Главная страница Карта сайта Написать письмо
+7 812 718-4090




Стандарты ISO GPS по размерным допускам для подшипников качения

С публикацией новой редакции ISO 492 можно будет подогнать под одну платформу размерные допуски подшипников качения и системы допусков и посадок ISO, т.е. стандарты GPS по размерным допускам.

GPS — общеизвестная аббревиатура от Global Positioning System, но есть и другое значение — Geometrical Product Specifications — геометрические характеристики изделия, а точнее, современная система назначения допусков по стандартам ISO/TC 213. TC 213 — это Технический комитет ISO «Размерные и геометрические требования к изделиям и их контроль», ISO/TC 4 — Технический комитет ISO «Подшипники качения».

На техническом чертеже, как правило, указывают такие геометрические характеристики, как форма, размеры и характеристики поверхности изделия, обеспечивающие оптимальное функционирование данного изделия, а также отклонения от оптимальных значений, при которых его работа остается удовлетворительной. Кроме того, GPS представляет собой унифи-цированный технический язык, на котором выражают функциональные характеристики изделия в соответствии с техническими требованиями.

В сентябре 2008 года в Вене состоялся симпозиум, на котором встретились специалисты по подшипникам качения и эксперты GPS, чтобы согласовать системы и принципы назначения допусков, чего никак не удавалось сделать на протяжении более 100 лет. Это было очевидно при обозначении допусков форм и биений подшипников качения; например, невозможно было использовать ISO 1101, чтобы удовлетворить существующим стандартам подшипников.

Что касается размерных допусков, в особенности допусков на диаметр отверстия и наружный диаметр, остается неясным, соответствуют ли подшипники качения, следуя новой редакции, общим стандартам назначения геометрических допусков. Поэтому данная статья посвящена узкой теме допусков на диаметр отверстия и наружный диаметр подшипников качения.

Вначале при создании стандарта допусков подшипников качения собирались использовать некоторые классы точности из системы допусков и посадок (ISO 286-1 и ISO 286-2). Позднее эту идею отвергли, потому что стало очевидно, что для подшипников качения нужны особые прин-ципы установления допусков, так как эти подшипники имеют гибкие кольца. Вот почему под-шипники качения имеют такие классы точности, как, например, P6 или P5, которые не подпадают ни под один класс точности, предусмотренный ISO 286.

На рисунках 1 и 2 используется один и тот же способ назначения нижними пределами. Величины допусков, конечно, различаются, чтобы достичь определенной посадки между внутренним кольцом подшипника качения и валом, но, если взять соответствующие стандарты ISO по подшипникам качения и валам, а именно ISO 492 и ISO 286-1 с ISO 286-2, то разница между ними принципиальная.

Подшипник качения с размером и допуском на диаметр отверстия

Обозначение допуска вала: торец вала с размером и допуском на диаметр вала

В частности, разница выражается в:

  • указании предельных отклонений средних диаметров (в настоящее время принят термин «усредненный диаметр») и применении принципа независимости от диаметра отверстия и наружного диаметра подшипников качения, с одной стороны;
  • указании предельных отклонений диаметров (реальных верхних и нижних пределов) и применении полей допусков для диаметров валов и гнезд корпусов — с другой.

На рисунках 1 и 2 это видно не настолько детально, но заслуживает отдельного внимания.


указание предельных отклонений средних диаметров подшипников качения и принцип независимости

Стандарты назначения размерных допусков подшипников качения основываются на том, что подшипники качения обычно имеют гибкие кольца, т.е. кольца меняют форму при посадке на вал или корпус, и отклонения формы в значительной степени компенсируются.

Поэтому достаточно учесть средний диаметр, т.е. (dмакс+dмин)/2, который образуется с наибольшей вероятностью при установке кольца на жесткий цилиндрический вал.

Это отражено в действующей редакции стандарта по подшипникам качения ISO 492 и выражается в допусках на средние диаметры и независимости непостоянства диаметров.

В частности, это:

  • отклонение среднего диаметра отверстия в единичной радиальной плоскости (Δdmp);
  • отклонение среднего наружного диаметра в единичной радиальной плоскости (ΔDmp);
  • непостоянство диаметра отверстия в единичной радиальной плоскости (Vdsp);
  • непостоянство наружного диаметра в единичной радиальной плоскости (VDsp);
  • непостоянство среднего диаметра отверстия (Vdmp);
  • непостоянство среднего наружного диаметра (VDmp).

В связи с этим, имеет смысл рассматривать отклонения размеров и формы по отдельности. С точки зрения GPS это соответствует принципу независимости, описываемому в стандарте ISO 8015: «По умолчанию, каждое требование GPS к элементу или отношению между элементами должно выполняться независимо от других требований» (рис. 3).

