Тепловой зазор в подшипниках редуктора

Радиальный зазор у шарикового подшипника — это микро-расскояние между шариками и линией касания дорожки качения наружной обоймы подшипника, при условии, что шарики касаются дорожи качения на внутренней обойме.

По народному говоря, это радиальный зазор — это люфт подшипника. Если бы радиального зазора не было, то подшипник бы не крутился, т.к. шарики в нём были бы «пережаты».

Поэтому, не смотря на отрицательное отношение некоторых механиков к слову «люфт», в какой-то степени, он, всё же, необходим. «В какой степени?» — возникает вопрос.

Ответ таков: в зависимости от

— 2) его эксплуатационных условий;

— 3) типа посадки при монтаже (степень натяга или зазора обойм подшипника).

Существуют следующие гостированные группы радиальных зазоров: уменьшенная (-С2), нормальная (не обозначается), увеличенная (-С3), большая (-С4), сверхбольшая (-С5). Сразу скажу, что подшипники с зазорами -С2, -С4, -С5 следует применять только при серьёзном на то основании. Об этом может свидетельствовать техническая документация, либо может быть рекомендована авторитетной инженерной группой. В основном, почти на 100%, мы имеем дело с радиальными шариковыми подшипниками нормального зазора, либо (реже) увеличенного (-С3). Поэтому, дальнейшая информация касается выбора подшипника между этими двумя зазорами. Разберём каждый фактор.

Пункт 1. Сам подшипник. Размер и габаритность.

На практике мне известно, что чем мельче размер и габаритность подшипника, тем менее значима разница в выборе зазора.

Замечу, что габаритность подшипника не имеет отношения к его абсолютным геометрическим размерам. Эта характеристика имеет дело с отношением его диаметров и ширины.

Например, ничего страшного, что подшипник 6000-2RS-C3 (внутренний диаметр 10 мм, лёгкая узкая серия с увеличенным зазором) вам нужно поставить в то место, где раньше стоял подшипник 6000-2RS (с нормальным зазором), и наоборот.

Но если есть подшипник, например, 62312-2RS (внутренний диаметр 60 мм, тяжёлая широкая серия, нормальный зазор), то ставя его в то место (например, в электродвигатель), где ранее работал подшипник 62312-2RS-C3 с увеличенным зазором, вы можете получить проблему, т.к. этот подшипник под рабочими оборотами и нагрузками значительно раньше выйдет из строя.

Пункт 2. Эксплуатационные условия.

Во время эксплуатации, радиальный подшипник подвергается радиальным нагрузкам (а иногда и малым радиально-упорным нагрузкам) и высоким (для него) оборотам. В силу этих причин происходит нагрев узла (вал, корпус и др. части, куда прессуют подшипники) и самого подшипника, либо его частей, между которыми может возникнуть разность температур. Вследствие этого происходит изменение фактического радиального зазора подшипника. Чаще всего происходит уменьшение зазора в виду указанных причин. И поэтому, в таким случаях применимы подшипники с увеличенным зазором -С3.

Практический вывод таков. Если подшипник будет эксплуатироваться при высоких для него оборотах, то ему больше подойдёт увеличенный зазор -С3. Высокие обороты — это обороты, близкие (но меньше) к отметке «предельная частота вращения» для данного подшипника, которая берётся из специального каталога и соответствует ГОСТ-520 (или IS02001). Например, возьмём подшипник 6317. Его предельная частота вращения 8000 оборотов в минуту. Если этот подшипник у вас будет вращаться в пределах 5000 (примерно 2/3 от предельной частоты) и выше об/мин, то, вам целесообразно использовать такой подшипник с увеличенным зазором -С3, а именно 6317-С3.

Пункт 3. Тип посадки при монтаже (степень натяга или зазора обойм подшипника).

Известно, что есть посадки с натягом и с зазором. Поэтому при посадке любой обоймы подшипника с натягом (особенно со степенью натяга, близкого к тугому), может возникнуть эффект уменьшение фактического радиального зазора. И в этом случае, можно заранее это учесть, выбрав подшипник с увеличенным радиальным зазором -С3.

Читайте также: Ремонт червячных редукторов в москве

Учитывая информацию выше, можно только наиболее вероятно успешно выбрать радиальный зазор подшипника (нормальный или увеличенный зазор -С3). Если до демонтажа ваш подшипник проходил удовлетворительное количество часов, то нет смысла выбирать подшипник с другой группой радиального зазора. Если у вас нет информации по радиальному зазору подшипника, который у вас стоял, то вышеприведённые данные могут быть, с большей долей вероятности, для вас полезны. Однако, выбрав подшипник одной группы зазора, у вас может сложиться неудовлетворительная картина эксплуатации. В этом случае рекомендуем её (группу зазора) поменять. Чтобы исключить другие факторы влияния, рекомендуем иметь дело с подшипниками достойного поставщика (бренда). Если вы решили поменять группу радиального зазора, то меняйте её на подшипниках того же поставщика. В этом случае, вы наверняка установите нужную вам группу радиального зазора для данного узла.

