Посадки подшипников

Посадки

Важность правильной посадки

        Если подшипник качения с внутренним кольцом посажен на вал только с натягом, может возникнуть опасное кольцевое скольжение между внутренним кольцом и валом.

        Это скольжение внутреннего кольца, которое называется «проскальзыванием», приводит к кольцевому сдвигу кольца относительно вала, если посадка с натягом недостаточно тугая.

        Когда возникает проскальзывание, подогнанные поверхности становятся шероховатыми, вызывая износ и значительное повреждение вала.

        Ненормальный нагрев и вибрация могут также возникнуть из-за абразивных металлических частиц, проникающих внутрь подшипника.

    Важно предотвратить проскальзывание, надёжно закрепив с достаточным натягом то кольцо, которое вращается, либо к валу, либо в корпусе.

Проскальзывание не всегда можно устранить посредством осевого затягивания через наружную поверхность кольца подшипника.

Однако, как правило, нет необходимости обеспечивать натяг колец, подвергающихся только статическим нагрузкам.

Посадка иногда делается без какого-либо натяга как внутреннего, так и наружного кольца, чтобы приспособиться к определённым рабочим условиям, либо чтобы способствовать установке и разборке.

В этом случае для предотвращения повреждения пригоночных поверхностей вследствие проскальзывания, следует рассмотреть смазывание или другие применимые методы.

Условия нагрузки и посадки

Посадки между радиальными подшипниками и отверстиями корпуса

Условия нагрузки			Примеры	Допуски для отверстий корпусов	Осевое смещение наружного кольца	Примечания
Неразъёмные корпуса	Вращательная нагрузка на наружное кольцо	Большие нагрузки на подшипник в тонкостенном корпусе или тяжёлые ударные нагрузки	Ступицы автомобильных колёс (роликовые подшипники), подъёмный кран, рабочие колёса	Р7	Невозможно	—
		Нормальная или большая нагрузка	Ступицы автомоюильных колёс (шарикоподшипники), вибрационные экраны	N7
		Лёгкие или колеблющиеся нагрузки	Конвейерные ролики, канатные шкивы, натяжные шкивы	М7
	Направление нагрузки не определено	Тяжёлые ударные нагрузки	Тяговые электродвигатели
Неразъёмные или разъёмные корпуса		Нормальные или большие нагрузки	Насосы, коленвалы, коренные подшипники, средние и большие моторы	К7	Обычно невозможно	Если не требуется осевое смещение наружного кольца
		Нормальные или лёгкие нагрузки		JS7 (J7)	Возможно	Осевое смещение наружного кольца необходимо
	Вращательная нагрузка на внутреннее кольцо	Нагрузки всех видов	Общее применение подшипников, железнодорожные осевые буксы	Н7	Легко возможно	—
		Нормальные или высокие нагрузки	Корпусные подшипники	Н8
		Значительный подъём температуры внутреннего кольца в вале	Сушилки для бумаги	G7
Неразъёмные корпуса		Желательно точное функционирование при нормальных или лёгких нагрузках	Задние шарикоподшипники шлифовального шпинделя, шарнирные опоры высокоскоростного центробежного компрессора	JS6 (J6)	Возможно	Для больших нагрузок используетс более плотная посадка, чем К. Когда требуется высокая точность, для посадки следует использовать очень строгие допуски
	Направление нагрузки не определено		Передние шарикоподшипники шлифовального шпинделя, неподвижные подшипники (опоры) высокоскоростного центробежного компрессора	К6	Обычно невозможно
	Вращательная нагрузка на внутренне кольцо	Желательно точное функционирования и высокая жёсткость при колеблющихся нагрузках	Цилиндрические роликовые подшипники для шпинделя металлорежущего станка	M6 или N6	Невозможно
		Требуется минимальный уровень шума	Бытовая техника	Н6	Легко возможно	—

 Примечания к таблице:

1. Настоящая таблица применима к чугунным и стальным корпусам. Для корпусов, сделанных из лёгких сплавов, посадка должна быть плотнее, чем в данной таблице.
2. Не применимо для специальных посадок.

