Зазор в подшипниках — внутрений

Зазор в подшипниках

Для радиальных подшипников вне зависимости шариковый он или роликовый существует понятие внутренний зазор, также называемый тепловой зазор.

Для чего нужен зазор в подшипнике?
Зазор в подшипнике качения нужен для предотвращения заклинивания тел вращения (шариков, роликов) подшипника с кольцами при работе.
Этот зазор компенсирует уменьшение растояния между внутренним и внешним кольцом подшипника
— при значительном нагревании подшипникового узла во время работы и расширении или сжатии деталей
— при посадке с натягом
— для компенсации некоторого смещения подшипника относительно других частей

Внутренний зазор подшипника — это расстояние, на которое перемещается одно из колец подшипника относительно другого в радиальном или осевом направлениях.

Различают три вида радиальных зазоров: начальный, посадочный и рабочий.
Начальный радиальный зазор — это зазор в подшипнике до установки его на вал и в корпус.
Посадочный радиальный зазор — это зазор в подшипнике после установки его на рабочее место, т.е. после уменьшения внутреннего диаметра наружного кольца и увеличения наружного диаметра внутреннего кольца в результате образования посадочного натяга. При этом в подшипнике либо сохраняется некоторый зазор, либо образуется натяг.
Рабочий зазор образуется во время работы механизма при установившимся температурном режиме в подшипниковом узле . Посадочный зазор всегда меньше начального вследствие изменения диаметров колец подшипника при их установке с посадочным натягом, а рабочий зазор уменьшается или увеличивается под влиянием перепада температур и увеличивается под действием приложенной нагрузки.
Отмеченная взаимосвязь между начальным, посадочным и рабочим зазором справедлива лишь для нерегулимых подшипников и не относится к подшипникам, у которых радиальный зазор и осевая игра регулируются при сборке узла

По сути, у любого подшипника существует данный зазор, иначе тела качения бы заклинило между кольцами вследствие теплового расширения металла. Собственно, для подшипников работающих в условиях повышенных температур или возможных внезапных скачков температур существует вариант с увеличенным зазором.

Для подшипников, у которых величина внутреннего зазора отличается от стандартного, введены специальные суффиксы С1- С5.

СуффиксРадиальный внутренний зазор
C1меньше, чем C2 (практически не встречается в свободной продаже, как правило это спец.заказ для завода)
C2меньше нормального (тоже достаточно редко встречается)
CNнормальный, используется только в комбинации с буквами, обозначающими уменьшенное или смещенное поле зазора. Чаще всего стандартный зазор в маркировке не участвует. Самое распространенное исполнение.
CMзазор для подшипников электродвигателей. Взаимозаменим со стандартным и в некоторых случаях с С3
C3больше нормального. Второй по распространенности вид исполнения.
C4больше, чем C3
C5больше, чем C4 (практически не встречается в свободной продаже, как правило это спец.заказ для завода).

 Радиальный внутренний зазор, как одну из составляющих, влияющую на срок службы подшипника, принято считать равным нулю, но на самом деле он имеет величину в несколько микрометров. Хотя цилиндрические, сферические подшипники всегда имеют небольшой минимальный зазор, из-за своих конструктивных особенностей. Есть среди подшипниковых узлов исключения, узлы, где требуется повышенная жесткость, там подшипник устанавливается с преднатягом (к примеру, опоры шестерен).

Таблицы зазоров для отдельных типов подшипников обычно приведены в каталогах
фирм производителей. Для спаренных однорядных радиально-упорных шарикоподшипников, конических роликоподшипников, двухрядных радиально-упорных шарикоподшипников и шарикоподшипников с четырехточечным контактом вместо радиального зазора приведены величины осевого внутреннего зазора, так как величина осевого зазора более важна для подшипников этих типов.

Существует множество примеров, в частности, подшипники шпиндельных узлов станков, опор шестерен мостов автомобилей, подшипниковые узлы небольших электродвигателей или подшипниковые узлы для колебательных движений, где требуется отрицательный рабочий зазор, т.е. предварительный натяг («преднатяг») для увеличения жесткости подшипникового узла или повышения точности его вращения. Создание преднатяга, к примеру, при помощи пружин также рекомендуется в тех случаях, когда подшипники вращаются при очень малых нагрузках с высокими скоростями. Это нужно для обеспечения минимальной нагрузки на подшипник и предотвращения повреждения подшипника в результате проскальзывания тел качения.

В случае использования шпиндельных радиально-упорных шариковых подшипников существует разделение по типу преднатяга – легкий средний и тяжелый. Это отображается в маркировке самого подшипника, например подшипник SNR 7006CVUJ74 имеет легкий преднатяг (суффикс J7). Соответственно, неправильно сделанный преднатяг напрямую сказывается на долговечности подшипников и узла в целом, потому как скорости вращения таких подшипников отнюдь не маленькие – десятки тысяч оборотов в минуту.

Перегрев, вибрация, шум, вот далеко не полный перечень последствий неправильного преднатяга подшипников.

Для обеспечения стабильной работы на шариковых и роликовых подшипниках качения должна всегда действовать определенная минимальная нагрузка. Подшипник без нагрузки очень быстро разобьет вибрация. Практика показывает, что на роликоподшипники должна действовать минимальная нагрузка, соответствующая 0,02 C, а на шарикоподшипники – 0,01 C. Под С понимается стандартная нагрузка статическая и динамическая из каталога или тех.описания подшипников. Важность приложения этой минимальной нагрузки возрастает в тех случаях, когда подшипник подвержен высоким ускорениям, а его частота вращения составляет 50 % и более от предельной скорости, указанной в таблице подшипников в каталоге производителя.

Более сложная ситуация с шариковыми радиально-упорными подшипниками, установленными в пару (так называемый дуплекс). Важность правильного преднатяга в данной конфигурации возрастает многократно.

Поэтому к подбору подшипников, особенно в случаях, когда неизвестно какие именно подшипники стояли изначально, надо подходить с максимальной ответственностью. Кроме размеров подшипников неплохо уточнить условия работы – температуру (подшипника, не среды, в которой работает подшипник), обороты, нагрузки, среду.

Соответствие группы радиального зазора подшипников ГОСТ — ISO

ISO

ГОСТ

Шариковые радиальные однорядныеРоликовые радиальные с короткими цилиндрическими роликами и игольчатыеРоликовые радиально сферические двухрядные с цилиндрическими или коническими отверстиями

с взаимозаменяемыми деталями

C1

1

C2

6

Нормальная

Нормальная

6

Нормальная

С3

7

2

3

С4

8

3

4

С5

9

4

5

с невзаимозаменяемыми деталями

C1NA

C2NA

5

NA

Нормальная

C3NA

7

C4NA

8

C5NA

9