6

Стандартная посадка с натягом неразъемного прессового соединения выбирается из условия, чтобы Nmax П Nmax F .

Пример расчета и выбора посадки с натягом для неразъемного прессового соединения приведен в [17].

Более подробные сведения по этому подразделу отражены в

[1, С. 222...228; 5, С. 331...339].

4.13. Общие сведения о подшипниках качения (ПК)

Подшипники качения (ПК) являются наиболее распространенными стандартными изделиями. Они обладают полной внешней взаимозаменяемостью (ВЗ) по наружному D и внутреннему d диаметрам колец и неполной ВЗ между кольцами и телами качения.

Подшипники качения обозначаются по ГОСТ 3189-75 справа налево в следующей последовательности:

9 8 – 7 65 4 3 21 А В С,

где А – вид рекомендуемой смазки; В – рабочая температура; С – материал сепаратора; 12 – первые две цифры, умноженные на 5, определяют внутренний диаметр подшипника d (при 00 – d=10; 01 – d=12; 02 – d=15; 03 – d=17; 04 – d=04x5=20 мм); 3 – серия диа-

метров; 4 – тип подшипника (0 – шариковый радиальный); 56 – конструктивная разновидность (05 – канавка на наружном кольце, 15 – защитная шайба у шариковых ПК); 7 – серия ширин; 8 – класс точности подшипника (проставляется через тире); 9 – группа начальных радиальных зазоров.

Нули в обозначении не проставляются. Например, по номеру подшипника 5 – 120 можно определить, что это шариковый радиальный однорядный подшипник качения; особо легкой серии диаметров 1 и нормальной серии ширин 0; выполнен по пятому классу точности с радиальными зазорами по нормальной группе; D = 150, d = 100, B = 24 мм.

Классы точности ПК обозначаются в порядке повышения их точности следующими цифрами:

0 – нормальная (повышенная) точность;

6 – высокая;

5 – особо высокая;

4 – сверхвысокая;

2 – прецизионная.

71

Точность подшипника качения определяется величиной радиального и торцового биения его колец.

В ПК наблюдаются следующие виды радиальных зазоров: начальный (до установки подшипника), посадочный (после установки) и рабочий (в процессе эксплуатации).

Подшипники качения являются точными изделиями, поэтому отверстия в корпусе и валы, на которые они устанавливаются, должны быть обработаны по ГОСТ 3325-55 соответствующим об-

разом (табл. 4.4…4.6).

				Таблица 4.4
Квалитеты на изготовление деталей, сопрягаемых
	с подшипником качения
Классы точности		Квалитеты
ПК
		отверстие в корпусе		вал
0,6		7		6
5,4		6		5	4.5
				Таблица

Допускаемые овальность, конусность, радиальное и торцовое биение деталей, сопрягаемых с ПК

Классы точности	Погрешности формы и биение
ПК	отверстие в корпусе	вал
0,6	JTф = 0,5 JTD	JTф = 0,5 JTd
5,4	JTф = 0,25 JTD	JTф = 0,25 JTd

Примечания:

1.JTD, JTd – допуски на изготовление размеров отверстия и вала.

2.JTф – допуск на погрешность формы и биение этих деталей.

На рабочих чертежах деталей, сопрягаемых с ПК, значение параметра Ra необходимо проставлять не больше, чем в табл. 4.6.

Для лучшего усвоения приведенных данных смотри

[1, С. 231…235; 2, С. 117…122].

72

Таблица 4.6

Шероховатость поверхностей деталей, сопрягаемых с подшипниками качения

Сопряга-	Классы	Номинальные диаметры, мм
		до 80	свыше 80 до 500
емые	точности	Параметр шероховатости Ra,
детали	ПК		мкм
Отверстие в	0	1,25	2,50
корпусе	6,5,4	0,63	1,25
вал	0	1,25	2,50
	6,5	0,63	1,25
	4	0,32	0,63

4.14. Виды нагружения колец ПК. Схема полей допусков посадок колец подшипника качения

Кольца подшипника качения могут быть нагружены следующим образом.

