Диаметр вала под подшипник: 2.3.3. Определение диаметра вала под подшипник. Выбор подшипника.

2.3.3. Определение диаметра вала под подшипник. Выбор подшипника.

После определения
диаметра конца вала и размеров шпонки
необходимо определить диаметр вала в
точке 2 под подшипником. Он определяется
из того условия, что на конце вала
находится призматическая шпонка, которая
устанавливается на валу по посадке с
натягом и после установки не должна
удаляться. При сборке и разборке узла,
подшипник должен свободно одеваться и
сниматься через шпонку, то есть должно
выполняться следующее условие (рис.4)

t1 h

dkdп

Рис.
2

dп

dк
+2 (h
– t1)
(3)

Для концов валов
dk
55мм выполнение рекомендации (3) приводит
к резкому увеличению диаметральных
размеров и, как следствие, веса вала.

Поэтому в данном
случае принимается

dп

dк.
(4)

Диаметр вала под
подшипник dп
округляется в большую сторону и
назначается ближайший больший кратный
5, т.к. внутренние диаметры подшипников,
начиная с 20 мм, являются кратными 5.

По этому диаметру
dп
подбирается по ГОСТ 28428 – 90 подшипник
легкой серии и определяются его размеры.

Для приводного
вала конвейера желательно применять
подшипники типа 1000 – шариковые радиальные
двухрядные сферические (рис. 5), так как
они допускают наибольший перекос колец
подшипника (до 2,5о…..
3о).
Этот перекос может возникнуть из – за
недостаточной жесткости вала, малой
жесткости рамы под валом и погрешностей
монтажа корпусов подшипников.

Окончательно
принимаем диаметр вала под подшипник
в соответствии с размерами подшипников
dп
= 55 мм

B

r

D

r

d

Рис. 3

П
редварительно
рекомендуется принимать подшипники
легкой серии, которые предназначены
для средних нагрузок. Следует отметить,
что такой же диаметр вала dп
будет и в точке 5, где устанавливается
точно такой же подшипник, как и в точке
2. Подшипники выбираются по диаметру
вала dп,
определенному ранее, а в дальнейшем
рассчитываются по статической и
динамической грузоподъемности.

Выбираем подшипник
шариковый радиальный сферический
двухрядный легкой серии номер 1211 (таблица
4). Размеры этого подшипника:

d
= 55 мм, D
= 100 мм, В = 21 мм, r
= 2,5 мм.

Выбираем:
«Подшипник
1211 ГОСТ 28428-90»

Таблица 4. Подшипники
шариковые радиальные сферические
двухрядные

(из ГОСТ 28428-90)

