Зазори в підшипниках

Принцип роботи підшипників кочення полягає в наступному, одне з кілець (це може бути зовнішнє або внутрішнє) завжди є рухомим, навіть якщо друге жорстко зафіксовано. Зазор це допустиме переміщення для кільця. Розрізняють два види зазорів: радіальний внутрішній зазор і осьової внутрішній зазор (Рис. 1).

Радіальне допустиме переміщення кільця є радіальним внутрішнім зазором, а осьовий допустиме переміщення – осьовим внутрішнім зазором. Зазвичай осьової внутрішній зазор в 6-10 разів більше ніж радіальний внутрішній зазор. Американська асоціація виробників підшипників (ABMA) і ISO представили класифікацію радіальних внутрішніх зазорів для підшипників. Виділяють п’ять класів зазорів:
1. C2;
2. CN (стандартний зазор);
3. C3;
4. C4;
5. C5,
де C2 є найменшим допустимим зазором, а C5 – найбільшим, по відношенню до внутрішнього діаметра підшипника. Радіальний внутрішній зазор – це проміжок між верхнім кулькою і зовнішнім кільцем.

Вибір внутрішнього зазору підшипника

Початковий внутрішній зазор в підшипнику – це зазор, з яким підшипник виготовляється на заводі. Робочий внутрішній зазор – це зазор, характерний для підшипника при його монтажі та експлуатації. Для того щоб збільшити термін служби (ресурс) підшипника, теоретично він повинен мати по можливості якомога меншу величину внутрішнього зазору при нормальній робочій температурі. Однак підтримувати оптимальні значення зазору в нормальних робочих умовах важко. В процесі експлуатації відбувається зміна робочої температури, це може привести до того, що внутрішній зазор в підшипнику зменшиться настільки, що викличе перегрів підшипника, в результаті чого підшипник може заклинити і вийти з ладу. Коли кулькові підшипники з глибокими доріжками кочення навантажені в осьовому напрямку, доцільно збільшувати робочий зазор. Дуже важливо вибрати внутрішній робочий зазор підшипника – мінімальним. У нормальних умовах експлуатації (при допустимому навантаженні, посадці, частоті обертання і температурі) значення робочого зазору CN (стандартний зазор) є задовільним з точки зору довговічності підшипника.

Вибір початкового зазору в підшипниках для електродвигунів

Початковий зазор – це фактична величина зазору підшипника перед його монтажем, наприклад: C3 або C4. Робочий (монтажний) зазор – це фактична величина зазору після монтажу підшипника і в процесі його експлуатації, коли на нього впливає перепад температур. Робочий зазор в підшипнику під час експлуатації, визначає рівень виробленого ним шуму, а також визначає втомне навантаження підшипника і його нагрівання (рис.2). Ресурс підшипника може бути більшим, якщо зазор буде мінімальним. Але якщо величина робочого зазору буде нижче певного рівня, ресурс підшипника буде дуже маленьким. Виходячи з цього, величина початкового зазору повинна бути такою, щоб значення робочого зазору було позитивним. Крім зазору необхідно враховувати монтажні розміри, від яких залежить виникнення посадки з натягом між підшипником і валом. Крім того, дуже важливо враховувати різницю температур між внутрішнім і зовнішнім кільцем. Зазвичай, різниця температур становить 10-15 K, оскільки виникаючі в роторі електродвигуна втрати перетворюються в тепло, яке виводиться через вал і підшипник. В електродвигунах змінного струму використовуються підшипники з зазором C3, завдяки їх щільній посадці і різниці температур. Підшипники з зазором C4 часто використовуються в електродвигунах насосів як підшипники з боку приводу. Це пояснюється тим, що підшипник з зазором C4 може сприймати великі осьові навантаження, ніж підшипник з зазором C3. Тому ресурс підшипників з зазором C4 більше в тих областях застосування, де додаються, осьові навантаження, – наприклад, в невеликих багатоступеневих насосах. Дуже важливо при заміні підшипника встановлювати новий підшипник з зазором такого ж класу, що і старий. Якщо в електродвигуні встановлений підшипник з зазором C3, а новий підшипник має зазор C4, велика ймовірність появи підвищеного шуму. Якщо на електродвигуні встановлений підшипник C4, а новий підшипник має зазор C3, то ресурс підшипника зменшитися. Така заміна підшипників не рекомендується.