Зазор подшипников

Что такое зазор?

Зазор - расстояние, на которое внешнее кольцо подшипника смещается относительно внутреннего без воздействия внешней силы. Величина зазора - один из главных факторов, определяющих срок службы подшипника.

Типы зазоров подшипников

• Радиальный зазор sr - величина сдвига по радиусу внешних и внутренних колец подшипника относительно друг друга, который можно делать без усилия. Радиальный зазор в подшипнике сокращается под влиянием посадки с натягом, поскольку растяжения внутреннее кольцо растягивается, а наружное сжимается. Если внутреннее кольцо горячее наружного, внутренний зазор подшипника сокращается.

B подшипникax на валах с быстрым разгоном предусматривается больший радиальный зазор, поскольку нет достаточного выравнивания температур между подшипником, валом и корпусом. В установленном подшипнике радиальный зазор меньше, чем в неустановленном. Радиальный зазор сначала уменьшается из-за величины натяга подшипниковых колец на валу и в отверстии корпуса Во время работы подшипника зазор сокращается по причине роста температуры и упругих деформаций. Для подшипников стандартного исполнения зазор установлен таким образом, чтобы можно было одно из подшипниковых колец установить неподвижно. Этого достаточно для большинства эксплуатационных условий в опоре.

Для подшипников качения без внутреннего кольца зазор определяется диаметром прилегающей окружности Fw. Данная окружность имеет максимальный диаметр. Она вписана в реальный профиль внутренней поверхности по игольчатым роликам при условии их беззазорного прилегания к дорожке качения наружного кольца. В подшипниках до монтажа он имеет допуск F6, кроме игольчатых подшипников с одним наружным штампованным кольцом.

При радиальном зазоре измеряются боковые и вертикальные радиальные просветы.Измерение осуществляется одним из двух методов:

- традиционный - щупом;

- бесконтактный - специальными приборами.

Существуют три разновидности радиальных зазоров:

- начальный - зазор в подшипнике до его установки на вал и в корпус. Данное отверстие измеряется так: под определенной нагрузкой смещается одно из колец подшипника в крайнее положение. У некоторых типов подшипников радиальный зазор измеряется подбором щупа соответствующей зазору толщины. Щупы измеряют внутренний зазор при монтаже сферических роликоподшипников. Для каждой конструктивной группы радиальных подшипников имеется собственный ряд радиальных зазоров. Для каждой группы укуазан свой номер и существует минимальная и максимальная величина допускаемого радиального зазора. Чаще всего используется нормальная группа, не имеющая отдельного обозначения в номере подшипника;

- посадочный - зазор в подшипнике возникающий после его монтажа на рабочее место. В результате посадочного натяжения уменьшается внутренний диаметр наружного кольца и увеличивается наружный диаметр внутреннего кольца. В подшипнике или сохраняется определенный зазор, или образуется натяжение. Посадочный зазор всегда меньше начального по причине изменения диаметров колец подшипника при их установке с посадочным натяжением;

- рабочий - зазор, который образуется при работе механизма в установившемся температурном режиме. Рабочий зазор подшипника увеличивается под действием приложенной нагрузки. Этот вид зазора измеряется при рабочей температуре в смонтированном подшипнике. Это величина, на которую вал смещается в радиальном направлении из одного крайнего положения в противоположное. При расчете рабочего зазора учитывается:

- радиальный зазор подшипника;

- изменение радиального зазора вследствие посадки с натягом;

- влияние температуры в готовом состоянии.

На схеме обозначен буквой “s”.

Величина рабочего зазора зависит от условий работы и допусков при монтаже подшипника. Увеличенный рабочий зазор требуется в трех ситуациях: при притоке тепла через вал, при прогибе вала и при его перекосе.

