Зазоры в подшипниках

При определении расчетной долговечности подшипника качения его зазор обычно не учитывают, однако он имеет существенное влияние на фактический срок службы подшипника.
Зазор — это величина свободного перемещения тел качения относительно колец подшипника. Осевой зазор в нашей технической  литературе  называют  осевой   игрой.

Радиальный зазор — это величина полного диаметрального перемещения наружного и внутреннего колец относительно друг друга, осевая игра — их полное осевое перемещение при условии постоянного совмещения осей обоих колец. Оба вида зазоров характерны для всех типов неразборных радиальных и радиально-упорных подшипников. Радиальным роликовым подшипникам без бортов свойственны только радиальные зазоры, упорным шариковым и роликовым — только осевая игра.

Для нерегулируемых подшипников характерны три вида зазоров: начальный, посадочный и рабочий. С начальным зазором подшипники изготовляют на заводе, посадочный зазор подшипники приобретают после их установки в опору; рабочий зазор свойствен подшипникам, работающим на установившемся режиме. Подшипникам с регулируемыми зазорами свойствен посадочный зазор, величина которого может быть откорректирована как в процессе монтажа, так и во время эксплуатации. Для радиальных однорядных подшипников характерен контрольный начальный радиальный  зазор,   измеренный  под  контрольной  нагрузкой.Полный перекос работающего подшипника состоит из перекоса посадочных мест валов и корпусов, вызванного механической обработкой: несоосности, возникающей при сборке; несоосности, вызванной упругими прогибами валов под рабочей нагрузкой,   и   перекосов,   свойственных   подшипникам   качения.

Перекос может быть и в соосных расточках, если они изготовлены с крайними предельными допусками или в них установлены подшипники с разными радиальными зазорами. На несоосность влияют неперпендикулярность заплечиков валов и корпусов, разная толщина втулок и стаканов. Несоосность возрастает вследствие небрежной установки корпусов при монтаже, при неправильной затяжке траверс, болтов, крепящих корпуса и крышки, и при  перегрузках.
Расчет величины уменьшения начального радиального зазора из-за перекоса колец у однорядных роликоподшипников ведется с учетом длины ролика, у многорядных — с учетом суммарной длины  всех  роликов.
Уменьшение зазора вследствие посадки колец с натягом и влияния температуры, а также увеличение зазора, вызванное упругой деформацией, сопровождаются параллельным перемещением дорожек качения. Перекос, вызванный относительным поворотом колец, также уменьшает радиальный зазор. В зоне нагружения при перекосах максимальные деформации и контактные напряжения смещаются к торцам роликов. Именно вследствие этого и наступает аварийное разрушение подшипников. Поэтому стремление устранить перекосы путем увеличения начального радиального зазора подшипника неправомерен, так как перекос все-таки остается из-за нарушения норм точности при изготовлении и монтаже оборудования  и режимов работы.

При определении изменения радиального зазора в работающем подшипнике необходимо учитывать влияние температуры (Agv), которая зависит от режима работы, температурного режима машины в целом и индивидуальной температуры вала и корпуса, от сорта рабочей смазки и системы ее подачи к работающему подшипнику, от системы охлаждения опор, от классов шероховатости и точности  изготовления деталей опор.
На количество тепла внутри работающего подшипника влияют упругие деформации и радиальный зазор. Оптимальная зона нагружения в подшипнике находится в пределах 90—120°. Большему посадочному зазору соответствуют уменьшенная зона нагружения, увеличенные контактные напряжения и упругие деформации. При работе опоры интенсивно возрастает температура кольца с циркуляционным иагружением. Казалось бы, выгоднее иметь посадочный радиальный зазор малой величины: зона нагружения увеличивается, большее число тел качения воспринимают внешнюю нагрузку. На самом деле температура в подшипнике возрастает. Это объясняется тем, что из-за скольжения тел качения в нерабочей зоне создается торможение. В результате перепад температур возрастает и наступает заклинивание подшипника. Следовательно, посадочный радиальный зазор подшипника должен быть оптимальным, но не малым, особенно при высокой частоте  вращения.

При вращении подшипников, как правило, больше нагреваются внутренние кольца с циркуляционным нагружеиием, так как они более изолированы от внешней среды.
В начальный период работы машины перепад температур могут повысить механические примеси в смазке, тугая установка уплотнительных колец контактного типа, задевание вращающихся деталей опоры за неподвижные. Если при рабочей нагрузке ожидается повышенный нагрев вала, то заранее предусматривают принудительное охлаждение опоры. Эффективность охлаждения максимальна, когда охлаждается только смазка при циркуляционной системе ее подачи. Корпус охлаждать нельзя, когда поток тепла направлен от вала.

Качественные подшипники для автомобильной промышленности, в частности на для ходовой автомобилей КАМАЗ, продолжает выпускать "четвертый шарикоподшипниковый завод" в Самаре.