Посадки между радиальными подшипниками и валами

Условия нагрузки		Примеры	Диаметр вала, мм			Допуск вала	Примечания
			Шарикоподшипники	Цилиндрические и конические роликовые подшипники	Сферические роликовые подшипники
РАДИАЛЬНЫЕ ПОДШИПНИКИ С ЦИЛИНДРИЧЕСКИМИ ОТВЕРСТИЯМИ
Вращательная нагрузка на внешнее кольцо	Желательно лёгкое осевое смещение внутреннего кольца на валу	Колёса на статичных осях	Все диаметры валов			g6	Использование g5 и h5 там, где требуется точность. В случае крупных подшипников, можно использовать f6 для лёгкого осевого движения
	Лёгкое осевое смещение внутреннего кольца на валу не требуется	Натяжные шкивы, канатные шкивы				h6
Вращательная нагрузка на внутреннее кольцо или неопределённое направление нагрузки	Лёгкая нагрузка или колеблющаяся нагрузка	Электрические бытовые приборы, насосы, вентиляторы, транспотные средства, прецизионные станки, металлорежущие станки	<18	—	—	js5	—
			18-100	<40	—	js6 (j6)
			100-200	40-140	—	k6
			—	140-200	—	m6
	Нормальные нагрузки	Общее применение подшипников, средние и крупные моторы, турбины, насосы, коренные подшипники двигателя, редукторы, деревообрабатывающие станки	<18	—	—	js5 (j5-6)	k5 и m6 можно использовать для однорядных конических роликовых подшипников и однорядных радиально-упорных подшипников вместо k5 и m5
			18-100	<40	<40	k5-6
			100-140	40-100	40-65	m5-6
			140-200	100-140	65-100	m6
			200-280	140-200	100-140	n6
			—	200-400	140-280	p6
			—	—	280-500	r6
			—	—	свыше 500	r7
	Высокие нагрузки или ударные нагрузки	Железнодорожные осевые втулки, промвшленные транспортные средства, тяговые электродвигатели, сооружения, оборудование, дробильные установки	—	50-140	50-100	n6	Внутренний зазор подшипника должен быть больше, чем CN
			—	140-200	100-140	p6
			—	свыше 200	140-200	r6
			—	—	200-500	r7
Только осевые нагрузки			Все диаметры вала			js6 (j6)	—
РАДИАЛЬНЫЕ ПОДШИПНИКИ С КОНИЧЕСКИМИ ОТВЕРСТИЯМИ И ВТУЛКАМИ
Все виды нагрузок		Общее применение подшипников, железнодорожные буксовые узлы	Все диаметры валов			H9/IT5	IT5 и IT7 означают, что отклонение вала от его истинной геометрической формы, например, круглой или цилиндрической, должно быть в пределах допусков IT5 и IT7 соответственно
		Трансмиссионные валы, шпиндели деревообрабатывающего оборудования				h20/IT7

Примечание: Данная таблица применима только к валам из твёрдой стали.

Допуски и посадки подшипников

Современные принципы производства и обслуживания техники предполагают взаимозаменяемость отдельных деталей и частей в узлах. Это положение напрямую касается и таких сложных изделий, как подшипники. Для достижения взаимозаменяемости деталей государственными стандартами введена единая система допусков и посадок (ЕСДП), которая обеспечивает возможность использования элементов одного вида вместо других.

ЕСДП представляет собой ряд значений, определенных на основе экспериментальных исследований и практического опыта проектирования и производства изделий. Действие указанной системы распространяется на соединения гладких деталей и узлов цилиндрической и конической формы, к которым относятся и подшипники качения. Стандартизация размеров данных узлов производится по присоединительным поверхностям.

