Выбор посадки

Performance and operating conditionsBearing type and arrangementBearing sizeLubricationOperating temperature and speedBearing interfacesBearing executionSealing, mounting and dismounting

Посадку можно выбрать, воспользовавшись приведёнными ниже рекомендациям в отношении допусков на диаметр посадочного места подшипника (→ «Посадки для стандартных условий применения»). Эти рекомендации помогают найти подходящее решение для большинства областей применения. Однако они не могут учесть всех особенностей конкретных условий эксплуатации, поэтому может потребоваться их корректировка. При выборе посадки необходимо учитывать перечисленные ниже факторы.

Условия вращения

Условия вращения подразумевают перемещение кольца подшипника относительно действующей на него нагрузки (таблица 1). Существуют три различных условия:

  • вращающаяся нагрузка
  • неподвижная нагрузка
  • нагрузка в произвольном направлении
Нагрузка считается вращающейся, если кольцо подшипника вращается при неподвижной нагрузке или кольцо неподвижно при вращающейся нагрузке. При свободной посадке кольцо подшипника, на которое воздействует вращающаяся нагрузка, проворачивается на посадочном месте, что приводит к фреттинг-коррозии и изнашиванию. Для предотвращения этого кольцо, на которое воздействует вращающаяся нагрузка, следует установить на посадочном месте с соответствующим натягом.
При выборе посадки нагрузки, которые не вращаются, но постоянно меняют направление, (например, нагрузки на подшипники шатунов), считаются вращающимися.

Нагрузка считается неподвижной, если кольцо подшипника и нагрузка являются неподвижными или кольцо и нагрузка вращаются с одинаковой частотой вращения. В таких условиях кольцо подшипника обычно не проворачивается на посадочном месте, а риск фреттинг-коррозии или изнашивания отсутствует. В этом случае нет необходимости в посадке кольца с натягом.

Нагружение в произвольном направлении соответствует переменным внешним нагрузкам, дисбалансным и резким пиковым нагрузкам, а также вибрациям, возникающим в высокоскоростном оборудовании. Такие условия работы вызывают изменения направления нагрузки, не поддающиеся точному определению. При невозможности определения направления нагрузки, особенно в условиях тяжёлого нагружения, существует риск возникновения фреттинг-коррозии и изнашивания. Для обоих колец требуется посадка с натягом необходима. В таких случаях обычно подходит та же посадка, что и для вращающейся нагрузки.
В случае, если наружное кольцо должно иметь возможность перемещения в корпусе в осевом направлении, следует использовать свободную посадку. Однако свободная посадка может привести к изнашиванию корпуса. В случае, если это недопустимо, необходимо обеспечить защиту поверхности посадочного места подшипника или выбрать подшипник, компенсирующий осевое смещение благодаря своей конструкции (цилиндрический роликоподшипник, игольчатый роликоподшипник или тороидальный роликоподшипник CARB). Оба кольца данных подшипников могут устанавливаться с натягом.

Величина нагрузки
Кольцо подшипника деформируется пропорционально действующей нагрузке. При вращающейся нагрузке на внутреннее кольцо деформация может ослабить натяг между внутренним кольцом и валом, вызывая проворачивание кольца на посадочном месте. Чем выше уровень нагрузки, тем большая степень натяга требуется. Величину требуемой посадки натягом можно рассчитать по формуле:



где
Δтребуемая посадка с натягом [мкм]
dдиаметр отверстия подшипника [мм]
Bширина подшипника [мм]
Frрадиальная нагрузка [кН]

Для работы в условиях резких пиковых нагрузок или вибрации может потребоваться более плотная посадка.

Разница температур
  • В процессе эксплуатации кольца подшипника обычно нагреваются до более высокой температуры, чем детали, на которых они установлены. Это может вызвать ослабление посадки внутреннего кольца на валу, тогда как расширение наружного кольца может препятствовать его требуемому осевому перемещению в корпусе.
  • Быстрые запуски также могут ослабить посадку внутреннего кольца, если выделяемое при трении тепло в подшипнике рассеивается недостаточно быстро. В некоторых случаях трение уплотнений подшипника может вызывать тепловыделение, достаточное для ослабления посадки внутреннего кольца.
  • На посадку может влиять внешнее тепло и направление теплового потока. Необходимо учитывать условия установившегося режима и переходные условия. Дополнительная информация о разнице температур представлена в разделе «Выбор внутреннего зазора или преднатяга».
Требования к точности
Для повышения жёсткости конструкции и снижения вибрации в прецизионном или высокоскоростном оборудовании рекомендуется посадка с натягом или переходная посадка.

Конструкция и материал вала и корпуса
  • Посадка кольца подшипника не должна приводить к деформации кольца, вызванной недостатками конструкции вала или корпуса, например, нарушением сплошности посадочной поверхности или неравномерной толщины стенки.
  • Для разъёмных корпусов SKF обычно рекомендует использовать свободную посадку. Чем плотнее посадка в разъёмном корпусе, тем выше требования к геометрическим допускам для посадочного места. Разъёмные корпуса, обработанные с жёсткими допусками, например, стационарные корпуса SKF, могут использоваться для переходной посадки вплоть до K7.
  • Подшипникам, монтируемым в тонкостенных корпусах или на полых валах, требуется более плотная посадка, чем та, что обычно рекомендуется для прочных чугунных корпусов или сплошных валов (→ «Допуски посадочных мест на полых валах»).
  • Для валов и корпусов, изготовленных не из стали или чугуна, может потребоваться другая посадка, в зависимости от прочности и температурных свойств материала.
Простота монтажа и демонтажа
Свободная посадка упрощает процесс монтажа и демонтажа. Если рабочие условия требуют посадки с натягом как на валу, так и в корпусе, следует рассмотреть возможность применения разборных подшипников или подшипников с коническим отверстием. Подшипники с коническим отверстием могут монтироваться на конические втулки (рис. 1) или на коническое посадочное место на валу (рис. 2).

Обеспечение осевого смещения подшипников в плавающих опорах
Если плавающий подшипник должен иметь возможность перемещения в осевом направлении на посадочном месте, кольцо, на которое воздействует неподвижная нагрузка, должно иметь свободную посадку. Дополнительная информация о подшипниках в плавающих опорах представлена в разделе «Подшипниковые узлы и типы подшипников».

SKF logo