Взаимозависимость между начальным, посадочным и рабочим зазором характерна только для нерегулируемых подшипников и не относится к подшипникам, у которых радиальный зазор и осевая игра регулируются при сборке узла. Больше всего подшипники с увеличенными радиальными зазорами применяются в опорах. В них по причине значительных динамических нагрузок кольца подшипника монтируют на вал и в корпус со значительными посадочными натяжениями. Чем меньше зазоры, тем выше точность вращения подшипника, тем он долговечнее, используется большее количество тел качения. Не производятся подшипники с равными нулю зазорами. Если подшипник насадить лишком туго, то из-за нагрева подшипникового узла может возникнуть защемление (заклинивание) тел качения и даже разрушение подшипника. Большая часть стандартных производимых подшипников относится к нормальной группе радиального зазора. При стандартных посадках и температурах такой зазор обеспечивает приемлемую работу подшипникового узла.

• Осевой зазор sa — величина, на которую одно кольцо без усилия смещается вдоль оси вала относительно другого кольца подшипника. Данный зазор восполняет температурные расширения деталей во время работы подшипника и применяется в радиально-упорных и упорных механизмах. Для регулировки зазора используются комплекты прокладок из жести, которые монтируются у торцов наружных колец. В радиально-упорных подшипниках зазор регулируется установкой набора металлических прокладок разной толщины. Набор прокладок состоит из изделий толщиной от 0,1 до 0,8 мм. Регулируется зазор системой с предусмотренным регулировочным винтом, действующим на шайбу, или с помощью гайки.

Для многих типов подшипников радиальный зазор sr и осевой зазор sa взаимосвязаны. Лишь для двухрядных радиально-упорных шарикоподшипников вместо радиального указывается осевой зазор, который измеряется при осевой нагрузке 100 Н. Ориентировочные соотношения радиальных и осевых зазоров для некоторых конструкций подшипников показаны в таблице ниже.

Ниже представлены рекомендуемые осевые зазоры в мкм для некоторых видов подшипников:

- для шариковых радиально-упорных однорядных подшипников

- для двойных и сдвоенных одинарных упорных шариковых подшипников

- для радиально-упорных роликовых конических однорядных подшипников

• тепловой - расстояние между кольцами и телами качения, которое свободно перемещает кольца относительно друг друга в радиальном или осевом направлениях. Зазор компенсирует температурное расширение деталей подшипника при нагревании во время работы и не даёт подшипнику заклинить при критично высоких температурах.
• масляный - зазор между внутренним диаметром установленного подшипника и наружным диаметром коленчатого вала или цапфы распределительного вала. Зазор измеряется под углом 90 градусов к линии разъёма подшипника. Разъём - самая толстая часть подшипника.

Уменьшение масляного зазора между штоком и главными подшипниками и коленчатым валом дает ряд преимуществ:

- нагрузка распределяется по более широкой области поверхности подшипника;

- давление распределяется более равномерно по всему подшипнику. Это хорошо, если подшипник достаточно тверд, чтобы справиться с ним;

- уменьшается объём масла, которое должно поступать в подшипник для поддержания масляной плёнки между подшипником и валом.

- достаточно жидкое (с низкой вязкостью) масло хорошо течёт в подшипник. Низкая вязкость уменьшает давление масла, в котором нуждается двигатель. Поэтому некоторая дополнительная мощность достигается за счёт снижения нагрузки на масляный насос.

• диаметральный - разница между внутренним диаметром радиального подшипника скольжения и диаметром шейки вала. Диаметральный зазор в подшипнике зависит от размера вала, посадочного отверстия постели и толщины вкладышей.
• боковой в зубчатом соединении муфты при повёрнутой полумуфте (до упора зубцами в зубцы) втулки должны быть равномерными и находиться в пределах 0.4 - 0.7 мм. Измеряются щупом у разъёма при снятой верхней половине вкладыша. Величина их должна составлять 0.5 - 0.7 от верхнего радиального зазора.