Для чего подшипнику нужен увеличенный «тепловой» зазор?

Разнообразие подшипников не ограничивается их общей классификацией по типам и размерам. Помимо этого существуют и иные параметры выбора подшипников. Для того, чтобы подшипник работал с максимальными отдачей и ресурсом, необходимо учитывать все тонкости подбора подшипников для определенных условий работы. Многие сталкиваются с понятием «увеличенный радиальный зазор» в подшипнике или «тепловой зазор». Но не все понимают, что это такое и для чего он нужен. Для того, чтобы ответить на этот вопрос, достаточно просто понять, между какими деталями в подшипнике этот зазор существует, и как ведут себя тела качения при тех или иных нагрузках.

Радиальный внутренний зазор в подшипнике – это расстояние, на которое может переместиться одно из колец подшипника относительно другого в радиальном направлении (перпендикулярном оси вращения). Простыми словами это своеобразный радиальный люфт — расстояние между телом качения и дорожкой качения. Он практически не заметен невооруженному глазу, по крайней мере, в подшипниках небольших и средних размеров. Измеряется в микронах.

Если на подшипник действуют повышенные нагрузки, в т.ч. ударные или вибрационные, то шарики или ролики в подшипнике могут деформироваться, что в свою очередь может вызывать повышенное трение и закусывание.

Если в подшипнике возникает высокая рабочая температура, причем важна именно интенсивность роста этой температуры, либо если подшипник охлаждается резко, то металл колец и тел качения может расширяться или сжиматься с разной скоростью. Это также может приводить к повышенному трению в подшипнике и его заклиниванию.

Если подшипник работает с высокой частотой вращения, то это также может приводить к быстрому росту температуры в подшипнике.

Заклинивание подшипника страшно не только для самого подшипника, но и для посадочных мест на валу и в отверстии. Т.к. в случае заклинивания происходит проворачивание подшипника в посадочных местах, и их износ. А это уже приводит к необходимости восстановления вала и/или отверстия в корпусе, либо к даже к более сложному и дорогостоящему ремонту оборудования.

Именно поэтому важно уделять особое внимание такому параметру как радиальный внутренний зазор в подшипнике, который часто называют «тепловым» зазором.

Подшипники с увеличенным радиальным зазором устанавливаются, например, на виброплитах, шпиндельных станках, двигателях, редукторах, печах, и т.д. Т.е. там, где присутствуют повышенные вибрации, высокая скорость, высокие нагрузки, высокая температура.

Увеличенный радиальный зазор в российских подшипниках закодирован в начале обозначения (в префиксе). Например, подшипник с зазором больше нормального по ГОСТ обозначается так: «30-3520». А в европейском стандарте ISO зазор указывается после основного обозначения (в суффиксе – как C3 или C4). Например, импортным аналогом этого же подшипника будет подшипник «22220/C3».

Читайте также: Редуктор водяного насоса ко 713

Вот примеры полного обозначения различных подшипников по каталогам основных мировых производителей с зазором C3 (больше нормального):

22220EJW33C3 (TIMKEN), 22205EAW33C3 (SNR), 6208NRC3 (KOYO), 6305LLUC3/5K (NTN), 6205DUC3E (NSK).

Или же обозначения подшипников с зазором С4 (больше чем C3):

NU320EMAC4 (TIMKEN), 22210EAW33C4 (NTN-SNR) ит.д.

Существуют и иные величины зазоров: C2 (меньше, чем C3) и C1 (меньше, чем C2). Но подшипники с таким зазором встречаются очень редко, и обычно они отсутствуют на складах готовой продукции (поставляются специально под заказ). Такой зазор чаще используется в подшипниках высокой точности. Пример обозначения такого подшипника: 23128CKE4C2P55S11 (SNR).

Зазор подшипника

Одним из ключевых моментов надежной работы узлов с вращающимися деталями является подшипник. Являясь опорой, он передает нагрузку от вала на корпус или другие детали, предусмотренные конструкцией. Правильный подбор посадки и рабочего зазора является гарантией надежной работы всего механизма.

По мере усовершенствования механизмов возрастают требования к узлам трения. Воспринимая различные виды нагрузок подшипники должны обеспечить: вращение валов, соосность, обеспечивать смещение в заданных размерах от возникающих усилий продольного и поперечного направлений.

