Задача установки
Основная задача соосного крепления заключается в надежной фиксации внутреннего или наружного кольца подшипника на валу или в посадочном месте подшипника. Это необходимо для предотвращения нежелательного кругового проскальзывания по рабочей поверхности. Данное незначительное смещение по окружности, часто называемое скольжением, может спровоцировать ряд проблем, включая чрезмерный нагрев, износ рабочей поверхности, что приводит к попаданию железной пыли внутрь подшипника, и вибрацию. Следовательно, это делает невозможной надлежащую эксплуатацию подшипника.
Таким образом, для подшипников, подверженных риску проворачивания под нагрузкой, как правило, требуется обеспечить плотную посадку между кольцом и валом или корпусом посредством посадки с натягом. Это обеспечивает надежную фиксацию и предотвращает нежелательные перемещения.
Предельные отклонения размеров и системы посадок для валов и корпусов подшипников.
В метрической системе допуски на диаметры валов и отверстий корпусов подшипников устанавливаются согласно стандарту ISO 286. На основании выбранного допуска определяется посадка подшипника на вал или в корпус. Величины допусков на размеры отверстий и валов под подшипники, а также рекомендуемые значения для подшипников класса точности P0 представлены на иллюстрации 1. Выбор подходящих значений обеспечивает оптимальную работу подшипникового узла, учитывая условия эксплуатации и тип нагрузки.
Определение оптимального метода соединения.
При определении наиболее подходящего варианта соединения необходимо тщательно анализировать условия функционирования подшипников. Следует принимать во внимание такие факторы, как:
- тип и интенсивность нагрузки,
- температурный режим в процессе эксплуатации,
- величина внутреннего зазора подшипника,
-точность обработки, материал и толщина стенок посадочных поверхностей, включая валы.
Также важны методы установки и демонтажа, необходимость применения сопрягаемых поверхностей для компенсации теплового расширения вала. Тип и размер подшипников указаны в таблице 3.
Обобщив вышеуказанные параметры, можно сделать обоснованный выбор посадки, учитывая специфические требования к узлу и условия его работы.
Влияние вида нагрузки
Нагрузка на подшипник может быть разделена на
- нагрузку вращения внутреннего кольца,
- нагрузку вращения внешнего кольца и
- ненаправленную нагрузку.
Взаимосвязь типа нагрузок с посадкой показана в таблице 2
Влияние величины нагрузки
При радиальной нагрузке происходит деформация внутреннего кольца подшипника. В частности, наблюдается его сжатие и растяжение в направлении оси, в то время как окружность претерпевает незначительное увеличение. В результате этого исходный радиальный зазор внутри подшипника сокращается. Уменьшение величины зазора можно рассчитать ниже.
Таким образом, при эксплуатации подшипника в условиях значительной радиальной нагрузки, превышающей 25% от номинальной грузоподъемности (CO), рекомендуется использовать более плотную посадку, чем в случаях работы с малыми нагрузками. Аналогично, при наличии ударных нагрузок также предпочтительна более плотная посадка.
Влияние неровностей на поверхности соединения
Принимая во внимание пластическую деформацию контактирующей поверхности, следует отметить, что качество обработки поверхности, на которую устанавливается подшипник, оказывает значительное влияние на эффективную площадь контакта после монтажа. Этот параметр может быть приблизительно оценен с использованием соответствующих методик ниже.
Следовательно, в случаях, когда температура подшипника превышает температуру вала, рекомендуется увеличивать натяг при посадке. Помимо этого, необходимо учитывать, что радиальные зазоры между наружным кольцом и посадочным местом подшипника могут подвергаться изменениям, обусловленным различиями в температуре или различиями в коэффициентах теплового расширения материалов. Таким образом, следует учитывать использование скользящей поглощающей прокладки между наружным кольцом и посадочной поверхностью корпуса подшипника для поглощения теплового расширения.
Максимальная внутренняя нагрузка на подшипник, возникающая в процессе эксплуатации
При использовании посадки с зазором, кольцо подшипника подвергается деформации, расширяясь или сжимаясь, что вызывает возникновение нагрузки. Превышение допустимого уровня нагрузки может привести к повреждению кольца, что требует особого внимания при проектировании и эксплуатации. Для определения максимальной нагрузки в процессе работы, применяется расчетная формула, представленная в таблице 3. В целях обеспечения надежной эксплуатации, рекомендуется, чтобы максимальный зазор не превышал 0,001 от диаметра вала. Также, предельное значение нагрузки σ, рассчитанное по формуле в таблице 3, не должно превышать 120 МПа.
И еще:
Когда требуется особо высокая точность вращения, необходимо повысить точность вала и посадочного места подшипника. По сравнению с валом, посадочное место подшипника обычно трудно поддается обработке и имеет низкую степень точности. Поэтому рекомендуется ослабить посадку между наружным кольцом и посадочным местом подшипника. При использовании полых валов и тонкостенных посадочных мест под подшипники подгонка должна быть более плотной, чем обычно. При использовании разъемных подшипников посадка наружного кольца должна быть ослаблена. Для посадочных мест подшипников из литого алюминия или легкого сплава посадка должна быть более плотной, чем обычно.
Рекомендации к установке
Как уже говорилось в разделе 1, для выбора подходящей опоры необходимо учитывать различные факторы, такие как характер и величина нагрузки на подшипник, температура, методы монтажа и демонтажа и т.д. Однако при определении фактической посадки необходимо также учитывать прошлый опыт установки. Распространенные варианты комбинаций подшипников метрической серии приведены в таблице 4. Наиболее часто используемые рекомендации по комбинированию для различных типов подшипников приведены в таблицах 5-8.