1.При местном нагружении постоянная по величине радиальная нагрузка действует на один и тот же участок окружности кольца подшипника, которое передает ее такому же ограниченному участку поверхности отверстия в корпусе или вала, вызывая их местный износ.

Местно нагруженным считается то кольцо подшипника качения, которое соединено с невращающейся деталью в узле или механизме.

Например, в коробке передач автомобиля корпус не вращается, значит, местно нагруженным будет наружное кольцо ПК. Передняя ось автомобиля неподвижна, поэтому местно нагруженным является внутреннее кольцо подшипника.

Местно нагруженное кольцо подшипника качения устанавливается в корпус или на вал с небольшим зазором.

Это позволит избежать заклинивания тел качения при установке подшипника. Под действием толчков и вибрации местно нагруженное кольцо будет периодически проворачиваться, его износ станет более равномерным, а долговечность возрастет.

2.Циркулярно нагруженное кольцо воспринимает радиальную нагрузку последовательно всей своей окружностью и передает ее

73

также всей посадочной поверхности отверстия в корпусе или вала, на которые устанавливается ПК.

Циркулярно нагруженным считается то кольцо подшипника качения, которое в узле соединено с вращающейся деталью.

Например, в коробке передач вращается вал и циркуляционно нагруженным будет внутреннее кольцо ПК. В передней оси автомобиля вращается ступица колеса – значит, циркуляционно нагруженным является наружное кольцо подшипника.

Циркуляционно нагруженное кольцо подшипника качения устанавливается в корпус или на вал по переходной посадке с небольшим натягом, чтобы исключить их проворачивание относительно друг друга, которое может привести к перегреву и быстрому износу узла.

Из-за тонкостенной конструкции подшипника и возможного заклинивания при сборке прессовые посадки для установки ПК не применяются. Также не применяются переходные посадки, обеспечивающие натяг одновременно на двух кольцах подшипника.

Посадки подшипника качения на вал или в корпус выбирают отдельно для каждого кольца в зависимости от типа и размеров подшипника, режима его работы и вида нагружения колец.

Схема полей допусков посадок колец подшипников качения различных классов точности приведена на рис. 4.12.

Наружное кольцо подшипника качения представляет собой вал, поэтому допуск на его изготовление откладывается в "минус", т.е. вниз от нулевой линии.

Внутреннее кольцо подшипника является отверстием, но его поле допуска расположено не в "плюс", как у обычного основного отверстия, а тоже в "минус".

При таком перевернутом расположении поля допуска внутреннее кольцо подшипника может быть установлено на вал с натягом по обычным переходным, а не специальным посадкам.

Поля допусков на изготовление наружного и внутреннего колец ПК обозначаются соответственно l и L. Цифрой указывается класс точности подшипника, например: l5; L5 - подшипник пятого класса точности.

Дополнительный материал по рассматриваемому вопросу со-

держится в [1, С. 232...237; 6,С. 281...288].

74

L6

Рис. 4.12. Схема полей допусков посадок колец подшипников качения

4.15.Расчет и выбор переходной посадки циркулярно нагруженного кольца подшипника качения

Переходную посадку с натягом назначают для циркулярно нагруженного кольца подшипника качения.

Выбор посадки производится по интенсивности радиальной нагрузки PR, которая вычисляется по следующей формуле:

PR R K1 K2 K3 , b

где R – радиальная нагрузка на подшипник качения; K1 – динамический коэффициент, зависящий от характера нагрузки; K2 – коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе; K3 – коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки между рядами тел подшипника качения; b – рабочая ширина посадочного места ПК (b B 2 r, где B – ширина подшипника; r – координата монтажной фаски кольца подшипника).

75

Рекомендуемые переходные посадки для установки колец подшипника качения в корпусе и на валу редуктора выбираются из

[1, С. 238] или [6, С. 287].