Обозначение

Размеры, мм

Грузоподъемность,
кН

Расчетные
параметры

d

D

B

r

Cr

C0r

e

Fa/Fr
e

Fa/Fr
e

Y0

X

Y

X

Y

Легкая серия

1204

1205

1206

1207

1208

1209

1210

1211

1212

1213

1214

1215

1216

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

47

52

62

72

80

85

90

100

110

120

125

130

140

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

1,5

1,5

1,5

2

2

2

2

2,5

2,5

2,5

2,5

2,5

3,0

10,0

12,2

15,6

16,0

19,3

22,0

22,8

27,0

30,0

31,0

34,5

39,0

40,0

3,45

4,4

6,2

6,95

8,8

10,0

11,0

13,7

16,0

17,3

19,0

21,6

23,6

0,27

0,27

0,24

0,23

0,22

0,21

0,21

0,2

0,19

0,17

0,18

0,18

0,16

1

2,31

2,32

2,58

2,74

2,87

2,97

3,13

3,2

3,4

3,7

3,5

3,6

3,9

0,65

3,57

3,6

3,99

4,24

4,44

4,6

4,85

5,0

5,27

5,73

5,43

5,57

6,10

2,42

2,44

2,7

2,87

3,01

3,11

3,28

3. 39

3,57

3,88

3,68

3,77

4,13

Средняя серия

1304

1305

1306

1307

1308

1309

1310

1311

1312

1313

1314

1315

1316

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

52

62

72

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

15

17

19

21

23

25

27

29

31

33

35

37

39

2

2

2

2,5

2,5

2,5

3

3

3,5

3,5

3,5

3,5

3,5

12,5

18,0

21,2

25,0

29,0

38,0

41,5

51,0

57,0

62,0

75,0

80,0

88,0

4,4

6,7

8,5

10,6

12,9

17,0

19,3

24,0

28,0

31,0

37,5

40,5

45,0

0,29

0,28

0,26

0,25

0,23

0,25

0,24

0,23

0,23

0,23

0,22

0,22

0,22

1

2,17

2,26

2,46

2,57

2,61

2,54

2,68

2,70

2,80

2,79

2,81

2,84

2,92

0,65

3,35

3,49

3,80

3,98

4,05

3,93

4,14

4,17

4,33

4,31

4,35

4,39

4,52

2,27

2,36

2,58

2,69

2,74

2,66

2,80

2,82

2,93

2,92

2,95

2,97

3,06

Допуски и посадки подшипников

Такие важные характеристики, как эффективность и продолжительность эксплуатации подшипников, зависят от их посадки в узлах вращения. Подбор, согласно установленным допускам, позволяет использовать подшипники, соответствующие точности хода и габаритам конкретного узла.

Для практической детализации номинальных размеров относительно производственных возможностей, параметры допусков и посадок подшипников систематизированы и стандартизированы. В отечественной системе эти параметры диктуются стандартами соответствующих видов и типов изделий, а технические требования для размеров, конструкций, материалов валов и корпусов в узлах вращения устанавливаются ГОСТ 3325-85. В международной стандартизации эти параметры и принципы регламентируются ISO 492.



Допуски подшипников
— это нижние и верхние пределы отклонений размеров от номинальных конструктивных. На основе ГОСТ 25348-82, единая система допусков и посадок (ЕСДП) включает 20 степеней точности или квалитетов, основная часть которых, имеющая практическое распространение, сведена в таблице:


При изготовлении шариковых и роликовых подшипников руководствуются квалитетами 6 и 7, иногда 8. Чем ниже номер квалитета, тем меньше допуски, соответственно, выше точность.

Различные варианты посадки образуются из сочетаний допусков на валах/отверстиях и обеспечивают:

  • Зазор, обозначаемый a, b, c, d, e, f, g, h
  • Минимальный зазор и минимальный натяг, обозначаемые js, k, m, n
  • Натяг — p, r, s, t, u, x, z


На основе этого сформировалась система обозначений и применения посадок, в рамках которой поя допусков подшипников качения считаются неизменными. Значения допусков диаметров подшипников, относящихся к наружному и внешнему кольцам, приводятся в таблицах такого типа:

Для внутреннего кольца

d (Сверх-до, mm)Δdmp (max-min)Vdp с диаметром 8,9 maxVdp с диаметром 0,1 maxVdp с диаметром 2,3,4 maxVdmp (max)ΔBs (max-min)VBS (max)Kia(max)
2,5-100-(-8)108660-(-120)1510
10-180-(-8)108660-(-120)2010
18-300-(-10)1310880-(-120)2013
30-500-(-12)1512990-(-120)2015
50-800-(-15)191911110-(-150)2520
80-1200-(-20)252515150-(-200)2525
120-1800-(-25)313119190-(-250)3030
180-2500-(-30)383823230-(-300)3040
250-3150-(-35)444426260-(-350)3550
315-4000-(-40)505030300-(-400)4060
400-5000-(-45)565634340-(-450)5065
500-6300-(-50)636338380-(-500)6070
630-8000-(-75)0-(-750)7080
800-10000-(-100)0-(-1000)8090
1000-12500-(-125)0-(-1250)100100
1250-16000-(-160)0-(-1600)120120
1600-20000-(-200)

