Розуміння зазору підшипника
Визначення: Що таке зазор підшипника?
Зазор підшипника (також званий внутрішнім зазором або люфтом підшипника) – це загальна відстань, на яку одне кільце підшипника може зміститися відносно іншого кільця в радіальному напрямку (радіальний зазор) або осьовому напрямку (осьовий зазор), перш ніж тіла кочення одночасно контактуватимуть з обома кільцями. Простіше кажучи, це величина “люфту” або “люфту”, вбудованого в підшипник перед складанням, що враховує теплове розширення, прогин навантаження та ефекти натягу.
Правильний зазор у підшипнику є критично важливим для оптимальної роботи підшипника, впливаючи на розподіл навантаження, тертя, шум, точність роботи та термін служби. Занадто малий зазор призводить до перегріву та передчасного виходу з ладу; занадто великий зазор викликає шум, вібрація, та неточне позиціонування вала.
Типи зазорів підшипників
1. Радіальний внутрішній зазор
Найчастіше вказуваний тип:
- Визначення: Внутрішня обойма може радіально рухатися відносно зовнішньої обойми
- Вимірювання: Зафіксувавши одну рейку, виміряйте максимальне радіальне зміщення іншої рейки
- Типові значення: 5-50 мікрометрів (0,0002-0,002 дюйма) для підшипників малого та середнього розміру
- Впливає: Радіальна жорсткість, розподіл навантаження, точність радіального обертання
2. Осьовий внутрішній зазор
Важливо для певних типів підшипників:
- Визначення: Відстань, на яку внутрішня обойма може рухатися осьово відносно зовнішньої обойми
- Актуально для: Радіально-упорні підшипники, конічні роликові підшипники
- Коригування: Часто регулюється за допомогою прокладок або затягування гайки
- Впливає: Осьова жорсткість, попереднє натягнення, тягова здатність
Класифікації допуску
Підшипники виготовляються зі стандартизованими класами зазорів:
Групи допуску ISO
- С2: Зазор менший за нормальний (менший)
- КН (Нормальний): Стандартний зазор для більшості застосувань
- С3: Зазор більший за нормальний (вільніший)
- С4: Зазор більший за C3 (навіть вільніший)
- С5: Кліренс більше, ніж C4 (максимальний стандартний кліренс)
Критерії вибору
Виберіть відповідний зазор залежно від застосування:
- C2 (Тяжка): Застосування з низьким рівнем шуму, мінімальне биття вала, низькі робочі температури
- КН (Нормальний): Стандарт для більшості загальних промислових застосувань
- C3 (вільний): Високі натяги, високі робочі температури, великі навантаження, сферичні роликові підшипники
- С4, С5: Дуже високі температури, дуже важкі посадки з натягом, великі підшипники зі значним тепловим розширенням
Фактори, що впливають на експлуатаційний дозвіл
Початковий та експлуатаційний дозвіл
Зазор змінюється від встановлення до експлуатації:
Коефіцієнти зменшення зазору
- Посадка з натягом (вал): Щільне прилягання до вала розширює внутрішню обойму, зменшуючи зазор (зазвичай 70-80% через перешкоду)
- Посадка з натягом (корпус): Щільна посадка в корпусі стискає зовнішню обойму, зменшуючи зазор (зазвичай 10-20% перешкод)
- Робоча температура: Внутрішня обойма (обертається разом з валом) зазвичай гарячіша за зовнішню, диференціальне розширення зменшує зазор
- Навантаження: Прикладене навантаження пружно деформує кільця, зменшуючи ефективний зазор
Фактори збільшення кліренсу
- Знос підшипників: Видалення матеріалу з часом збільшує зазор
- Пластична деформація: Брінеллінг або вм'ятини збільшують зазор
- Расова повзучість: Недостатнє натягування дозволяє гонам обертатися у своїх посадках, зношуючи канавки
Розрахунок експлуатаційного дозволу
Остаточний експлуатаційний дозвіл повинен враховувати всі впливи:
- Робочий зазор = Початковий зазор – Зменшення посадки – Термічне зменшення + Знос
- Правильне проектування забезпечує невелике позитивне значення кінцевого робочого зазору
- Нульовий або негативний робочий зазор призводить до попереднього натягу, що збільшує тертя та нагрівання.