Для надежности установки циркуляционно нагруженного кольца на валу или в корпусе рекомендуется определить наименьший расчетный натяг NminR, при котором не произойдет проворачивание колец ПК на вращающихся деталях:

	NminP	13	R k	,
		b	106

где k – конструктивный коэффициент подшипника. Переходную посадку выбирают из условия NminП NminP .

При этом во избежание разрыва колец ПК при запрессовке наибольший натяг посадки NmaxП не должен превышать допустимого натяга [N]:

	11,4 [ P			] k d
	[N]				NmaxП
			(2 k 2) 103
		11,4 [ P		] k D
или	[N]					NmaxП	,
			(2 k 2) 103

где [ P ] – допускаемое напряжение на растяжение материала подшипника.

Из двух выбранных посадок циркуляционно нагруженного кольца окончательно выбирается та посадка, которая обеспечивает минимальный положительный посадочный зазор qП между кольцами и телами качения ПК

qП qср.Н d или qП qср.Н D ,

где qср.Н - средний начальный радиальный зазор в подшипнике;

D , d - диаметральная деформация колец подшипника качения при установке с натягом.

Пример обозначения посадки циркуляционно нагруженного наружного кольца ПК шестого класса точности: Ø90 N7/l6.

Для установки местно нагруженных колец подшипника с зазором применяются поля допусков G, H или g, h в соответствующих квалитетах (рис. 4.12).

Пример обозначения посадки местно нагруженного внутреннего кольца подшипника шестого класса точности: Ø40L6/g6.

76

Примеры расчета и выбора переходной посадки для циркуляционно нагруженного кольца ПК и посадки с зазором для местно нагруженного кольца приведены в [17].

Более подробные сведения по этому подразделу отражены в

[1, С. 235...240; 6, С. 283...288].

4.16. Калибры для контроля гладких цилиндрических деталей

При крупносерийном и массовом производстве точность изготовления цилиндрических деталей целесообразно контролировать не универсальными, а специальными измерительными средствами - калибрами.

Калибры – это предельные меры для контроля соответствия действительных диаметров втулок и валов предельно допустимым значениям.

Проконтролировать - значит установить факт годности или негодности проверяемого размера, что часто возможно и без измерения его действительной величины.

Для определения годности диаметров втулок применяются ка- либры-пробки (рис. 4.13), валов - калибры-скобы (рис. 4.14).

Деталь считается годной, если проходная сторона ПР входит в отверстие или надевается на вал под собственным весом калибра, а непроходная сторона НЕ не входит в отверстие (на вал).

Для повышения износостойкости и долговечности проходную сторону калибра-пробки делают длиннее непроходной, что позволяет также различать их визуально.

По конструкции калибры делятся на цельные и составные, жесткие и регулируемые. Последний тип калибров в настоящее время практически не применяется.

Рис. 4.13. Калибр-пробка двусторонний двупредельный

По технологии изготовления калибры могут быть литыми или штампованными, из твердого сплава марок ВК6, ВК8 или инстру-

77

ментальной стали У8А, У10А, У12А. Твердость рабочих поверхностей должна быть в пределах НКС 59...65.

Рис. 4.14. Калибр-скоба двусторонний двупредельный

По назначению калибры подразделяются на рабочие и контрольные.

Рабочие калибры Р-ПР и Р-НЕ предназначены для контроля действительных размеров втулок и валов непосредственно на рабочем месте. Частично изношенные рабочие калибры используются в качестве приемных контролерами ОТК.

Контрольные калибры служат для проверки только рабочих калибров-скоб, для калибров-пробок они не предусмотрены.

Контрольные калибры-пробки К-ПР и К-НЕ применяются на заводах-изготовителях для приемки новых Р-ПР и Р-НЕ калибровскоб.

Впроцессе эксплуатации Р-ПР сторона скобы изнашивается и величина износа проверяется контрольной пробкой К-И.

Воснову конструирования калибров положен принцип подобия Тейлора, согласно которому проходные калибры по форме должны быть прототипом сопрягаемых деталей.