0-(-2000)140140

Для внешнего кольца

D (Сверх-до, mm)Δdmp (max-min)Vdp с диаметром 8,9 maxVdp с диаметром 0,1 maxVdp с диаметром 2,3,4 maxПодшипники с герметизированными опорамиVdmp (max)Kia(max)
6-180-(-8)108610615
18-300-(-9)129712715
30-500-(-11)1411816820
50-800-(-13)161310201025
80-1200-(-15)191911261135
120-1500-(-18)252514301440
150-1800-(-25)313119381945
180-2500-(-30)3838232350
250-3150-(-35)4444262660
315-4000-(-40)5050303070
400-5000-(-45)5656343480
500-6300-(-50)63633838100
630-8000-(-75)94945555120
800-10000-(-100)1251257575140
1000-12500-(-125)160
1250-16000-(-160)190
1600-20000-(-200)220
2000-25000-(-250)250


, где:
d — номинальный диаметр отверстия;
D — номинальный наружный диаметр;
Δdmp — отклонение диаметра отверстия от номинального;
Vdp — непостоянство диаметра отверстия;
Vdmp — непостоянство среднего диаметра отверстия;
ΔBs — отклонение отдельного значения высоты внутреннего кольца;
Kia — биение внутреннего кольца.

Приведенные выше обозначения допусков подшипников действительны и в системе международных стандартов, что исключает возможность расхождения в конструировании комплектующих для узлов вращения. Основываясь на данных о допусках, устанавливают класс точности подшипников, влияющий на их назначение и указывающийся в полных маркировках.

Допуски игольчатого подшипника включают диаметр внутренней вписанной окружности и пределы отклонений ответного диаметра калибровочного кольца или вала. Так делается из-за особенности устройства игольчатого подшипника, не предусматривающего внутреннего кольца. Высокая точность штамповки наружного кольца, обработка игольчатых роликов и сборка обеспечивают игольчатым подшипникам облегченную жесткую и компактную конструкцию.

Приобрести подшипники можно в магазине «Промышленная Автоматизация». Специалисты отдела продаж проконсультируют вас по вопросам выбора, эксплуатации и ухода за оборудованием.

Оставить заявку или получить обратную связь вы можете написав нам на info@industriation. ru или позвонив по бесплатному номеру 8 800 550-72-52. Специалисты отдела продаж подберут оборудование, проконсультируют по возникшим вопросам и проконтролируют поставку.

Какая посадка на вал требуется моим подшипникам?

ПОСАДКА ВАЛА зависит от типа подшипника и конкретного применения. Указанные ниже допуски являются общими рекомендациями и предполагают следующее: массивный вращающийся вал, стационарный корпус, нормальные условия нагрузки. Для получения более подробной информации обращайтесь к нашим специалистам по продажам.

Метрические шарикоподшипники

Внутренний диаметр Низкий Высокий
4-6mm +0.001mm +0.006mm
7-10mm +0.001mm +0.007mm
12-17mm +0.001mm + 0.009mm
20-30mm +0. 002mm +0.011mm
35-50mm +0.002mm +0.013mm
55-80mm +0.002mm +0,015 мм
85–120 мм +0.003mm +0.018mm
125-140mm +0.015mm +0.033mm
145-180mm +0.015mm +0.040mm
185- 200mm +0.017mm +0.046mm
205-250mm +0.031mm +0.060mm
255-300mm +0.034mm +0.066mm

Цилиндрические роликоподшипники

Inner Diameter Low High
up to 30mm +0.002mm +0.011mm
35-50mm +0.002mm +0. 013mm
45-50mm +0.009mm +0.020mm
55-80mm +0.011mm +0.024mm
85-100mm +0.013mm +0.028mm
105-120mm +0.013mm +0.035mm
125-140mm +0.015mm +0.040mm
145-180mm +0.027 mm +0.052mm
185-200mm +0.031mm +0.060mm
205-250mm +0.050mm +0.079mm
255-315mm + 0,056 мм +0,088 мм
320-400mm +0.062mm +0.098mm