Подшипники сопрягаются с деталями механизма по внутренней и наружной обойме. При этом поля допуска конструктивного узла признаются неизменными. Стандартизация посадок изделий такого рода сводится к определению максимально допустимых отклонений валов и отверстий корпуса от номинальных значений. Величина их определяется в соответствии с ГОСТ 520-89, который устанавливает технические характеристики и класс точности изготовления подшипников.

Для монтажа подшипника на вал и в корпус используют систему посадок приведённую ниже:

Чаще всего применяются:

• посадки на вал: g6, h6, j6, k6, m6, n6, p6, r6, в случае более высоких требований к точности вращения – h5, j5, k5, m5;
• посадки в корпус: G7, H8, H7, J7, K7, M7, N7, P7, а при высоких требованиях к точности вращения: J6, K6, M6, N6, P6.

В случае применения подшипников разных классов точности применяют следующие квалитеты отверстий:

• точность подшипника – 0 и 6-7 квалитет отверстия;
• точность подшипника – 5 и 4-6 квалитет отверстия;
• точность подшипника – 2-5 квалитет отверстия.

Основные требования к конструкционным узлам и сопрягаемым поверхностям:

В процессе производства деталей неизбежны отклонения от номинального размера в ту или иную сторону. В соответствии с требованиями стандарта устанавливается класс точности подшипника. ГОСТ 332-85 вводит систему обозначений для полей допусков в зависимости от размеров наружных и внутренних обойм и максимальных отклонений. 

Значения для приведенных выше величин определяются по специальным таблицам, приведенным в ГОСТ. Для установки подшипников в отверстие корпуса или на вал этим же стандартом устанавливаются допустимые посадки, которые зависят от диаметра и класса точности подшипника.

В целях достижения высокого качества конструкционных узлов строго регламентируются допустимые отклонения от идеального пространственного тела вращения цилиндра и конуса. Эллипсоидная форма колец подшипника устраняется при монтаже изделий с натягом, наличие отклонений от идеальной формы вынудило разработчиков ввести понятия среднего и номинального диаметров изделия.

Понятие о квалитете

Детали узла, в которых используются подшипники, корпуса и валы оказывают влияние друг на друга. Важно максимально точно подобрать изделие с учетом класса точности и полей допусков. Для этого были разработаны понятия о квалитете подшипников и других частей рассматриваемой системы.

В особо ответственных сопряжениях, например, между деталями кривошипно-шатунного механизма двигателя внутреннего сгорания используется пятый или шестой квалитет. Более высокие значения этого параметра допускаются для системы вал-подшипник-корпус в коробках передач. В подобных соединениях используется седьмой и восьмой квалитет при подборе деталей по классу точности и чистоте обработки поверхностей.

Единая система допусков и посадок, введенная в нашей стране для таких конструкционных узлов, как подшипники позволяет добиться их максимальной взаимозаменяемости. Это обстоятельство делает возможным проведение ремонтных работ с заменой изношенных изделий и восстановления работоспособности механизма или узла. Допуски и посадки подшипников учитываются в процессе проектирования и опытно-конструкторских работ.

Сотрудники ООО «2РС» готовы оказать помощь клиентам в вопросах подбора необходимых изделий и узлов. Персонал компании обладает достаточной квалификацией в указанной сфере и имеет профильное образование. Обращение к нам гарантирует правильность подбора подшипников и других комплектующих.
Так же вопросы о товарах или услугах ООО «2РС» можете присылать на почту [email protected]. 

Таблица посадки подшипников

— вал и корпус

Следующие таблицы представляют собой руководство по посадке вала и подшипника для миниатюрных и приборных подшипников, когда коэффициенты расширения вала и корпуса одинаковы или когда разница рабочих температур между ними является номинальной. В других условиях может потребоваться модификация посадок и внутреннего зазора.