Поэтому калибры для контроля отверстий должны изготавливаться в виде пробки (части вала), а контроля валов - в виде кольца (втулки).

На практике калибры для проверки валов больших диаметров или сложной формы, например, коленчатых, изготавливают в виде

78

скоб. Скобами также контролируются диаметры валов, закрепленных в центрах металлорежущих станков.

При изготовлении скоб принцип подобия нарушается, но качество контроля деталей не снижается при многократном повторном их применении.

Нормальные калибры, которые обычно называют шаблонами, представляют собой стальные пластины толщиной 2...5 мм с точно выполненным фасонным рабочим контуром.

При работе с этим калибром о годности того или иного элемента детали судят по степени его прилегания к проверяемой поверхности.

Точность изготовления детали тем выше, чем меньше протяженность и величина получающихся между ними зазоров, которые оценивают “на просвет”, по следам слегка смазанного краской шаблона либо с помощью набора щупов.

В промышленности шаблоны применяют для получения криволинейных контуров и фасонных поверхностей при штамповке и отливке деталей (фасонные рукоятки, кузовные детали автомобиля), при изготовлении фасонного режущего инструмента (фрезы, резцы, абразивные круги) и т.д.

По форме шаблоны также бывают угловыми, радиусными, гантельными и т.п.

Большинство шаблонов изготавливают в паре с контршаблоном, профиль которого окончательно доводят с проверкой на проекторе, добиваясь его точного совпадения с контуром тщательно вычерченного в масштабе 1:10 профиля на листе ватмана.

Контршаблон используют для доводки контура шаблона и изготовления нужного количества его копий; периодической проверки шаблонов в процессе их эксплуатации; заточки в необходимых случаях фасонного режущего инструмента.

Для лучшего усвоения приведенных данных смотри

[1, С. 240...243; 2, С. 104...109, 116...117].

4.17.Допуски на изготовление калибров-пробок

икалибров-скоб

Допуски на калибры задаются в 5…10 раз меньше допусков тех деталей, для проверки которых они предназначены.

79

Поля допусков Р-ПР и Р-НЕ сторон калибра располагаются в границах табличного поля допуска контролируемой детали.

Допуск на изготовление рабочих калибров-пробок обозначается буквой Н (или Нs – со сферической измерительной поверхностью).

На схеме полей допусков непроходная сторона калибрапробки совпадает с верхним предельным отклонением контролируемого отверстия.

Проходная сторона пробки смещена внутрь проверяемого поля допуска отверстия на величину Z.

Для Р-ПР калибра, который в процессе контроля деталей изнашивается, кроме допуска на изготовление, предусмотрен допуск на износ.

Для размеров до 500 мм износ Р-ПР стороны с допуском JT8 включительно может выходить за нижнюю границу поля допуска отверстия на величину Y.

Для этого же калибра с допусками JT9…JT17 граница износа проходит по нижнему предельному отклонению отверстия.

Схемы полей допусков калибров-пробок приведены в

[4, С. 2…3], значения H, Y, Z - в [4, С. 8…11].

Допуски на изготовление рабочих калибров-скоб обозначаются буквой Н1, контрольных калибров - Нр.

В квалитетах 6 и 8…10 допуски Н1 примерно на 50% больше допусков Н для пробок, что объясняется большей сложностью изготовления скоб. В квалитетах 7, 11 и грубее допуски Н и Н1 равны.

Допуски Нр равны для всех типов контрольных калибровпробок.

На схеме полей допусков непроходная сторона калибра-скобы совпадает с нижним предельным отклонением контролируемого вала.

Проходная сторона калибра-скобы смещена внутрь проверяемого поля допуска вала на величину Z1.

Для Р-ПР стороны скобы, которая в процессе контроля валов изнашивается, кроме допуска на изготовление, предусмотрен допуск на износ.

У Р-ПР стороны скобы с допуском до JT8 включительно износ может выходить за верхнюю границу поля допуска контролируемого вала на величину Y1.

80