Inch Ball Bearings

Inner Diameter Low High
1/8 ”до 3/16” +0,0000 ″ +0. 0002 ″
1/4 ”до 3/8” +0,0000 ″ +0.0003 ″
1/2 ”1/2” 1/2 ”1/2” 1/2 ”1/2” 1/2 ”1/2” 1/2 ”1/2” 1/2 ”1/2” 1/2 ”1/2” 1/2 ”1/2” 1/2 ”1/2” 1/2 ”1/2” 1/2 ”1/2” 1/2 ”1/2” 1/2 ”1/2” 1/2 ”1/2” 1/2 ”1/2” 1/2 ”1/2” 2 ”. до 5/8” +0,0000″ +0.0004 ″
3/4 ”до 1-1/8” +0.0001 ″ +0.0004 ″
1-1/4 ”до 1-7/8” + + 0,0001 ″ +0.0005 ″
2 ”до 3” +0.0001 ″ +0.0006 ″
3-1/4 ”до 4-1/2” +0.00011144

4

4

4

4

111111111114 3-1/2 ”
3-1/4”. +0,0007″
от 4-3/4” до 7” +0,0001″ +0,0008″
90 от +1/4″ до 14” 90,00014

+0.0009″

Mounted Bearings

Inner Diameter Low High
1/2” to 1-15/16” -0. 0005 ″ -0,0000 ″
2 ”3-3/16” -0,0010 ″ -0,0000 ″
3-1/4 ”до 6” -0,0015

-до 6 ” -0,0015 ″

. 0,0000″

Сферические роликоподшипники

Inner Diameter Low High
up to 30mm +0.002mm +0.011mm
35-40mm +0.002mm +0.013mm
45-50mm +0.009mm +0.020mm
55-80mm +0.011mm +0.024mm
85-100mm +0.013mm +0.028mm
105-120mm +0.023mm +0.045mm
125-140mm +0. 027mm +0.052mm
145-180mm +0.043 mm +0.068mm
185-250mm +0.050mm +0.079mm
255-280mm +0.056mm +0.088mm
285-315mm + 0,098 мм +0,130 мм
320-355mm +0.108mm +0.144mm
360-400mm +0.114mm +0.150mm
405-450mm +0.126mm +0.166 mm
455-500mm +0.132mm +0.172mm
505-560mm +0.150mm +0.220mm
565-630mm +0.155mm + 0,225 мм
635-710mm +0.175mm +0.255mm
715-800mm +0.185mm +0.265mm
805-900mm +0. 210mm +0.300mm
905-1000 мм +0,220 мм +0,310 мм

Как определить посадку подшипника на вал и корпус

Правильная посадка вала и корпуса имеет жизненно важное значение для срока службы ваших подшипников. Существует несколько типов посадки вала и корпуса. Несколько факторов будут определять подходящее решение для вашего приложения. Не бегло просматривайте выбор посадки подшипника. Плохой дизайн или неправильный выбор подгонки настраивают приложение на постоянный сбой.

При неплотной посадке подшипники будут проскальзывать (непреднамеренное перемещение из места установки или внутри него) или повреждаются. Неплотная посадка также может привести к растрескиванию дорожки качения из-за отсутствия поддержки внутреннего или внешнего кольца. При слишком тугой посадке подшипник резко теряет свою эффективность, рабочие температуры повышаются, а окружающий шум увеличивается.

Выбор правильной посадки подшипника сведет к минимуму отказы. Исправление посадки также может быть очень сложным, в зависимости от приложения. Как правило, для доступа к валу и корпусу требуется полная разборка. Решить такую ​​проблему в полевых условиях практически невозможно. Подгонка подшипников не гламурна, но ее правильное выполнение избавит вас от утомительного ремонта.

Существует множество факторов, которые необходимо учитывать при выборе посадки на вал и корпус для каждого применения:

  • Вращается ли внутреннее кольцо
  • Какой тип нагрузки создает приложение и ее направление
  • Отверстие подшипника и снаружи диаметр
  • Само применение

Хотя это и не столь распространенный фактор, материалы подшипника и корпуса также имеют значение при определении правильной посадки. Алюминий будет расширяться больше, чем сталь, что потребует различных подгонок, даже если все остальные переменные останутся прежними. Прежде чем начать процесс выбора, мы обсудим общие положения. Давайте взглянем.

