Осевой и радиальный люфт: Осевой и радиальный зазор подшипника |Рrom-komplect

Осевой и радиальный зазор подшипника |Рrom-komplect

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.

Поделитесь в соц. сетях

Радиальный и осевой зазор подшипников

Зазор в подшипнике определяется как расстояние, на которое наружное кольцо подшипника может быть смещено относительно внутреннего кольца без приложения нагрузки.

Смещение в радиальном направлении называется радиальным зазором.
Смещение в осевом направлении – осевым зазором.

Небольшой зазор всегда необходим во избежание контакта металла с металлом в подшипнике между движущимися частями. Поэтому, прежде чем выбрать подшипник, необходимо внимательно изучить, что его окружает. Различные поля допусков при выборе зазора необходимы для компенсации:

  • посадки с натягом;
  • термического расширения или сжатия корпуса под воздействием температуры;
  • использования в качестве вала или корпуса других материалов, например алюминия;
  • компенсации номинального смещения подшипника относительно других частей.

Классификация зазора в подшипниках:
С1 – зазор подшипника меньше, чем С2
С2 – зазор подшипника меньше нормального
СN – нормальный зазор
С3 – зазор подшипника больше нормального
С4 — зазор в подшипнике больше чем, С3

По стандарту ISO, если в обозначении подшипника ничего не указано – зазор подшипника нормальный. 

Важно! 

Радиальный (домонтажный) зазор в радиальном шариковом или роликовом подшипнике регламентируется стандартом, осевой зазор не регламентируется и зависит от внутренней конструкции.

Осевой зазор/натяг в комплектах радиально-упорных подшипников (шариковых и роликовых конических) формируется при монтаже и зависит от взаимного расположения подшипников в комплекте.

ГОСТ 24810-81 устанавливает условные обозначения групп зазоров и числовые значения радиального и осевого зазоров в состоянии поставки для подшипников качения, приведенных в таблице 1.

Группы зазоров и их обозначения











Обозначение группы зазоров Наименование типов подшипников 
 — 6, нормальная, 7,8,9
— 2, нормальная, 3,4
 Шариковые радиальные однорядные без канавок для вставления шариков с отверстием:
— цилиндрическим
— коническим
 — 2, нормальная, 3,4,5
— 2, нормальная, 3,4,5
 Шариковые радиальные сферические двухрядные с отверстием:
— цилиндрическим
— коническим
 — 1,6,2,3,4
— 0,5, нормальная, 7,8,9
 Роликовые радиальные с короткими цилиндрическими роликами с цилиндрическим отверстием; роликовые радиальные игольчатые с сепаратором:
— с взаимозаменяемыми деталями
— с невзаимозаменяемыми деталями
 — 2, 1, 3, 4
— 0, 5, 6, 7, 8, 9
 Роликовые радиальные с короткими цилиндрическими роликами с коническим отверстием:   — с взаимозаменяемыми деталями   — с невзаимозаменяемыми деталями
 — Нормальная, 2  Роликовые радиальные игольчатые без сепаратора
 — 2, нормальная, 3, 4, 5
— 1, 2, нормальная, 3,4, 5
 Роликовые радиальные сферические однорядные с отверстием:   — цилиндрическим  — коническим
 — 1, 2, нормальная, 3, 4, 5
— 1, 2, нормальная, 3, 4, 5
 Роликовые радиальные сферические двухрядные с отверстием:
— цилиндрическим
— коническим
— 2, нормальная, 3, 4
— 2, нормальная, 3
Шариковые радиально-упорные двухрядные:
— с неразъемным внутренним кольцом
— с разъемным внутренним кольцом
Примечание. Обозначения групп приведено в порядке увеличения значения зазора

ГОСТ 24810-81 не распространяется на подшипники:

  • шариковые радиальные со съемным наружным кольцом;
  • шариковые радиальные однорядные с канавкой для вставления шариков;
  • шариковые радиально-упорные однорядные;
  • шариковые радиально-упорные двухрядные с двумя наружными кольцами;
  • шариковые радиально-упорные однорядные с разъемным наружным или внутренним кольцом;
  • роликовые радиальные игольчатые со штампованным наружным кольцом, а также на подшипники качения, для которых установлены особые значения зазоров.

Размеры зазоров для однорядных радиальных шариковых подшипников приведены в табл. 2.

Подшипники, предназначенные для нормальных условий эксплуатации (перепад температур между наружными и внутренними кольцами незначителен — 5 — 10 °С), должны иметь зазор, соответствующий основной — нормальной группе.

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
наим. наиб. наим. наиб. наим. наиб. наим. наиб. наим. наиб.
Группа зазора
6 нормальная 7 8 9
Свыше 10 до 18 включ. 0 9 3 18 11 25 18 33 25 45
» 18 » 24 » 0 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 90 140

 

Примерные значения осевых зазоров для радиально-упорных подшипников приведены в таблицах 3 и 4, а для двойных и сдвоенных одинарных упорных шарикоподшипников -в таблице 5. Данные таблицы 5 можно использовать и при монтаже упорных роликовых подшипников.

