобрать внутренний зазор подшипника. Выделяют три основные категории различных отверстий, каждое из которых отличается определенными характеристиками:1. Модели с уменьшенным отверстием. Имеется острая необходимость увеличения степени жесткости сразу в двух направлениях – осевом и радиальном. Это касается скоростных узлов. С учетом некоторых эксплуатационных условий отмечают высокий нагрев наружных колец по отношению к внутренним кольцам.2. Модели с нормальным отверстием.
Используются в условиях небольших усилий и оптимальной частоты вращения. Установка наружных колец осуществляется в корпус с зазором, а внутренних – на вал с натягом. При этом температурные показатели внутреннего кольца на 5-10 градусов больше, чем наружного.
3. Модели с увеличенным зазором. Одной из характерных особенностей является высокий нагрев колец внутреннего типа. Такие узлы могут эксплуатироваться в условиях повышенных динамических сил, поэтому фиксация колец происходит с повышенными показателями натяга.
Также, отмечают значительные перекосы внутреннего кольца по отношению к наружным.
Интернет-магазин подшипников позволяет покупателям подобрать различные модели данных узлов, учитывая их технические особенности. Кроме того, следует взять во внимание возможность эксплуатировать узлы в различных условиях.
Источник: https://prom-komplect.ru/blog/stati/radialnyj-i-osevoj-zazor-podshipnikov
Зазор подшипника | Главный механик
Одним из ключевых моментов надежной работы узлов с вращающимися деталями является подшипник. Являясь опорой, он передает нагрузку от вала на корпус или другие детали, предусмотренные конструкцией. Правильный подбор посадки и рабочего зазора является гарантией надежной работы всего механизма.
По мере усовершенствования механизмов возрастают требования к узлам трения. Воспринимая различные виды нагрузок подшипники должны обеспечить: вращение валов, соосность, обеспечивать смещение в заданных размерах от возникающих усилий продольного и поперечного направлений.
Что такое зазор и для чего он нужен
Для наиболее распространенной группы подшипников с круглыми и цилиндрическими телами качения, очень важным является наличие небольшого пространства между рабочими органами – телами вращения и обоймами (зазоры) в которых они перемещаются и которые служат для них опорой. Формы тел качения на рис.1.
Рис. 1. Конфигурация тел качения
В следствии разного диаметра наружных и внутренних колец угловая скорость перемещения по внутренней обойме тел трения – качения всегда выше, поэтому возникает неравномерный нагрев, при этом, чем выше скорость вращения, тем температура выше. По причине термического расширения металла зазор между рабочими кольцами уменьшается.
В случае небольшого (меньше нормы) зазор может сократиться до нуля, или даже перейти на работу с натягом, что неизменно вызовет интенсивный нагрев деталей всего узла.
Сюда же необходимо добавить необходимое пространство для смазки между роликами и обоймой.
Кроме величины оборотов на нагрев подшипника влияет радиальная нагрузка, чем она выше, тем больше возникает трение между роликами и обоймой вызывая повышенное трение между ними. Радиальное направление это направление силы, действующей на обойму, строго перпендикулярно оси вращения (по радиусу). Схемы нагрузок на подшипник показаны на рис.2.
Рис. 2. 1- Распределение нагрузки при увеличенном зазоре; 2- при нормальном зазоре; 3 – при предварительном натяге.
Величина зазоров
Внутренние зазоры делятся на эксплуатационный и изначальный. Зазор это максимальное перемещение внутренней или наружной обоймы относительно друг друга. Работа подшипника, превышающая температуру узла на 5-10°С считается нормальной. Для более высокой разницы требуется боле увеличенный зазор.
Конструктивно группы подшипников имеющих радиальное направление нагрузки сгруппированы в ряды по величине зазоров. Каждая группа регламентируется по максимальной и минимальной величине радиального зазора и обозначается номерами (см. табл. 1).
Самая распространённая – это нормальная группа, которая в обозначении подшипника не кодируется, более увеличенные зазоры в группах 3 -7 распространены меньше, 6 и 8 имеет специальное назначения в машиностроении.
Рассмотрим где указывается величина зазора в обозначении подшипника:
- 76-180306У1С2Ш2У Группа зазора — 7 (увеличеная),
- 30-3610Н здесь зазор обозначен цифрой 3 (увеличенный, см. таб.1 и табл. 2).
