Подшипники качения являются наиболее распространенными стандартными изделиями (сборочными единицами). Более 15 тыс. типоразмеров подшипников качения изготавливают на специализированных заводах с размерами от долей миллиметра до 3 м и массой от долей грамма до 6 т.
Подшипники качения, работающие при самых разнообразных нагрузках и частотах вращения, должны обеспечивать точность, бесшумность, долговечность и другие эксплуатационные свойства качества.
Телами качения являются шарики, ролики или иглы (в игольчатых подшипниках).
Основными присоединительными размерами, по которым осуществляется полная (внешняя) взаимозаменяемость, являются наружный диаметр D наружного кольца и внутренний диаметр d внутреннего кольца.
Внутренняя взаимозаменяемость в подшипниках между телами качения, кольцами и сепаратором является неполной и осуществляется селективной сборкой.
ГОСТ 24955-81 устанавливает термины и определения основных понятий в области подшипников качения, их деталей и элементов.
ГОСТ 25256-82 устанавливает термины и определения основных понятий в области допусков на подшипники качения, их детали и элементы. Основные размеры подшипников качения указаны в ГОСТ 3478-79.
Основным параметром подшипника качения, определяющим его точность вращения, грузоподъемность, бесшумность работы, равномерность распределения нагрузки и другие эксплуатационные свойства, является радиальный зазор между телами качения и дорожками качения. Его величина зависит от точности размеров 1 присоединительных поверхностей к корпусу и валу изделия, точности формы и расположения поверхностей колец (радиальное и торцевое биение, непараллельность торцов колец), шероховатости их поверхностей (особенно дорожек качения), точности формы и размеров тел качения в одном подшипнике и шероховатости их поверхностей; величины бокового биения по дорожкам качения внутреннего и наружного колец.
В зависимости от точности указанных параметров ГОСТ 520-89 для шариковых и роликовых подшипников с внутренним диаметром от 0,6 до 2 000 мм устанавливает классы точности, которые, как правило, обозначаются арабскими цифрами в порядке повышения точности:
- 0,6; 5; 4; 2; Т - для шариковых и роликовых радиальных и шариковых радиально-упорных подшипников;
-
- 0,6; 5; 4; 2 - для упорных и упорно-радиальных подшипников;
- 0,6Х; 6; 5; 4; 2 - для роликовых конических подшипников.
Установлены дополнительные 8-й и 7-й классы точности подшипников ниже нулевого класса точности для применения в неответственных узлах по заказу потребителей.
Класс точности проставляют (через тире) перед условным обозначением подшипника, например 6-205. Нулевой класс в обозначении не указывают, поскольку его применяют для большинства механизмов общего назначения. Подшипники более высоких классов точности применяют при больших частотах вращения и в случаях, когда требуется высокая точность вращения вала (например, для авиационных двигателей, для шпинделей шлифовальных и других прецизионных станков).
В гироскопических и других прецизионных приборах и машинах используются подшипники класса точности 2 и Т.
С повышением класса точности возрастают точностные требования ко всем элементам подшипников как внутренним, обеспечивающим точность вращения и радиальные зазоры между телами качения и дорожками колец, так и внешним, обеспечивающим посадку колец в изделии.
Для внутренних колец шариковых и роликовых радиальных и шариковых радиально-упорных подшипников с номинальным размером присоединительного диаметра d свыше 18 до 30 мм в зависимости от класса точности подшипника приведены допуски, мкм.
Точность тел качения очень высокая и составляет в среднем по разномерности в одном подшипнике 1 мкм.
Шероховатость поверхности тел качения, дорожек качения и присоединительных поверхностей колец Ra 0,63...0,32 мкм и менее. Уменьшение параметра шероховатости Ra от 0,32 до 0,08 мкм повышает ресурс подшипника более чем в два раза, а дальнейшее уменьшение параметра шероховатости Ra до 0,08... 0,04 мкм - еще на 40 %.
В связи с недостаточной жесткостью колец подшипников, стандартом допускается их овальность в свободном состоянии, которая может доходить до 50 % допуска на диаметр. При сборке и монтаже подшипника кольца выправляются.
Присоединительные диаметры колец подшипников изготавливают с отклонениями размеров внутреннего диаметра внутреннего кольца и наружного диаметра наружного кольца, не зависящими от посадки, по которой их будут монтировать.
Посадки наружного кольца с отверстием корпуса изделия выполняют в системе вала и поле допуска наружного диаметра наружного кольца располагается как для основного вала, т.е. в "минус" от нулевой линии. Посадки внутреннего кольца с валом изделия осуществляются в системе отверстия, но поле допуска внутреннего диаметра внутреннего кольца располагается от нулевой линии в "минус".
Применение системы отверстия и системы вала в посадках колец подшипника с валом и отверстием корпуса обеспечивает их полную взаимосвязь и быстрый демонтаж и монтаж в условиях эксплуатации. Кроме того, особенность расположения полей допусков внутреннего диаметра внутреннего кольца подшипника позволяет не прибегать к специальным посадкам для получения неподвижных соединений колец с валами, а использовать стандартные переходные посадки ЕСДП.