Размеры зазоров

В таблицах ниже описаны размеры зазоров ряда подшипников

• подшипники шариковые радиальные однорядные без канавок для вставления шариков с цилиндрическим отверстием

• подшипники радиальные роликовые с короткими цилиндрическими роликами с цилиндрическим отверстием. Подшипники радиальные роликовые игольчатые с сепаратором. Подшипники со взаимозаменяемыми деталями.

• подшипники радиальные роликовые с короткими цилиндрическими роликами с цилиндрическим отверстием. Подшипники радиальные роликовые игольчатые с сепаратором. Подшипники с невзаимозаменяемыми деталями.

• подшипники роликовые радиальные с короткими цилиндрическими роликами с коническим отверстием с невзаимозаменяемыми деталями

• подшипники роликовые радиальные с короткими цилиндрическими роликами с коническим отверстием со взаимозаменяемыми деталями

• подшипники радиальные роликовые сферические двухрядные с цилиндрическим отверстием

• подшипники радиальные роликовые сферические двухрядные с коническим отверстием

Регулировка зазоров подшипников

В предрасположенных к ускоренному износу подшипниках (работающих в переменных режимах с частыми пусками и остановками), а также при необходимости центрировать вал используются следующие средства регулирования зазора:

• Шимы - прокладки из листовой латуни толщиной ~0,05 мм, устанавливаемыми на стыке подшипника. Данные прокладки используют в разъёмных подшипниках с массивными вкладышами. Во избежание касания с валом торцы шимов располагают с зазором s = 0,3—0,5 мм по отношению к поверхности отверстия. При расточке вкладышей с шимами стыковые поверхности обрабатывают начисто и устанавливают между ними пластинки толщиной, равной первоначальной (монтажной) толщине t пакета шимов (обычно t = 0,4—0,5 мм). После этого отверстие и наружную поверхность вкладышей в сборе обрабатывают на цилиндр.

• Затягивание крышек с помощью винтов применяют при нагрузке постоянного направления. Нагрузка направляется на неподвижный вкладыш подшипника.

• Полуавтоматическое регулирование зазора. Крышку подшипника затягивают поперечными болтами. Когда требуется уменьшить зазор, болты отпускают, крышка под действием пружины прижимается к валу. После этого поперечные болты затягивают вновь. Данный процесс, как и предыдущий, применяют при нагрузке постоянного направления. Нагрузка направляется на неподвижный вкладыш подшипника.

• Втулки с конической несущей поверхностью применяют для тонкого регулирования зазора с точным центрированием вала (шпиндели шлифовальных станков). Зазор регулируют осевым перемещением втулки с помощью гайки 1.

• Разрезные втулки используют для увеличения диапазона регулирования.

• Наружная поверхность втулки опирается в коническом гнезде на три выступа, обработанные на конус. При затяжке втулки зазор на этих участках уменьшается; и в обе стороны каждого участка образуются масляные клинья. Данный процесс центрирует вал и способствует безвибрационной работе подшипника.