Таблица 1
| Группы зазоров подшипников и их обозначения | |
| Обозначение группы зазоров | Наименование типов подшипников |
| Шариковые радиальные однорядные без канавок для вставления шариков с отверстием: | |
| 6, нормальная, 7, 8, 9 | цилиндрическим |
| 2, нормальная, 3, 4 | коническим |
| Шариковые радиальные сферические двухрядные с отверстием: | |
| 2, нормальная, 3, 4, 5 | цилиндрическим |
| 2, нормальная, 3, 4, 5 | коническим |
| Роликовые радиальные с короткими цилиндрическими роликами с цилиндрическим отверстием; роликовые радиальные игольчатые с сепаратором: | |
| 1, 6, 2, 3,4 | с взаимозаменяемыми деталями |
| 0, 5, нормальная, 7, 8, 9 | с невзаимозаменяемыми деталями |
| Роликовые радиальные с короткими цилиндрическими роликами с коническим отверстием: | |
| 2, 1, 3, 4 | с взаимозаменяеыми деталями |
| 0, 5, 6, 7, 8, 9 | с невзаимозаменяемыми деталями |
| Нормальная, 2 | Роликовые радиальные игольчатые без сепаратора |
| Роликовые радиальные сферические однорядные с отверстием: | |
| 2, нормальная, 3, 4, 5 | Цилиндрическим |
| 1, 2, нормальная, 3, 4, 5 | Коническим |
| Роликовые радиальные сферические двухрядные с отверстием: | |
| 1, 2, нормальная, 3, 4, 5 | цилиндрическим |
| 1, 2, нормальная, 3, 4, 5 | коническим |
| Шариковые радиально-упорные двухрядные: | |
| 2, нормальная, 3, 4 | с неразъемным внутренним кольцом |
| 2, нормальная, 3 | с разъемным внутренним кольцом |
Таблица 2
| Размеры зазоров для однорядных радиальных шариковых подшипников без канавок для вставления шариков с цилиндрическим отверстием | ||||||||||
| Номинальный диаметр d отверстия подшипника, мм | Размер зазора Gr, мкм | |||||||||
| min | max | min | max | min | max | min | max | min | max | |
| Группа зазора | ||||||||||
| 6 | нормальная | 7 | 8 | 9 | ||||||
| Св. 10 до 18 включ. | 9 | 3 | 18 | 11 | 25 | 18 | 33 | 25 | 45 | |
| 18 – 24 | 10 | 5 | 20 | 13 | 28 | 20 | 36 | 28 | 48 | |
| 24 – 30 | 1 | 11 | 5 | 20 | 13 | 28 | 23 | 41 | 30 | 53 |
| 30 – 40 | 1 | 11 | 6 | 20 | 15 | 33 | 28 | 46 | 40 | 64 |
| 40 – 50 | 1 | 11 | 6 | 23 | 18 | 36 | 30 | 51 | 45 | 73 |
| 50 – 65 | 1 | 15 | 8 | 28 | 23 | 43 | 38 | 61 | 55 | 90 |
| 65 – 80 | 1 | 15 | 10 | 30 | 25 | 51 | 46 | 71 | 65 | 105 |
| 80 – 100 | 1 | 18 | 12 | 36 | 30 | 58 | 53 | 84 | 75 | 120 |
| 100 – 120 | 2 | 20 | 15 | 41 | 36 | 66 | 61 | 97 | 90 |
Предварительный натяг и для чего он нужен
В некоторых случаях при проектировании узлов закладывается сборка подшипника под определенной осевой нагрузкой, которая получила название предварительного натяга. Это необходимо для получения бесшумной и точной работы сопрягаемых деталей. В этих узлах подшипник работает под дополнительной нагрузкой и имеет повышенный износ. Схема нагрузки см. на рис. 1.
Источник: https://themechanic.ru/bearings/b-articles/zazor-podshypnika
Подшипники в России
Под зазором в подшипнике качения или скольжения подразумевают величину перемещения, образующуюся при сдвиге одного кольца подшипника относительно другого в радиальном (радиальный зазор) Gr или осевом (осевой зазор) Ga направлениях. Внутренний зазор оказывает большое влияние на рабочие характеристики подшипников (усталостная долговечность, вибрация, шумность, нагревание и другие), поэтому правильно подобранный зазор по важности при подборе подшипников занимает третье место после определения его типа и размера.
Приходится часто сталкиваться с ошибочным мнением некоторых потребителей, которые, видимо, не представляя, что такое зазор и зачем он нужен, проверяют «качество» (по их мнению) изделия, перемещая кольца относительно друг друга и из того, насколько возможно это смещение (осевой зазор), делают вывод о том, насколько данный подшипник качественный. При этом нелепой процедуре часто подвергаются подшипники с заведомо увеличенным зазором или такой конструкции (например, радиально-упорные шариковые), где по определению кольца обязаны перемещаться относительно друг друга.
Помимо радиального и осевого различают также три других вида зазоров: начальный, посадочный и рабочий.
Для чего нужен радиальный зазор в подшипниках качения
Выделяемое при работе подшипника тепло передается валу и корпусу. Поскольку теплопроводность корпусов почти всегда выше, чем валов, температура внутреннего кольца подшипника и его тел качения зачастую на 5 — 10°С бывает выше, чем температура наружного кольца, при этом может расти в зависимости от условий работы до очень больших значений.
