4.2.9. Вибір посадок для кілець підшипників
При встановленні підшипників кочення використовуються всі три види посадок характером сполучення, тобто. посадки із зазором, з натягом та перехідні. Вибір характеру пару залежить від виду навантажень, швидкості обертання, характеру мастила та інших даних про умови роботи підшипника. Можна сформулювати у вигляді принципові (орієнтовні) міркування, якими потрібно керуватися під час виборів посадок підшипників.
1. Не можна встановлювати з великим натягом зовнішнє та внутрішнє кільця, оскільки може статися заклинювання тіл обертання, і підшипник не виконуватиме своїх функцій.
2. Кільце, що обертається, на валу або в корпусі повинно встановлюватися з гарантованим натягом.
3. При двоопорному валі (два підшипники на кінцях валу) посадка одного з кілець, що не обертаються, повинна бути з гарантованим зазором, що забезпечує осьовий натяг або зазор для компенсації температурних деформацій валу або корпусу.
Точніший розрахунок при виборі посадок повинен здійснюватися з урахуванням виду навантажень. Це питання докладно розглянуто до додатків до ГОСТ 3325-85, а нижче розглянуті деякі принципові положення.
Кожне кільце підшипника під час роботи може мати різні види навантажень у вигляді концентрованого або розподіленого навантаження. Цей вид навантаження впливає на поверхню посадкового місця під підшипник та визначає необхідний характер сполучення.
Види навантажень діляться на місцеве, циркуляційне та коливальне.
Місцеве навантаження — такий вид навантаження, при якому результуюче радіальне навантаження, що діє на підшипник, постійно сприймається однією і тією ж обмеженою ділянкою доріжки кочення кільця і передається відповідній ділянці посадкової поверхні валу або корпусу. наМал. 45 а обертається внутрішнє кільце, а на рис. 45 б обертається зовнішнє кільце. Нерухливі кільця цих малюнках відчувають постійне навантаження, тобто. місцеве навантаження.
Мал. 45. Місцеве навантаження: у зовнішнього кільця і циркуляційне у внутрішнього кільця (а); у внутрішнього та циркуляційне у зовнішнього (б) F2 — радіальне навантаження, що діє на підшипник; m - частота обертання підшипника
Мал. 46. Циркуляційне навантаження: у внутрішнього кільця (а, б); у зовнішнього кільця (в, г); в обох кілець (д)
Кільця, які піддаються місцевому навантаженню, повинні встановлюватися з гарантованим зазором або перехідною посадкою при мінімальному натягу. Це необхідно для того, щоб кільце, яке піддається місцевому натрудженню, могло в процесі роботи іноді повертатися, щоб навантаження не знаходилося постійно в одному місці - це може призвести до швидкого місцевого зносу. При повороті кілець у процесі експлуатації знос підшипника відбуватиметься рівномірно.
Циркуляційним навантаженням кілець називається такий вид навантаження, при якому результуюча радіальна навантаження, що діє на підшипник, сприймається і передається тілами кочення в процесі обертання послідовно по всій її довжині, а отже, і всієї посадкової поверхні валу або корпусу. Такий вид навантаження (рис. 46) виникає, наприклад, коли кільце обертається відносно постійного напрямку радіального навантаження, а також, коли навантаження обертається відносно нерухомого або рухомого кільця. На рис. 45, а внутрішнє кільце, але в рис. 45 б зовнішнє кільце відчувають циркулярне навантаження.
При циркулярному навантаженні кільце повинне встановлюватися по посадці з натягом для того, щоб воно не проверталося в процесі роботи і знос відбувавсярівномірно, так як навантаження відбувається змінно по поверхні, що сполучається.
Коливальним навантаженням кільця називається такий вид навантаження, при якому нерухоме кільце підшипника піддається одночасно впливу радіальних навантажень (постійної за напрямом) і обертається меншою або рівною за значенням. Їх рівнодіюча здійснює періодичний коливальний рух, симетричний щодо нерухомої сили, причому вона періодично сприймається і передається відповідній обмеженій ділянці посадкової поверхні. На рис. 47 показано коливальне навантаження зовнішнього кільця (рис. 47, а) і внутрішнього кільця (рис. 47 б), при цьому інше кільце відчуває циркуляційне навантаження.
Мал. 47. Коливальне навантаження: у зовнішнього кільця
та циркуляційне у внутрішнього кільця (а); у внутрішнього кільця
і циркуляційне у зовнішнього кільця Fc- обертова
радіальне навантаження, що діє на підшипник
Рівнодійне або коливальне навантаження змінюється від суми до різниці нерухомого і обертового навантаження. У тих випадках, коли навантаження, що обертається, виявиться більше ніж, постійна, то кільце відчуває або місцеве навантаження, або циркуляційне.
При коливальному навантаженні кільце повинне встановлюватися по перехідній посадці з метою можливого провороту кільця у процесі роботи для забезпечення рівномірного зношування.
Докладніше питання вибору посадок під підшипники кочення розглянуті у додатку до ГОСТ 3325-85. Там же наведено рекомендації щодо використання посадок підшипників кочення у конкретних видах машин.