Вал Подходит для

Диапазон радиального зазора
Эксплуатация Условия	Загрузить	Скорость	Диаметр вала	Средняя посадка	Подходит для диапазона	Радиальная нагрузка	Осевая нагрузка Пружины
Вращающийся вал	Свет	Низкий	Б- 0,0002 Б- 0,0004	0,0002 л	0 0,0004 л	К25	К36 К К58
	Легкий Средний	Высокий От низкого до высокого	Б- 0,0001 Б- 0,0003	0,0001 л	0,0001Т 0,0003Л	К36	К36 К К58
	Тяжелый	Высокий	Б- 0,0000 Б- 0,0002	От строки к строке	0,0002Т 0,0002Л	К36	К58
Неподвижный вал	Обычный	От низкого до высокого	Б- 0,0002 Б- 0,0004	0,0002 л	0 0,0004 л	См. поворотный корпус
	B = Номинальное отверстие подшипника		L = свободная посадка		T = плотная посадка

Корпус подходит для

Диапазон радиального зазора
Эксплуатация Условия	Загрузка	Скорость	Диаметр корпуса	Средняя посадка	Средняя посадка	Подходит для диапазона	Подходит для диапазона	Радиальная нагрузка	Осевая нагрузка Пружины
Поворотный корпус	Свет	От низкого до высокого	Д-0.0001 Д- 0,0000 Д-0,0003 Д- 0,0002	0,00005Т	Линия в строку	0,0002л 0,0003т	0,0002л 0,0002т	К36	К58
	От среднего до тяжелого	От низкого к высокому	Д- 0,0002 Д- 0,0004 Д- 0,0001 Д- 0,0003	0,00015Т	0. 0001T	0,0001л 0,0004т	0,0001л 0,0003т	К36	К58
Стационарный корпус	От легкого до тяжелого	От низкого до высокого	Д +/-0,0002 Д- 0,0000	0,00025 л	0,0002 л	0 0,0005 л	0 0,0004 л	См. Вращающийся вал
	D = номинальный наружный диаметр подшипника			L = свободная посадка			T = плотная посадка

Один из наших подшипников SR1878, установленный в дроссельной трубке с нулевым сопротивлением

* Для большей точности вращения или уменьшения осевого люфта можно использовать внутренний зазор K13 при условии, что посадка наружного кольца будет прямой или более свободной

** Для большей точности вращения или уменьшения осевого люфта K25 можно использовать внутренний зазор при условии, что наружное кольцо посажено в корпусе вплотную или свободнее.

Проконсультируйтесь с нашим инженерным отделом по поводу уникальных применений. [email protected]

В большинстве случаев желательна посадка между валами и корпусом. Посадки с натягом могут потребоваться для предотвращения проворачивания одного кольца подшипника относительно его сопрягаемой части при больших нагрузках или при циклической вибрации. Посадка с натягом вызывает потерю радиального зазора на 50-80%. Угол контакта радиального подшипника при осевой нагрузке зависит от радиального зазора, остающегося в подшипнике после установки. Более высокий радиальный зазор в сборе означает более высокий угол контакта. Малый контактный угол желателен для чисто радиальных нагрузок. Более высокий контактный угол желателен для приложений с осевой нагрузкой. Осевой люфт пропорционален радиальному люфту в подшипнике. Одно из колец в подшипниковом узле должно свободно перемещаться, чтобы предотвратить осевую предварительную нагрузку.

Миниатюрные и инструментальные шарикоподшипники используются в высокоточных приложениях для сопряжения деталей, управления движением и обеспечения вращательных и колебательных функций. Самолеты, медицинские инструменты, компьютеры, расходомеры и роботы-манипуляторы — вот лишь некоторые из сложных применений, в которых они используются. Например, подшипники некоторых высокоскоростных приборов движутся со скоростью, приближающейся к 500 000 об/мин. Подшипники расходомера перемещаются с меньшей скоростью, но сталкиваются с уникальным набором проблем, связанных с давлением, коррозией и воздействием окружающей среды. Наконец, многие миниатюрные подшипники используются в тяговых и напрягающих искусственных вакуумах и естественном космическом вакууме.