Вследствие термического расширения существующий радиальный зазор уменьшается вплоть до недопустимо минимальных величин, что может повлечь за собой повышения силы трения и выход подшипника из строя. Для того.ю чтобы подобное не допустить и выпускаются изделия с заведомо увеличенным зазором.
Отсюда пошло и принятое выражение «увеличенный тепловой зазор».
Полагают, что наиболее благоприятным условием для радиальных шариковых подшипников (наиболее распространенной группы) является рабочий зазор близкий к нулю или даже натяг малой величины. Но если эти подшипники воспринимают высокие осевые нагрузки, то они должны иметь увеличенный зазор, что позволяет увеличить рабочий угол контакта и, тем самым, повысить осевую грузоподъемность.
Начальный зазор в подшипниках
Под начальным (или теоретическим) радиальным зазором понимают зазор подшипника в состоянии поставки. Замеры осуществляются с помощью прибора путем смещения одного из колец подшипника в крайнее его положение под определенной нагрузкой. Для некоторых типов замеры радиального зазора выполняют методом подбора щупа соответствующей зазору толщины.
Для разных конструктивных групп радиальных подшипников имеются свои группы (ряды) радиальных зазоров. Каждая группа ограничена минимальной и максимальной величинами допускаемого радиального зазора и обозначается номером (см. табл. 1). Наибольшее распространение получила нормальная группа, которая никак не кодируется в номере, 3 и 7.
Чуть меньше распространены группы 6 и 8 (последний, а также 3 характерен для жд подшипников).
Рассмотрим на примерах несколько обозначений типов подшипников:
76-180306У1С2Ш2У
Группа радиального зазора — 7 (увеличенный), класс точности проставляется сразу после обозначения группы радиального зазора, это 6. Далее идет номер подшипника — 180306, а после него кодируются конструктивные особенности — У1С2Ш2У.
30-3610Н
В номере этого роликового двухрядного подшипника можно заметить обозначение зазора 3 (также увеличенный, см. таблицу ниже), класса точности (0) и Н — канавка.
Далее приведена таблица групп радиальных зазоров для разных типов подшипников по отечественной системе обозначений.
В качестве обозначения радиального зазора в подшипнике могут применяться не только цифры, но и буква Н — она указывает на специальные требования к величине радиального зазора, не предусмотренной группами зазоров по ГОСТ или другим стандартам. Эта буква ставится на второе место в ДУОЛ и обозначает ненормализованный радиальный зазор, например, Н0-32330МУ1.
Зазоры в импортных подшипниках
По международной системе условных обозначений принято гораздо меньшее количество групп радиального зазора, их выделяют 5, при этом фактически потребители сталкиваются только с тремя — нормальным CN (в номере не указывается), С3 (неполный, но аналог нашего обозначения 7) и С4 (8 группа). Ниже приведена таблица зазоров для шариковых подшипников (на примере японских NSK).
В последнее время в продаже все чаще встречаются подшипники японских производителей (KOYO, NSK) с зазором CM — это специальный зазор для электродвигателей, который не фигурирует в ISO и являющийся чуть больше нормального, но значительно меньше, чем C3 или 70 по-нашему (позволяет снизить уровень шума).
Для получения информации о радиальных зазорах (такие же таблицы) самоустанавливающихся шарикоподшипников, подшипников для электродвигателей, роликовых цилиндрических, игольчатых, сферических и конических роликоподшипников скачайте каталог NSK здесь.
Посадочный зазор
Под посадочным радиальным зазором понимают зазор, установившийся после монтажа подшипников. Причинами его изменения является упругая деформация колец, вызванная посадочными натягами и погрешностями формы посадочных мест.
Рабочий зазор
Рабочим радиальным зазором называют зазор в подшипнике при установившихся температурном и рабочем циклах машины. При этом из-за перепада температур он может уменьшаться или увеличиваться вследствие того, какое из колец более нагрето.
Тепловое удлинение вала может увеличивать или уменьшать зазор в зависимости от конструкции подшипника и схемы его монтажа. Зазор возрастает пропорционально увеличению нагрузки на подшипник.
С учетом изложенного необходимо выбирать соответствующую группу радиального зазора подшипника.
Роликовые подшипники с цилиндрическими, коническими и сферическими роликами, как правило, должны иметь небольшой рабочий зазор в узлах общего применения. Но в отдельных случаях они устанавливаются и с преднатягом, как, например, роликовые подшипники с цилиндрическими роликами в точных шпинделях станков или конические роликовые подшипники в главной передаче автомобиля. Для удовлетворительной работы роликовые сферические подшипники всегда должны иметь положительный рабочий зазор.
Подшипник с коническим отверстием имеет несколько больший начальный радиальный зазор, чем подшипник с цилиндрическим отверстием. Это обусловлено спецификой создания обязательного натяга при установке подшипников на конические шейки валов, либо на закрепительные и стяжные втулки.