Учитывайте тип посадки подшипника

A посадка с зазором или скользящая посадка, всегда оставляйте зазор между отверстием подшипника и валом или наружным кольцом и корпусом. Установка обычно проста из-за дополнительного зазора. Если посадка слишком свободная, вы можете столкнуться с проблемами, когда подшипник может проскальзывать или вращаться либо на валу, либо внутри корпуса, особенно при наличии вибрации. Это вращение будет генерировать тепло и приведет к преждевременному выходу подшипника из строя.

Посадка с натягом полностью противоположна посадке с зазором. В этой посадке, часто называемой запрессовкой, возникает натяг между кольцом подшипника и его сопрягаемой частью. Отверстие подшипника меньше диаметра вала или наружного диаметра подшипника. больше, чем отверстие вашего корпуса. Это вмешательство затруднит сборку деталей, и, как правило, потребуется их запрессовка на место или использование тепловой посадки для облегчения сборки.

Как следует из названия, переходная посадка находится где-то между двумя описанными выше. В зависимости от фактических размеров отверстия и вала подшипника или наружного кольца и корпуса может иметь место посадка с зазором или с натягом. Результирующая посадка будет зависеть от допусков двух точек контакта – либо отверстия подшипника и вала, либо корпуса и наружного диаметра подшипника.

Одинаковая посадка вала и корпуса будет необычной. Одна посадка требует посадки с зазором, другая, как правило, вращающееся кольцо, требует посадки с натягом. Вращающееся кольцо требует такой посадки с натягом, потому что при приложении нагрузки к более слабой посадке может произойти проскальзывание и потеря эффективности, а в конечном итоге повреждение поверхности или фреттинг-коррозия. Часто применение вибраций или встряхивателей отличается от описанного выше. Неправильная посадка может привести к преждевременному выходу подшипника из строя.

Этапы определения посадки на вал

Большинство общих применений включают вращение внутреннего кольца и постоянную радиальную нагрузку. В этих условиях мы рекомендуем посадку с натягом между валом и отверстием подшипника. Уровень помех будет увеличиваться при более тяжелых нагрузках. Когда вал находится в стационарном состоянии и радиальная нагрузка постоянна, возможна посадка с умеренным зазором между валом и отверстием подшипника.

Выбор правильной посадки корпуса

Посадка на корпус может отличаться от посадки на вал, и часто так бывает. Как и при посадке на вал, наилучшая посадка определяется многими условиями. Следует учитывать вращение внутреннего или наружного кольца, тип нагрузки и то, насколько легко должно быть установить или снять подшипник с корпуса.

В первую очередь следует учитывать вращение внутреннего кольца подшипника и его отношение к радиальной нагрузке. Величина радиальной нагрузки также будет влиять на выбор посадки. При неопределенном или изменяющемся направлении нагрузки избегайте посадок с зазором. Кроме того, используйте посадку с зазором для применений с аксиально разъемным корпусом, чтобы избежать деформации наружных колец подшипника.

Применение теории к примерной ситуации

Представьте, что вы устанавливаете подшипник в электродвигатель. Какой тип вала и корпуса вам нужен? Сначала рассмотрим особенности приложения. В этой ситуации ваше внутреннее кольцо будет вращаться, направление приложенной нагрузки будет постоянным, а внешнее кольцо будет неподвижным.

Давайте уточним и воспользуемся следующими размерами: вал 20 мм с шариковым подшипником 6204 (0,787402″ x 1,85039″) (внутренний диаметр x внешний диаметр). В этом случае вам понадобится посадка с натягом на валу, потому что вращается внутреннее кольцо. Переходная посадка наиболее подходит для отверстия в корпусе, поскольку она облегчает установку, а также смещение при снятии.

Изучив таблицу в нашем Каталоге шарикоподшипников Axis, обратите внимание, что подходят посадки на вал k5 размером 0,7875–0,7878 дюйма и на корпус J7 размером 1,850–1,851 дюйма. Конечно, это только один пример. Для вашего приложения вам нужно заранее иметь общее представление о том, какими должны быть подгонки.