Группы зазоров и их обозначения

Обозначение группы зазоров в порядке увеличения значения зазора	Схематическое изображение	Тип подшипника
6, нормальная, 7, 8, 9		Шариковые радиальные однорядные без канавок для вставления шариков с цилиндрическим отверстием:
2, нормальная, 3, 4		Шариковые радиальные однорядные без канавок для вставления шариков с коническим отверстием
2, нормальная, 3, 4, 5		Шариковые радиальные сферические двухрядные с цилиндрическим отверстием
2, нормальная, 3, 4, 5		Шариковые радиальные сферические двухрядные с коническим отверстием
1, 6, 2, 3, 4		Роликовые радиальные с короткими цилиндрическими роликами с цилиндрическим отверстием со взаимозаменяемыми деталями; Роликовые радиальные игольчатые с сепаратором со взаимозаменяемыми деталями; Подшипники роликовые со взаимозаменяемыми деталями - разъёмные радиальные подшипники данной группы зазора, которые комплектуются любыми съёмными кольцами одинакового обозначения (одинаковой конструкции), изготовленными тем же предприятием изготовителем
0, 5, нормальная, 7, 8, 9		Роликовые радиальные с короткими цилиндрическими роликами с цилиндрическим отверстием с невзаимозаменяемыми деталями; Роликовые радиальные игольчатые с сепаратором с невзаимозаменяемыми деталями; Роликовые подшипники с невзаимозаменяемыми деталями - разъёмные радиальные подшипники данной группы зазора, которые комплектуются съёмными кольцами, предназначенными только для данного подшипника
2, 1, 3. 4		Роликовые радиальные с короткими цилиндрическими роликами с коническим отверстием со взаимозаменяемыми деталями; Подшипники роликовые со взаимозаменяемыми деталями - разъёмные радиальные подшипники данной группы зазора, которые комплектуются любыми съёмными кольцами одинакового обозначения (одинаковой конструкции), изготовленными тем же предприятием изготовителем
0, 5, 6, 7, 8, 9		Роликовые радиальные с короткими цилиндрическими роликами с коническим отверстием с невзаимозаменяемыми деталями; Роликовые подшипники с невзаимозаменяемыми деталями - разъёмные радиальные подшипники данной группы зазора, которые комплектуются съёмными кольцами, предназначенными только для данного подшипника
Нормальная, 2		Роликовые радиальные игольчатые без сепаратора
2, нормальная, 3, 4, 5		Роликовые радиальные сферические однорядные с цилиндрическим отверстием
1, 2, нормальная, 3, 4, 5		Роликовые радиальные сферические однорядные с коническим отверстием
1, 2, нормальная, 3, 4, 5		Роликовые радиальные сферические двухрядные с цилиндрическим отверстием
1, 2, нормальная, 3, 4, 5		Роликовые радиальные сферические двухрядные с коническим отверстием
2, нормальная, 3, 4		Шариковые радиально-упорные двухрядные с неразъёмным внутренним кольцом
2, нормальная, 3		Шариковые радиально-упорные двухрядные с разъёмным внутренним кольцом

В таблице представлены условные и числовые обозначения групп радиального и осевого зазоров для подшипников качения в состоянии поставки согласно ГОСТ 24810-81. Группы обозначаются в таблице в порядке увеличения значения зазора. Действие ГОСТ 24810-81 не распространяется на следующие подшипники:

- Шариковые радиальные со съёмным наружным кольцом;

- Шариковые радиальные однорядные с канавкой для помещения шариков;

- Шариковые радиально-упорные однорядные;

- Шариковые радиально-упорные двухрядные с двумя наружными кольцами;

- Шариковые радиально-упорные однорядные с разъёмным наружным или внутренним кольцом;

- Роликовые радиальные игольчатые со штампованным наружным кольцом;

- Подшипники качения с особым значением зазоров.

При эксплуатации в нормальных условиях — перепад температур между наружными и внутренними кольцами составляет 5-10°С - зазор подшипника должен соответствовать основной, нормальной группе.

Маркировка зазора подшипника по ГОСТ

Подшипникам с радиальным зазором и соответствующим нормальной группе дополнительное условное обозначение не присваивается. Радиальный зазор стандартных подшипников условно характеризуется номером группы (ряда), поставленным перед обозначением подшипника. Например, 75-313ЕШ2:

- цифра 7 означает радиальный зазор по 7-му ряду;

- класс точности 5;

- 313 - обозначение стандартного шарикового подшипника с внутренним диаметром d=65 мм;

- E - текстолитовый сепаратор;

- Ш2 - требования по уровню вибрации.

Номер группы зазоров может стоять отдельно от обозначения. Например, на торце кольца со стороны, противоположной нанесённому обозначению. Расшифровка и порядок расположения знаков, обозначающих дополнительные требования, соответствуют схеме:

- категория;

- момент трения;

- группа радиального зазора;

- точность;

- основное условное обозначение подшипника;

- конструкция;

- материал;

- температура;

- смазка;

- вибрация.