Зазоры в подшипниках скольжения
Значения зазоров неразъемных подшипников скольжения приведены в данной таблице:
Разъемные подшипники скольжения должны иметь зазоры между шейкой вала и вкладышем, приведенные в данной таблице:
Зазоры в неразъемных подшипниках скольжения определяют щупом с торцевых сторон втулок либо измерением диаметров втулок и шеек валов при разборке электрических машин.
В подшипниках скольжения с разъемными вкладышами зазоры определяются методом «оттисков» при помощи кусочков свинцовой проволоки диаметром 1—1,5 мм, укладываемых на шейку вала, и прижимаемых верхним вкладышем при полной затяжке обеих половин. Зазоры между крышкой и телом вкладыша измеряются так же. Зазор должен быть в пределах 0,05 — 0,1 мм, натяг крышки и вкладыша недопустим.
Источник: http://samip.ru/2013/08/zazor-v-podshipnikah/
Установка упорного подшипника
Правила установки упорного подшипника подразумевают его предварительную промывку. Такое условие является обязательным, независимо от конкретной модификации устройства. Прежде чем устанавливать радиально-упорную модель, нужно обратить внимание на показатель валового линейного удлинения.
Правильно выполненный монтаж – гарантия продолжительной эксплуатации подшипникового узла и всего оборудования в целом. Потому следует уделить должное внимание таким характеристикам, как температурные показатели. Ведь в случае высокой температуры и уменьшенного зазора оси шариковый механизм достаточно быстро приходит в негодность.
Перед выполнением монтажных работ важно уделить внимание правильному подбору упорно-радиального устройства:• Тип определенной нагрузки, которая может быть переменой, ударной, постоянной или вибрационной.• Особенности необходимого ресурса – миллионы оборотов или часы.• Частота вращения кольца.• Направление нагрузки и ее значение – осевая, радиальная или смешанная.
• Окружающая среда, где будет эксплуатироваться техника – высокая степень запыленности, повышенная влажность, высокие или низкие температуры, наличие кислотной среды.• Конструктивные особенности модели – вес, размер, уровень шума и другое. Подшипники подобрать по размеру на сайте podsnab может каждый покупатель с помощью удобного поиска конкретной продукции.
Регулировка радиально-упорных подшипников подразумевает выполнение регулировки осевых отверстий. Данная процедура происходит за счет изменения положения наружных колец.
Схемы выполнения монтажных работ
Выделяют три основные схемы установки, которые влияют на особенности воспринимаемых нагрузок. 1. О-образный способ фиксации роликовых моделей (спина к спине). Линии нагрузки в этих моделях расходятся по двум сторонам к оси. В таком случае подшипниковый узел может воспринимать осевые усилия сразу в нескольких направлениях, но каждый из подшипников имеет возможность воспринимать их в одном из направлений. Представленная схема установки гарантирует высокие показатели жесткости для всей конструкции.
Кроме того, этот узел отлично подходит для восприятия моментных усилий.2. Х-образный способ (лицом к лицу). Линии нагрузки сходятся по направлению к оси. В таком случае подшипниковые узлы также могут воспринимать осевые усилия или моментные нагрузки. Однако этот узел отличается меньшими показателями жесткости, а значит – имеет минимальную устойчивость к опрокидованию.
3. Схема под названием «тандем» используется в ситуациях, когда недостаточно осевой и радиальной грузоподъемности одной модели.
Во время представленной фиксации все усилия проходят параллельно друг к другу.
При этом радиальная и осевая нагрузки равномерно распределяются между несколькими устройствами. Такие подшипниковые узлы могут воспринимать осевые усилия, что действуют только в одном из направлений. Когда речь идет о действии осевого усилия в противоположном направлении или при комбинированном типе – рекомендуется добавить еще один или несколько механизмов.
Разные типы установки подшипников позволяют создать оптимальные условия для эксплуатации всевозможных устройств. В качестве опоры также могут быть использованы однорядные модели для универсального монтажа.
Согласованные наборы фиксируются разными способами с учетом определенных требований к показателям жесткости и действующим усилиям. Такие модели для универсального крепежа имеют определенные преимущества, среди которых стоит отметить возможность получения вариативных методов компоновки комплектов.
Монтаж радиально-упорных подшипниковых узлов
Шариковый подшипник, устанавливать который можно с учетом парного зеркального монтажа подразумевает выполнение обязательного процесса осевой затяжки. От способа затяжки и расположения таких рабочих механизмов напрямую зависит эксплуатация всего подшипникового узла.
С учетом определенной схемы крепежа каждая из моделей по-разному будет реагировать на тепловые изменения в системе. К примеру, при большем нагревании корпуса по сравнению с валом, который может быть изготовлен из металла, что имеет повышенный коэффициент линейного расширения, происходит увеличение осевого натяга в схеме Х и уменьшение в схеме О.