Наслідки неправильного оформлення
Занадто малий зазор (тугий підшипник)
- Надмірне тертя: Високі контактні навантаження збільшують тертя та виділення тепла
- Перегрів: Може досягати руйнівних температур (> 120°C)
- Передчасна втома: Високі навантаження прискорюють термін служби підшипника
- Шум: Тугі підшипники можуть видавати високочастотний скрип
- Ризик судом: Крайні випадки можуть призвести до заклинювання підшипника
Занадто великий зазор (вільний підшипник)
- Ударне навантаження: Вплив тіл кочення на дорожки під дією зворотного навантаження
- Шум: Чутні брязкітливі або стукаючі звуки
- Вібрація: Підвищена вібрація від ударів та нерівномірний розподіл навантаження
- Знижена точність: Надмірне биття вала та помилки позиціонування
- Прискорений знос: Ударне навантаження та ковзання прискорюють знос
- Пошкодження клітки: Надмірний зазор може пошкодити клітку
Методи вимірювання
Перед встановленням (незмонтований підшипник)
Вимірювання радіального зазору
- Підтримайте зовнішнє кільце, прикладіть невелике радіальне навантаження до внутрішнього кільця
- Вимірювання переміщення за допомогою індикатора годинникового типу
- Типові значення: 10-30 мкм для середніх підшипників
- Порівняйте зі специфікаціями виробника
Метод відчуття (якісний)
- Тримайте одну гонку та переміщуйте іншу вручну
- Досвідчені техніки можуть оцінити, чи доцільно надавати допуск
- Неточно, але корисно для швидкої перевірки
Після встановлення
Метод осьового зміщення
- Для підшипників, що встановлюються, застосовуйте осьове зусилля
- Вимірювання осьового зміщення (стосується радіального зазору)
- Потрібен доступ до кінця вала
Аналіз вібрації
- Надмірний зазор проявляється у вигляді підвищеної високочастотної вібрації
- Сигнатури впливу в часова хвиля
- Зміни власних частот підшипників
Керівні принципи вибору розпродажу
Врахування підвищення температури
- Оціночне підвищення температури підшипника (зазвичай на 20-60°C вище температури навколишнього середовища)
- Розрахуйте різницю в розширенні між внутрішнім та зовнішнім кільцями
- Виберіть початковий зазор для забезпечення оптимального робочого зазору
- Емпіричне правило: зменшення зазору на 1 мкм на кожні °C різниці температур для підшипника з отвором 100 мм
Компенсація посадки з перетягуванням
- Щільне прилягання вала: використовуйте C3 або C4 для компенсації розширення внутрішньої обойми
- Вільне прилягання вала: може підійти CN або C2
- Вплив посадки корпусу зазвичай менш значний, ніж посадка вала
Вибір для конкретного застосування
- Прецизійні застосування: C2 або CN для мінімального биття
- Електродвигуни: C3 поширений через туге прилягання вала та підвищення температури
- Високотемпературне обслуговування: C4 або C5 для врахування теплового розширення
- Важкі вантажі: C3 або C4, деяке зменшення зазору під навантаженням прийнятне
Зв'язок з вібрацією та діагностикою
Вплив на вібраційні характеристики
- Надмірний зазор призводить до нелінійної вібраційної реакції
- Кілька гармоніки від ударного навантаження
- Широкосмуговий високочастотний шум
- Нестабільна вібрація, не пропорційна швидкості
Діагностичні індикатори
- Збільшення загального рівня вібрації з часом свідчить про знос, що збільшує зазор.
- Високочастотні удари вказують на надмірний зазор
- Зміни жорсткості підшипника впливають критичні швидкості
- Моніторинг температури показує герметичність підшипника (висока температура) порівняно з нормою
Зазор підшипника є критично важливим параметром, який необхідно правильно вибрати та перевірити для забезпечення оптимальної роботи підшипника. Розуміння того, як зазор впливає на вібрацію, шум та термін служби підшипника, дозволяє краще вибирати підшипник, правильно встановлювати його та ефективно діагностувати його стан.
Категорії:
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 