Рекомендуемый осевой зазор, мкм, для шариковых радиально-упорных однорядных подшипников












Диаметр отверстия подшипника d, мм Осевой зазор при угле контакта а, °
12 26 и 36
Свыше До Схема 1 Схема 2 Схема 1
наим. наиб. наим. наиб. наим. наиб.
30 20 40 30 50 10 20
30 50 30 50 40 70 15 30
50 80 40 70 50 100 20 40
80 120 50 100 60 150 30 50
120 180 80 150 100 200 40 70
180 260 120 200 150 250 50 100
Примечание. Схемы установки подшипников: 1 — два в одной опоре; 2 — один в каждой опоре.

Рекомендуемый осевой зазор, мкм, для радиально-упорных роликовых конических однорядных подшипников














Диаметр отверстия подшипника d, мм Осевой зазор при угле контакта а, °
10 … 16 25 … 29
Свыше До Схема 1 Схема 2 Схема 1
наим. наиб. наим. наиб. наим. наиб.
30 20 40 40 70
30 50 40 70 50 100 20 40
50 80 50 100 80 150 30 50
80 120 80 150 120 200 40 70
120 180 120 200 200 300 50 100
180 260 160 250 250 350 80 150
260 360 200 300
360 400 250 350
Примечание. Схемы установки подшипников: 1 — два в одной опоре; 2 — один в каждой опоре.

Рекомендуемый осевой зазор, мкм, для двойных и сдвоенных одинарных упорных шарикоподшипников








Диаметр отверстия подшипника d, мм Осевой зазор для типов подшипников
8100 8200, 8300, 8400, 38400
38200, 38300
Свыше До наим. наиб. наим. наиб. наим. наиб.
50 10 20 20 40
50 120 20 40 40 60 60 80
120 140 40 60 60 80 80 120

Приведенные в таблицах 3-5 значения соответствуют нормальным условиям эксплуатации, при которых температура внутренних колец радиально-упорных подшипников не превышает температуру наружных колец более чем на 10 °С, а разность температур вала и корпуса составляет ~10-20 °С; рабочая частота вращения упорных подшипников не превышает половины предельно допустимой частоты вращения для подшипников данного типоразмера.

Радиальный зазор, осевой зазор и внутренний зазор в шарикоподшипниках

Шариковые подшипники представляют собой сложные механизмы с соответствием шарика дорожке качения, радиальным зазором и шариковым дополнением, которые влияют на способность шарикоподшипника выдерживать нагрузки в различных условиях. На этапе сборки изготовитель подшипника преднамеренно включает внутренний люфт или радиальный зазор между телами качения (шариками) и дорожками качения, что приводит к радиальному и осевому люфту в подшипнике.

Комплект шариков , количество и диаметр шариков в подшипнике, обычно известный как комплект шариков.

Радиальный люфт или внутренний зазор — это внутренний радиальный люфт в подшипнике. Это измеренное значение полного радиального перемещения наружного кольца относительно внутреннего кольца в плоскости, перпендикулярной оси подшипника. Радиальный люфт определяется фактическим диаметром дорожек качения и диаметром шарика.

Датчики проверяют радиальный люфт, подвергая подшипник стандартной измерительной нагрузке, обеспечивая полный контакт между всеми компонентами подшипника.

Осевой люфт , или осевой люфт, представляет собой максимальное относительное осевое перемещение внутреннего кольца относительно наружного кольца.

Как радиальный, так и осевой люфт указываются независимо от классов точности ABEC для колец. Радиальный зазор обычно указывается как часть номера детали подшипника.

В большинстве применений, использующих радиальные шарикоподшипники, внутренний люфт или зазор устраняется путем приложения осевого предварительного натяга к паре подшипников, использования прокладок, пружин, натяжных гаек или других методов сборки. Это обеспечивает контакт шарика с дорожкой качения, что обеспечивает точное вращение и уменьшает или устраняет проскальзывание шарика и шум.

Угол контакта в шарикоподшипнике

Угол контакта возникает, когда шарикоподшипники предварительно нагружены в осевом направлении; это угол между плоскостью, перпендикулярной оси подшипника, и линией, соединяющей две точки контакта между шариком и внутренней и внешней дорожками качения. Дополнительные осевые нагрузки увеличивают контактный угол. По мере увеличения радиального зазора угол контакта также увеличивается.

Общие соображения по конструкции

Существует множество соображений относительно значений радиального зазора в конкретном применении подшипника. Каждый выбор влияет на шум, вибрацию и нагрев, среди прочих факторов.

Фитинг

Если подшипник монтируется с натягом, следует учитывать больший радиальный зазор (радиальный зазор после монтажа имеет первостепенное значение).

Нагрузка

Когда шариковый подшипник подвергается исключительно радиальным нагрузкам, мы рекомендуем меньший радиальный зазор, который распределяет нагрузку на большее количество шариков.

Несоосность

При большом отклонении вала увеличьте радиальный зазор, что позволит увеличить несоосность

Температура

Если между кольцами (внутренними и внешними) существует градиент высоких температур, рекомендуется уменьшить радиальный зазор.