Выполнение предварительного натяга
Правильная работа всей конструкции (в том числе и тел качения) зависит от предварительного осевого натяга. Выполнить данный процесс можно за счет следующих шагов:1. Посадка подшипникового узла на мерное осевое смещение обойм наружного типа по отношению к внутренним.2. Затяжка устройств до того момента, как будет происходить сопротивление к вращению.
3. Приложение регулярной осевой силы, что называется пружинным натягом.
Радиально-упорные подшипники, установка которых может происходить по любой из трех перечисленных схем, должны иметь правильный натяг. Именно от этого критерия зависит степень плотности фиксации шариков к беговым дорожкам.
Таким образом, сводится к минимуму износ поверхностей качения, увеличивается степень нагружаемости и продолжительный срок всего рабочего механизма. Кроме того, предупреждается вращение шариков, что происходит в результате гироскопических реакций – это приводит к постепенному уменьшению коэффициента трения.
Важно помнить, что чрезмерный натяг считается опасным, как и недостаточный. В противном случае происходит защемление шариков, высокая подача тепла и перегрузка тел качения.
Выполнение предварительного натяга пружинного типа
Представленный процесс подразумевает дополнительное применение спиральных или тарельчатых пружин. Именно за счет этих элементов обеспечивается высококачественный натяг регулярной величины. Причем данный показатель остается независимым от износа тел качения, тепловых дефектов или изменений линейных размеров.
Пружинный натяг имеет место быть в таких конструкциях:• в опорах, что находятся на определенной (огромной) дистанции друг от друга;• в прецизионных узлах, где важно исключить биение, что негативно сказывается на показателях точности машинных процессов;
• в приборах, активно подвергающимся динамическим усилиям, когда наличие отверстия становится главной причиной возникновения износа тел качения.
Правильная насадка подшипника на вал с соблюдением основных технических условий позволяет подготовить конструкцию к предстоящему рабочему процессу. Таким образом, оборудование будет подготовлено к большим нагрузкам.
Источник: https://podsnab.ru/blog/stati/ustanovka-upornogo-podshipnika
Внутренний зазор и предварительный натяг подшипников
Подшипники используются в конструкциях фиксирующих либо плавающих опор. Для плавающих опор применяют посадку подшипника с зазором, обеспечивающим подвижность внешнего кольца подшипника в осевом направлении (схемы а, б). Обычно плавающей делают опору, которая несёт меньшую часть радиальной нагрузки. При создании фиксирующей опоры длинного вала часто используют два подшипника для увеличения жёсткости (схема б). Температурное перемещение обеспечивается посадкой радиального шарикоподшипника с зазором (внешнее кольцо подвижно) либо применением радиального роликоподшипника с цилиндрическими роликами.
Схемы установки подшипников
Наружные и внутренние кольца фиксирующих опор неподвижны (схема в, г) в осевом направлении и препятствуют смещению вала в ту или в другую сторону. Применение фиксирующих опор допустимо при установке коротких валов враспор в условиях незначительного нагрева. Вал с фиксирующими опорами удобен при монтаже, но требует контроля линейных допусков и учёта теплового расширения, чтобы предотвратить заклинивание тел качения. Для радиально-упорных подшипников установка враспор должна включать возможность осевой регулировки.
Величина внутреннего зазора определяет взаимное расположение пары однорядных радиально-упорных шарикоподшипников. Внутренний зазор выставляют после их монтажа, причём осевую фиксацию обеспечивает второй подшипник.
Предварительный натяг
Для повышения точности и жёсткости подшипниковых узлов, устранения люфтов и улучшения виброакустических параметров, рекомендуют установку подшипников с предварительным натягом. Преднатяг, т.е. заданная осевая нагрузка, компенсирует зазоры подшипника, создаёт упругую деформацию между максимально возможным количеством тел качения подшипника и его кольцами, предотвращает их проскальзывание. Типичные примеры применения преднатяга — это небольшие быстроходные электродвигатели, шпиндели станков и т.п.
Правильно рассчитанный преднатяг может заметно увеличить долговечность подшипников шпинделя станка во всём диапазоне скоростей вращения. Величина преднатяга рассчитывается при разработке дизайна шпинделя, причём в расчёте нужно учесть сложную динамику, тепловой баланс, а также их влияние на величину натяга при высоких скоростях вращения шпинделя.
Центробежные силы, действующие на тела качения, прижимают их к наружному кольцу подшипника, увеличивая преднатяг от лёгкого до среднего или сильного. Без учёта этих процессов, увеличивающих крутящий момент и нагрев подшипника, можно не продлить, а сократить срок его службы.