В собранном механизме посадка шарикоподшипника на сопрягаемые компоненты имеет жизненно важное значение для максимального увеличения срока службы подшипника. Если посадка слишком свободная, подшипники скользят по валу, что сводит на нет преимущества, получаемые в первую очередь при выборе шарикоподшипника. Если посадка слишком тугая, целостность подшипника может быть нарушена из-за уменьшения радиального зазора в узле. Идеальная посадка позволяет подшипникам работать с максимальной производительностью, обеспечивая максимальный срок службы конечного продукта. Существует три основных типа посадки вала и корпуса. Свободная посадка — это когда отверстие внутреннего кольца немного больше, чем наружный диаметр вала. Линейная сборка — это когда отверстие внутреннего кольца подшипника и внешний диаметр вала одинаковы. При плотной посадке расточка внутреннего кольца подшипника немного меньше наружного диаметра вала. Посадки с натягом также называют посадками с натягом или прессовыми посадками, поскольку подшипники в этих узлах запрессовываются на валы.

Слегка свободная посадка вал-корпус подходит для большинства применений, в то время как посадка линия-к-линии часто обеспечивает наилучшие характеристики. Если подшипники установлены на слишком большом валу (с запрессовкой), внутреннее кольцо может немного растянуться. Когда это происходит, радиальный люфт подшипника может быть уменьшен или даже полностью устранен.

Если крайние посадки нежелательны или в определенных случаях применения, можно использовать выборочную сборку кодированных отверстий, соответствующих диаметрам вала и корпуса аналогичного класса. Такой подход обычно более экономичен, чем уменьшение допусков на диаметр.

• Отверстие и наружный диаметр Кодовая страница
• Страница допусков ABEC
• Рекомендуемые размеры плеча Страница
• Ссылка на страницу установки

Направляющая для посадок на вал и корпус для подшипников SMB

Посадки между валом и внутренним кольцом подшипника и корпусом и наружным кольцом подшипника могут иметь значительное влияние на рабочие характеристики подшипника.

Для получения более подробной информации о посадках на вал и корпус см. Sapporo Precision, техническая страница .

Идеальная посадка – это когда вал/корпус имеют тот же размер, что и отверстие/внешний диаметр. подшипника. Это известно как линейная посадка от до и обеспечивает оптимальную работу подшипника. Обычно используются более свободные посадки, и их часто предпочитают из-за простоты сборки или там, где используется предварительная нагрузка пружины (см. «Предварительная нагрузка» в разделе «Радиальный зазор»). Там, где присутствуют большие радиальные нагрузки или чрезмерная вибрация, может потребоваться прочная фиксация колец подшипников под вращающейся нагрузкой с помощью посадки с натягом или других средств, таких как гайка или клей. Это предотвращает их проскальзывание в окружном направлении, что приводит к повышенному износу. Кольцо подшипника подвергается вращательной нагрузке, когда нагрузка прикладывается ко всем точкам этого кольца во время работы. Например:

Вращающая нагрузка внутреннего кольца/статическая нагрузка наружного кольца

(посадка с натягом для внутреннего кольца и посадка с зазором для наружного кольца)

подшипник в двигателе пылесоса, приводящий в движение роликовую щетку. Вал и внутреннее кольцо подшипника вращаются. Нагрузка имеет постоянное направление по отношению к подшипнику, поэтому при вращении внутреннего кольца все его части подвергаются нагрузке. Наружное кольцо не вращается, поэтому нагрузка действует только на одну точку наружного кольца.

Другой пример имеет неподвижное внутреннее кольцо и вращающееся наружное кольцо, но на этот раз нагрузка вращается вместе с наружным кольцом. Как и выше, нагрузка действует только на одну точку наружного кольца, в то время как все части внутреннего кольца подвергаются нагрузке.