Скорость

Высокие значения радиального зазора приводят к высоким значениям угла контакта. По мере увеличения скорости вращения вращательные силы на шариках увеличиваются, создавая скользящее действие между шариками и дорожками качения. Это приводит к разрушению смазочной пленки, повышенному нагреву и потенциально преждевременному выходу из строя. Величина вращательного момента связана с контактным углом. Баланс между преимуществами уменьшения напряжения контакта необходимо сопоставлять с потенциальным отказом смазки из-за проскальзывания шарика.

Для получения дополнительной информации прочитайте «Радиальный люфт и внутренний зазор в шарикоподшипниках», написанный инженерами AST Bearings.

Позвольте нашей команде экспертов помочь с вашими потребностями в подшипниках. Свяжитесь с ними здесь или узнайте больше о наших индивидуальных решениях.

Дополнительные ресурсы и информация

  • Компания AST Bearings с гордостью представляет наши новые сертификаты для офисов в штате Нью-Джерси и Калифорнии: сертификаты ISO 9001:2015 AST Bearings
  • .

  • Чтобы узнать больше об ISO 9001 и как AST проверяет удовлетворенность клиентов: узнайте о сертификации AST Bearings по стандарту ISO 9001:2015
  • .

Радиальный зазор, осевой зазор и угол контакта

Все вышеперечисленное взаимосвязано с внутренней геометрией шарикоподшипника, Если изменить что-то одно из перечисленного, то и остальные тоже изменятся. Чтобы обеспечить оптимальную работу шарикоподшипника, часто важнее учитывать внутреннюю геометрию, особенно если подшипник будет работать в экстремальных условиях. Необходимо соблюдать большую осторожность при посадке с натягом или при использовании разнородных материалов (с разными коэффициентами расширения) в широком диапазоне температур.

 


 

Что такое радиальный люфт «RL»?

Радиальный люфт представляет собой полное радиальное смещение наружного кольца относительно внутреннего кольца. Радиальный люфт не имеет ничего общего с качеством подшипника, но может быть важным фактором при рассмотрении характеристик и срока службы подшипника.

Радиальный зазор = внешний диаметр дорожки качения – (внутренний диаметр дорожки качения + 2 x диаметр шарика)

Более высокий радиальный зазор:

  • В некоторой степени компенсирует посадки с натягом.
  • Компенсация некоторого расширения и сжатия валов и корпусов из-за изменения температуры.
  • Обеспечьте больший угол контакта, чтобы учесть большие осевые нагрузки.
  • Увеличение осевой жесткости предварительно нагруженной пары.
  • Допускается небольшое смещение.

Более узкий радиальный зазор:

  • Ограничит отклонение шариков внутри беговой дорожки до более точного круга, что уменьшит скольжение и уменьшит износ.
  • Уменьшить осевой люфт.
  • Уменьшите угол наклона, вибрацию и шум.


 

Что такое осевой люфт «AL»?

Осевой люфт представляет собой полное осевое смещение наружного кольца относительно внутреннего кольца.

Где:

Da = диаметр профиля наружного кольца

Di = диаметр профиля внутреннего кольца

dk = диаметр шарика

RL = радиальный люфт

 


 

Что такое угол контакта?

Угол контакта представляет собой угол между вертикальной линией, проходящей через центр шарика, перпендикулярной оси вращения, и прямой линией, пересекающей точки контакта шарика на дорожках качения.

 

 

Где:

α o = угол контакта

d a = диаметр профиля наружного кольца

d i = диаметр профиля внутреннего кольца

dk = диаметр шара

RL = радиальный зазор


Что такое угол наклона?

Угловое смещение оси внутреннего кольца относительно оси наружного кольца должно быть сведено к минимуму, чтобы обеспечить хороший контакт шариков с дорожками качения.


Что такое беговая дорожка?

Траектория, по которой шарики следуют по дорожке качения; это должно быть как можно ближе к идеальному кругу, чтобы уменьшить скольжение и связанный с ним износ, создаваемый шариками, ускоряющимися и замедляющимися при каждом вращении, как это было бы в случае, если бы внутреннее кольцо было наклонено, вызывая эллиптическую беговую дорожку.


 

Что такое кривизна дорожки качения?

Кривизна дорожки качения (x) представляет собой пропорциональную разницу между диаметром шарика и диаметром профиля дорожки качения, обычно выражается в процентах от диаметра шарика.

Где:

x = Кривизна

de = Диаметр профиля дорожки

900 = Диаметр шарика0002

 

Пример:

Если выбранная фигура Кривизна (x) = 1,14, для данного мяча и заданного радиального зазора ( RL ):

, то кривизна меньше (если x < 1,14) :

  • Угол контакта ( α o ) больше
  • Осевой зазор ( AL ) меньше
  • Динамическая грузоподъемность ( C ) больше
  • Допустимая статическая нагрузка ( C или ) больше

Если x > 1,14 (кривизна меньше), то:

  • Контактный угол ( α o ) меньше
  • Осевой зазор ( AL ) больше
  • Динамическая грузоподъемность ( C ) меньше
  • Статическая грузоподъемность ( C o ) меньше

 

Обратите внимание, что это руководство содержит только теоретические обобщения.