Что такое зазор и для чего он нужен

Для наиболее распространенной группы подшипников с круглыми и цилиндрическими телами качения, очень важным является наличие небольшого пространства между рабочими органами – телами вращения и обоймами (зазоры) в которых они перемещаются и которые служат для них опорой. Формы тел качения на рис.1.

Рис. 1. Конфигурация тел качения

В следствии разного диаметра наружных и внутренних колец угловая скорость перемещения по внутренней обойме тел трения – качения всегда выше, поэтому возникает неравномерный нагрев, при этом, чем выше скорость вращения, тем температура выше. По причине термического расширения металла зазор между рабочими кольцами уменьшается.

В случае небольшого (меньше нормы) зазор может сократиться до нуля, или даже перейти на работу с натягом, что неизменно вызовет интенсивный нагрев деталей всего узла.

Сюда же необходимо добавить необходимое пространство для смазки между роликами и обоймой.

Кроме величины оборотов на нагрев подшипника влияет радиальная нагрузка, чем она выше, тем больше возникает трение между роликами и обоймой вызывая повышенное трение между ними. Радиальное направление это направление силы, действующей на обойму, строго перпендикулярно оси вращения (по радиусу). Схемы нагрузок на подшипник показаны на рис.2.

Рис. 2. 1- Распределение нагрузки при увеличенном зазоре; 2- при нормальном зазоре; 3 – при предварительном натяге.

Величина зазоров

Внутренние зазоры делятся на эксплуатационный и изначальный. Зазор это максимальное перемещение внутренней или наружной обоймы относительно друг друга. Работа подшипника, превышающая температуру узла на 5-10°С считается нормальной. Для более высокой разницы требуется боле увеличенный зазор.

Конструктивно группы подшипников имеющих радиальное направление нагрузки сгруппированы в ряды по величине зазоров. Каждая группа регламентируется по максимальной и минимальной величине радиального зазора и обозначается номерами (см. табл. 1).

Самая распространённая – это нормальная группа, которая в обозначении подшипника не кодируется, более увеличенные зазоры в группах 3 -7 распространены меньше, 6 и 8 имеет специальное назначения в машиностроении.

Рассмотрим где указывается величина зазора в обозначении подшипника:

• 76-180306У1С2Ш2У Группа зазора — 7 (увеличеная),
• 30-3610Н здесь зазор обозначен цифрой 3 (увеличенный, см. таб.1 и табл. 2).

Читайте также: Как проверить масло в редукторе лодочного мотора хайди 9 8

Радиальный зазор

Радиальный зазор в подшипниках это расстояние на которое перемещается одна обойма относительно другой в радиальном направлении. Эта величина получила название – радиальный люфт.

Рис. 3 Радиальный зазор

Замеры величин производятся на специальных стендах с микрометрической головкой. (см рис.4) Самый простой способ замера – щупами, подвесив изделие на горизонтальном стержне. Наружное кольцо под своим весом опуститься вниз, обозначив радиальный зазор. Определить величину которого можно соответствующим по величине щупом протолкнув его между верхней точкой шарика и зеркалом обоймы в самой нижней точке, или поставив подшипник на плиту, но тогда зазор будет замеряться по самой крайней верхней точке (см. рис. 4.).

Рис. 4. Замер радиального смещения обойм

Осевой зазор

Перемещение внутреннего кольца относительно наружного по осевому направлению называется осевой люфт ли осевой зазор (см. рис.5).

Установка осевых зазоров радиально-упорных или упорных подшипников производится регулировкой установочных шайб, которые ставят между обоймой и упором на торце вала. Рекомендуемые осевые зазоры указаны в каталогах или рекомендациях завода-производителя. Зазоры для наиболее распространенных подшипников можно посмотреть в таблицах 3,4,5.

Оптимальное значение осевого зазора, при установившемся температурном режиме подшипников равно нулю, так – как при этом отсутсвует осевое биение валов, уменьшается шум и вибрация механизма, подшипник работает без дополнительных нагрузок.

Рис 5. Осевые зазоры

Несмотря на имеющиеся таблицы по параметрам внутренних зазоров, более точные контролируемые параметры можно выяснить только у производителей. Некоторые заводы – изготовители для радиально-упорных, конических или двухрядных радиальных изделий приводят величину осевого зазора, а не радиального, так как этот параметр для подшипников наиболее важен.

Рекомендуемый осевой зазор, мкм, для шариковых радиально-упорных однорядных подшипников

• Свежие записи
  • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
  • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
  • Какие моторы бывают у стиральных машин
  • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
  • Как снять стопорную шайбу с вала

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/teplovoy-zazor-v-podshipnikah-reduktora