Стандарт распространяется на приведенные ниже подшипники и определяет условные обозначения групп зазоров, числовые значения радиального и осевого зазоров подшипников качения в состоянии поставки.

- шариковые радиальные однорядные;

- шариковые радиальные двухрядные сферические;

- шариковые радиально-упорные двухрядные;

- роликовые радиальные с короткими цилиндрическими роликами;

- роликовые радиальные игольчатые;

- роликовые радиальные сферические однорядные;

- роликовые радиальные сферические двухрядные.

Стандарт не распространяется на подшипники:

- шариковые радиальные со съёмным 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 разъёмным наружным или внутренним кольцом;

- роликовые радиальные игольчатые со штампованным наружным кольцом;

- подшипники качения, для которых установлены особые значения зазоров.

Подробную техническую информацию можно узнать из ГОСТ 24810-2013 Подшипники качения. Внутренние зазоры.

Подробнее о стандартах подшипников по ГОСТ читайте на сайте “Промышленная Автоматизация”.

Маркировка зазора подшипника по ISO

Согласно DIN 620-4 ISO 5 753 радиальные зазоры поделены на группы CN, С1, C2, C3, C4, C5.

Меньший, чем CN зазор необходим только в особых случаях. Например, для точных подшипниковых опор. Нормальный рабочий зазор в подшипнике достигается при наличии зазора группы CN, в более крупных подшипниках - как правило, C3 - при соблюдении рекомендуемых допусков вала и корпуса.

Соответствие группы радиального зазора подшипников ГОСТ – ISO

• Со взаимозаменяемыми деталями

• С невзаимозаменяемыми деталями

Буквенные обозначение радиального зазора

• H0-

Для обозначения радиального зазора используются также буквы. Специальные требования к величине радиального зазора (не предусмотренные группами зазоров по ГОСТ) обозначаются буквой Н - ненормализованный радиальный зазор.

Пример: Н0-32426

Буква H - ненормализованный радиальный зазор подшипника

Цифра 0 - класс точности подшипника

• НТ- НУ-

Подшипникам тугой подборки, которые собирают с малыми радиальными зазорами, присваивают дополнительные условные обозначения: НТ и НУ.

Символы НТ соответствуют пониженным точности вращения и размерам посадочных мест.

Cимволы НУ – только пониженной точности вращения.

• М0-

Если в обозначении подшипника присутствует маркировка момента трения подшипника, указанная перед обозначением радиального зазора, тогда в условном обозначении радиально-упорных и радиальных однорядных подшипников с радиальным зазором нормальной группы на месте обозначения радиального зазора проставляется буква М.

Пример: 2М5-1000905.

- цифра 2 - это момент трения по 2 ряду;

- М - радиальный зазор по нормальной группе;

- 5 - класс точности подшипника;

- 1000905 - основное условное обозначение подшипника.

• 2В0-

Изредка можно найти подшипники с маркировкой 2В0-32315КМ, где букву "В" неверно воспринимают как зазор. На самом деле буква "В" указывает категорию подшипника. Их общепромышленных подшипников большинство относится к категории «С» (в обозначении подшипника букву «С» не пишут). Приведём ниже два примера:

1. 2В0-32315КМ. Это подшипник нулевого класса точности, с нормальной группой радиального зазора, в которой отсутствуют требования по моменту трения, и категорией «В» с повышенными требованиями по показателю «радиальное биение» - цифра "2". К подшипнику предъявлены требования по волнистости и отклонению от круглости поверхностей качения.

2. 2в70-32134. Расшифровка:

- подшипник нулевого класса точности;

- седьмая группа радиального зазора (увеличенный зазор);

- категория «В». В обозначении «2В» цифра «2» конкретизирует, что к подшипнику предъявляются повышенные требования по показателю «радиальное биение».

Буквенные обозначения широко применяются при обозначении классов точности. Подробнее об этом читайте на сайте “Промышленная Автоматизация”.

Купить подшипники можно в интернет-магазине “Промышленная Автоматизация”.

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.