Неверно рассчитанный преднатяг, повышенная нагрузка, нагрев и ускоренный износ тел качения уменьшают ресурс подшипника.
Классификация преднатяга:
L — легкий преднатяг;
M — средний преднатяг;
S — сильный преднатяг.
Сегодня отсутствует единый стандарт, нормирующий преднатяг, и разные производители подшипников используют различные его определения. Код класса преднатяга может включаться в обозначения подшипников.
Регулировка преднатяга выполняется двумя основными способами:
- твердый, задаётся конструкцией подшипника (п.1.2);
- пружинный, задаётся внешней пружиной(п.3).
Подшипник следует нагружать не более, чем это задано нормами эксплуатации, поскольку сила преднатяга устанавливает баланс параметров жесткость /крутящий момент / увеличение рабочей температуры.
- Установка проставок заданной толщины между одноимёнными (наружными / внутренними) кольцами пары обычных радиально-упорных шарикоподшипников и стяжка вторых колец (внутренних / наружных соответственно) до выборки зазора между ними.
- Применение парных радиально-упорных шарикоподшипников, соприкасающихся парой одноимённых колец, с зазором между второй парой. Стянуть кольца второй пары до выборки зазора.
- Создание требуемой нагрузки на наружное кольцо подшипника при помощи пружины, внутреннее кольцо фиксировано. Это наиболее эффективный натяг, способный увеличить ресурс подшипника. Упругая нагрузка пружины, в отличие от жёсткой стяжки колец, оптимизирует напряжения деформации в точках касания колец и тел качения, а длинный рабочий ход пружины не только стабилизирует зазоры, но и компенсирует температурные перемещения.
Преднатяг чаще всего применяют при установке шариковых радиальных и радиально-упорных подшипников, а также роликовых конических подшипников. Вследствие теплового расширения, на преднатяг и регулировку подшипника может существенно влиять температура подшипникового узла. Факторы, определяющие температуру подшипников — оптимальные смазки, нагрузки, скорости вращения, должны тщательно учитываться. Качество подшипников, их правильный монтаж и эксплуатация, обеспечивают статическую и динамическую жесткость подшипникового узла и как следствие – увеличивают срок службы.
Твердый преднатяг требует точного соблюдения разности уровней торцевых поверхностей наружного и внутреннего колец подшипника. При монтаже подшипника, крышка или гайка сжимает кольца, уравнивая их торцевые поверхности. Сила, возникшая при уравнивании торцов, эквивалентна полному статическому преднатягу подшипника. Допуски обработки торцов колец подшипников от разных производителей заметно различаются, конструкторы должны учитывать это при расчёте желаемого преднатяга. В отсутствие единого промышленного стандарта, критичные параметры допусков нередко упускают при выборе подшипника.
После сборки подшипников со свободными допусками преднатяга в узел, результирующий натяг в подшипниках может существенно измениться. В худшем случае, суммарный преднатяг может уменьшиться, что приведёт к снижению жесткости узла, уводу инструмента, падению точности, потере динамической стабильности, значительному сокращению срока службы инструмента и узла в целом. Проблема контроля и соблюдения допусков становится особо критичной при аварийных ремонтах и замене подшипников в «полевых условиях».
Пружинный преднатяг очень эффективен при малых нагрузках и больших скоростях вращения, обеспечивая оптимальную нагрузку колец подшипников, предотвращая проскальзывание тел качения и неизбежные повреждения в результате. Экспериментально определено, что роликоподшипнику нужна минимальная нагрузка, составляющая 2% C, а шарикоподшипнику – 1% C, где С — номинальная статическая и динамическая нагрузка согласно каталогу или тех. паспорту. Минимальную нагрузку следует увеличить, если на подшипник действуют большие ускорения, если скорость вращения составляет 50 % и более от предельного значения, заявленного производителем.
При скоростях вращения выше 350 000 DN (= D внутренний диаметр подшипника, мм * N скорость вращения, об/с) разгрузка может привести к аварии подшипникового узла. Кроме проскальзывания и нагрева, в подшипниках возникают другие нежелательные явления, в том числе деградация смазки, неравномерная нагрузка на тела качения, ведущая к разрушению сепаратора.
Практический пример
Комплекты подшипников имеют три группы зазора:
- СА – осевой зазор уменьшен;
- СВ – осевой зазор стандартный;
- СС — осевой зазор увеличен.
Комплекты подшипников имеют три группы натягов:
GA -лёгкий, GВ — средний, GC — тяжёлый.
Подшипники с предварительным натягом предназначены только для парной установки, так как возрастает риск увеличения предварительного натяга.