Вращающая нагрузка наружного кольца/статическая нагрузка внутреннего кольца

(посадка с зазором для внутреннего кольца и посадка с натягом для наружного кольца)

подшипник в шкиве. Внутреннее кольцо неподвижно, а внешнее вращается. Нагрузка имеет постоянное направление по отношению к подшипнику, поэтому при вращении наружного кольца все его части подвергаются нагрузке. Внутреннее кольцо не вращается, поэтому нагрузка действует только на одну точку внутреннего кольца.

В этом примере используется неподвижное внешнее кольцо и вращающееся внутреннее кольцо. Нагрузка вращается вместе с внутренним кольцом. Как и выше, нагрузка действует только на одну точку внутреннего кольца, в то время как все части наружного кольца подвергаются нагрузке.

Переменная нагрузка/несбалансированная нагрузка

(посадка с натягом для внутреннего кольца и посадка с натягом для наружного кольца)

Обычно посадке с натягом подвергается только одно кольцо, но могут быть случаи, когда неустойчивая или неуравновешенная нагрузка будет требуют посадок с натягом как для вала, так и для корпуса. Это также может быть правдой, когда существует чрезмерная вибрация, связанная с приложением.

Убедитесь, что посадки с натягом не уменьшают радиальный люфт подшипника до недопустимого уровня  , иначе произойдет преждевременный выход из строя. Эти посадки растягивают внутреннее кольцо подшипника или сжимают наружное кольцо, уменьшая внутреннее пространство подшипника. Чрезмерная посадка с натягом также может вызвать сильное напряжение, которое может привести к поломке колец. Следует отметить, что посадка с натягом может уменьшить радиальный люфт до 80% размера посадки с натягом. В качестве примера возьмем вал диаметром 10 мм и подшипник с отверстием 10 мм. Представьте, что диаметр вала на самом деле составляет 10,007 мм, а фактическое отверстие подшипника составляет 9 мм.0,993 мм. Это дает посадку с натягом 0,014 мм (т. е. вал на 0,014 мм или на 14 микрон больше отверстия подшипника). Радиальный люфт подшипника может быть уменьшен на целых 80 процентов от этого значения или примерно на 0,011 мм. Если радиальный люфт подшипника (до установки) меньше 0,011 мм, подшипник может затянуться и быстро выйти из строя.

Подгонка вала и корпуса всегда должна учитывать разницу в коэффициентах расширения. Это может привести к увеличению или уменьшению посадки вала/корпуса и, как следствие, к изменению радиального зазора. Алюминиевый корпус расширяется больше, чем стальной, поэтому требуется посадка с большим натягом, чем в стальном корпусе. В тонкостенных или пластмассовых корпусах, а также на полых валах требуются посадки с большим натягом. Нитрид кремния имеет гораздо более низкий коэффициент расширения, чем сталь, поэтому, если подшипник из нитрида кремния используется на стальном валу при высокой температуре, существует риск растрескивания внутреннего кольца.

Стандарты круглости и чистоты поверхности, применимые к подшипнику, также должны применяться к валу и корпусу. Некруглая форма вала или корпуса может повлиять на точность вращения из-за деформации колец подшипника. Это очень важно для приложений с низким уровнем шума. Миниатюрные и тонкостенные подшипники особенно подвержены деформации, что приводит к более высокому уровню шума и вибрации. Если важна точность вращения, следует использовать комбинацию узких допусков подшипников и узких допусков вала/корпуса, чтобы получить правильную посадку с минимальным натягом.

Коэффициенты расширения для обычно используемых материалов для подшипника
52100 Хром-сталь: 12,5 x 10- 6 (0,0000125) на ° C
440 Слита Стина: 10,5 x 10- 66 (0,0011111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111 гг.