Таблица 1: Осевой внутренний зазор спаренных однорядных радиально-упорных шарикоподшипников установленных по О-образной или Х-образной схемам
| Диаметр | Осевой внутренний зазор отверстия Класс | ||||||
| d | CA | CB | CC | ||||
| более | включая | мин. | макс. | мин. | макс. | мин. | макс. |
| мм | мкм | ||||||
| 10 | 18 | 5 | 13 | 15 | 23 | 24 | 32 |
| 18 | 30 | 7 | 15 | 18 | 26 | 32 | 40 |
| 30 | 50 | 9 | 17 | 22 | 30 | 40 | 48 |
| 50 | 80 | 11 | 23 | 26 | 38 | 48 | 60 |
| 80 | 120 | 14 | 26 | 32 | 44 | 55 | 67 |
| 120 | 180 | 17 | 29 | 35 | 47 | 62 | 74 |
| 180 | 250 | 21 | 37 | 45 | 61 | 74 | 90 |
| 250 | 315 | 26 | 42 | 52 | 68 | 90 | 106 |
Таблица 2: Предварительный натяг однорядных радиально-упорных шарикоподшипников, предназначенных для универсального монтажа по О-образной или Х-образной схемам
| Диаметр отверстия | Преднатяг Класс | |||||||||||
| d | GA | GB | GC | |||||||||
| от | включая | мин. | макс | макс. | мин. | макс. | мин. | макс. | мин. | макс. | мин. | макс. |
| мм | мкм | N | мкм | N | мкм | N | ||||||
| 10 | 18 | +4 | -4 | 80 | -2 | -10 | 30 | 330 | -8 | -16 | 230 | 660 |
| 18 | 30 | +4 | -4 | 120 | -2 | -10 | 40 | 480 | -8 | -16 | 340 | 970 |
| 30 | 50 | +4 | -4 | 160 | -2 | -10 | 60 | 630 | -8 | -16 | 450 | 1 280 |
| 50 | 80 | +6 | -6 | 380 | -3 | -15 | 140 | 1 500 | -12 | -24 | 1 080 | 3 050 |
| 80 | 120 | +6 | -6 | 410 | -3 | -15 | 150 | 1 600 | -12 | -24 | 1 150 | 3 250 |
| 120 | 180 | +6 | -6 | 540 | -3 | -15 | 200 | 2 150 | -12 | -24 | 1 500 | 4 300 |
| 180 | 250 | +8 | -8 | 940 | -4 | -20 | 330 | 3 700 | -16 | -32 | 2 650 | 7 500 |
| 250 | 315 | +8 | -8 | 1 080 | -4 | -20 | 380 | 4 250 | -16 | -32 | 3 000 | 8 600 |
Источник: http://www.smalley.ru/stati/vnutrennij-zazor-i-predvaritelnyj-natyag-podshipnikov
Зазоры в подшипниках
Под зазором в подшипнике качения или скольжения подразумевают величину перемещения, образующуюся при сдвиге одного кольца подшипника относительно другого в радиальном (радиальный зазор) Gr или осевом (осевой зазор) Ga направлениях. Внутренний зазор оказывает большое влияние на рабочие характеристики подшипников (усталостная долговечность, вибрация, шумность, нагревание и другие), поэтому правильно подобранный зазор по важности при подборе подшипников занимает третье место после определения его типа и размера.
Приходится часто сталкиваться с ошибочным мнением некоторых потребителей, которые, видимо, не представляя, что такое зазор и зачем он нужен, проверяют «качество» (по их мнению) изделия, перемещая кольца относительно друг друга и из того, насколько возможно это смещение (осевой зазор), делают вывод о том, насколько данный подшипник качественный. При этом нелепой процедуре часто подвергаются подшипники с заведомо увеличенным зазором или такой конструкции (например, радиально-упорные шариковые), где по определению кольца обязаны перемещаться относительно друг друга.
Помимо радиального и осевого различают также три других вида зазоров: начальный, посадочный и рабочий.
Установка роликового подшипника
Успешная установка роликоподшипников зависит от множества факторов, среди которых важнейшими можно назвать квалификацию специалиста, наличие необходимой оснастки и точное соблюдение технологии монтажа. Так как этот подшипниковый узел обычно устанавливают там, где вал работает с большими нагрузками, то ответственность этой детали особенно велика. Нарушения, допущенные при выполнении работ, могут привести не только к снижению эффективности механизма, но и к его выходу из строя и последующему дорогостоящему ремонту. Не менее важным этапом является и последующая регулировка опоры, перед первым запуском оборудования или машины.
Подготовка к монтажу роликоподшипников
Как и любой другой монтаж подшипников, работа по установке роликовых опор требует серьезной подготовки. В первую очередь необходимо подготовить место проведения работ – убрать лишние детали и инструменты, очистить поверхности от пыли, смазки и других загрязнений. После этого производят тщательный осмотр посадочных мест и, в случае обнаружения дефектов рабочих поверхностей, таких как вмятины, заусенцы и выбоины, выполняют работу по их устранению.
Кроме этого правила установки предписывают произвести замеры посадочных мест, с которыми будет контактировать опора. Должны быть соблюдены и все требования к допускам и показателям шероховатости. При замере посадочных мест вала используют микрометр, а для корпуса – нутромер. Наружный осмотр вала должен показать его прямолинейность и правильную геометрическую форму. Проверяют и систему подачи смазки к опорному элементу и, если она засорилась, то производят промывку.
Также проверяют перед установкой и роликовый подшипник. Деталь осматривают на предмет дефектов и повреждений, а кроме этого сверяют маркировку, нанесенную на наружное кольцо изделия с требованиями, указанными в чертежах. Особенно тщательно проверяют упорный и конический подшипник, так как их рабочий зазор должен быть выдержан строго в соответствии с требованиями конструкторов.
Стоит также проверить легкость вращения колец детали, чтобы убедиться в отсутствии загрязнений, перекосов и других факторов, мешающих движению тел качения. Если в детали отсутствует смазка, то ее наносят в достаточном количестве, согласно рекомендациям производителя.
Перед началом монтажа должна быть внимательно изучена схема расположения опор и, если их несколько, разрабатывают план работы. Это необходимо для того, чтобы определить последовательность, исключающую накладки при монтаже разных опор. Для установки роликового подшипника используют ручные или гидравлические прессы. Эти устройства обеспечивают плавный и равномерный монтаж с приложением оптимального усилия к элементам детали и таким частям механизма как корпус и вал. Ни в коем случае нельзя передавать усилие через тела качения и сепараторы. Силу передают на кольцо подшипника при помощи специальных монтажных втулок и других приспособлений.
Устанавливать ролик нужно в такой последовательности:
• На посадочные места наносят тонкий слой пластичной смазки;• Определяют ориентацию колец монтируемого подшипника;• Стакан монтажного устройства направляют на устанавливаемое кольцо, точно соблюдая ориентацию по осевой линии; • Проверяют правильность расположения точек подачи смазки;• Прикладывают пробную, относительно небольшую нагрузку;• Производят полную установку детали с ее посадкой на место, предусмотренное чертежом;• Выполняется окончательная сборка опоры с установкой стопорных колец, прокладок, сальников, уплотнений и прочих элементов.
• Когда все детали установлены на места, еще раз проверяют правильность монтажа. После этого выполняется сборка подшипникового узла – если предусмотрен корпус, то его закрывают.Нужно учитывать, что установка конических подшипников имеет важную особенность – все детали такой опоры монтируются отдельно. Внутренний элемент, представляющий собой кольцо с роликами, напрессовывается на вал, после чего закрепляется в корпусе наружное кольцо. После того, как все части изделия займут свои проектные места, производят регулировку осевого зазора.
Если устанавливается радиальный или упорный подшипник больших размеров, то иногда детали узла предварительно нагревают. Температура не должна быть слишком высокой, чтобы не повредить материал подшипника. Обычно достаточно повысить температуру так, чтобы она на 60-80 градусов выше температуры среды, в которой находится монтируемая деталь. При установке изделия в корпус, его посадочное место также нагревают, но в этом случае температуру нельзя поднимать выше 120 градусов.
При таком воздействии на узлы важно помнить о температурных ограничениях материалов – многие уплотнения подшипников не рассчитаны на такой разогрев.
Регулировка роликового подшипника
Важной частью работы по установке роликового подшипника является регулировка осевого зазора изделия. Для этого используют разные приемы, но чаще всего изменяют толщину прокладки, устанавливаемой между крышкой, которая прижимает внешнее кольцо изделия и корпусом. В том случае, если присутствует установочный винт, зазор выставляют при помощи этого приспособления. Также иногда регулировку выполняют при помощи винта перемещающего наружное кольцо подшипника.
Рис.1 Способы регулировки зазора в подшипниках
Проверка качества установки подшипника включает в себя несколько операций. В первую очередь щупом исследуют окружность прилегания подшипника к бурту. После этого вращают кольцо изделия рукой, чтобы проверить, нет ли помех вращению внутри узла. Также исследуют правильность расположения проточек для подачи масла, осматривают уплотнения и запускают механизм на малых оборотах, чтобы убедиться в отсутствии посторонних шумов и вибраций в подшипнике.
Совершенно очевидно, что даже самая тщательная сборка, проведенная квалифицированным специалистом, не покажет хороший результат, если будет выполняться установка некачественной опоры. Наша компания предлагает купить подшипники в Москве от самых известных мировых брендов по лучшим в регионе ценам. У нас есть все виды опорных элементов для любых отраслей промышленности. В нашем ассортименте вы можете найти любой роликовый или шариковый подшипник или опору скольжения.
Наша компания предлагает оперативную доставку изделий по всей территории России, а также официальную гарантию от производителя.
Источник: https://prom-pod.ru/articles/15/ustanovka-rolikovogo-podshipnika.html