Принцип независимости


Указание предельных отклонений диаметров и полей допусков валов и корпусов

В этом случае рассматриваются все имеющиеся диаметры, которые не должны выходить за верхние и нижние пределы.

Поле допуска позволяет охватить отклонения размеров и формы. Как правило, этот принцип рекомендуют использовать при переходной посадке и посадке с натягом (обычно применяющихся при посадке подшипников качения на вал или в корпус), поскольку это позволяет сохранить определенный баланс между отклонениями размеров и формы, что необходимо для обеспечения качества посадки.

Это поле требования выражается двумя функциональными требованиями:

  • Поверхность цилиндрического элемента не должна выходить за пределы поля допуска идеальной формы при максимуме материала (верхний предел допуска на наружные диаметры и нижний предел допуска на диаметры отверстия).
  • Ни один фактический размер не должен быть меньше нижнего предела допуска на наружные диаметры и верхнего предела допуска на диаметры отверстия (рис. 4).

Поле допуска на наружном диаметре

Это касается любых отклонений формы (рис. 5).

Поле допусков на разных отклонениях формы на наружном диаметре

Поля допусков были введены в предыдущих редакциях стандартов ISO 286-1 и ISO 286-2, т.е. их использовали каждый раз при указании допуска, например, H7.

Действующие редакции ISO 286-1 и ISO 286-2 уже не основываются на этом принципе. Поэтому его необходимо обозначать дополнительным символом (E)в соответствии с требованиями ISO 14405-1.

Поле допуска (E) является единственным возможным обозначением, взятым из ISO 14405-1. В большинстве случаев обозначение используется при посадке с натягом или переходной посадке, чтобы обеспечить соответствие старым редакциям ISO 286, в которых этот принцип действовал по умолчанию. Никаких других методов назначения допусков на диаметры валов и корпусов, например, диаметр окружности или площади, которые позволили бы лучше описать функцию посадки, не существует.


Указания допусков по новым требованиям GPS

Основные правила указания размерных допусков цилиндрических элементов приведены в ISO 14405-1. По умолчанию, согласно этому стандарту необходимо указывать расстояние между двумя противоположными точками на рассматриваемом размерном элементе. Такой размер между двумя точками можно назвать диаметром. По умолчанию данный размер обозначается символом LP , но его необязательно указывать на чертеже.

В июне 2007 г., еще до симпозиума, ISO/TC 4 (Технический комитет ISO «Подшипники качения») принял решение применить к допускам подшипников качения символы и определения GPS (ISO/TC 213).

Это решение было одобрено всеми членами комитета ISO/TC 4 с обязательным сохранением стандартных характеристик допусков подшипников качения (например, отклонение средних диаметров). На тот момент система ISO GPS не предусматривала символов для обозначения средних диаметров.

Впоследствии возникла необходимость в обновлении системы ISO GPS, и для написания размерных допусков комитет ISO/TC 4 потребовал введения в ISO 14405-1 некоторых дополнительных обозначений, а именно:

  • (SD) для усредненного размера, соответствующего термину «средний диаметр», традиционно применяемому к подшипникам качения;
  • (SR) для размерного ряда, соответствующего термину «непостоянство диаметров», традиционно применяемому к подшипникам качения.

Теперь эти обозначения добавлены в ISO 14405-1 и могут использоваться дополнительно к значениям допусков для выражения соответствующих обозначений для подшипников качения, а именно:

  • (SD) ACS для Δdmp и ΔDmp
  • (SR) ACS для Vdsp и VDsp
  • (SD) ACS (SR) для Vdmp и VDmp

Обозначение ACS (любое поперечное сечение) уже существовало в системе ISO 14405-1 и соответствует термину «в единичной радиальной плоскости», применяемому к подшипникам качения.

На рисунке 6 приведен пример правильного указания допусков на чертежах.

Указания допусков на диаметры подшипников качения в соответствии с требованиями ISO GPS

В настоящий момент ISO 492 пересматривается. Уже решено установить требования к допускам на диаметры подшипников качения с использованием основных требований и обозначений ISO GPS. В рассмотрении новой редакции участвуют несколько представителей «SKF». Выпуск пересмотренного стандарта ISO 492 запланирован на конец 2013 года.


Преимущества применения требований к написанию размерных допусков ISO GPS

Очевидно, что на рис. 6 допуски обозначены более подробно, чем на рис. 1, но главное отличие заключается в том, что больше не нужно обращаться к ISO 492 и другим стандартам по конкретным видам подшипников, потому что вся информация уже указана в соответствии с ISO 14405-1. Это важное преимущество для пользователей технической документации по подшипникам качения, так как теперь им не нужно досконально знать стандарты по подшипникам качения.

Обозначение всех необходимых характеристик на чертеже — лишь одно из преимуществ применения требований к написанию размерных допусков ISO GPS; однако рассматриваемые стандарты учитывают и другие детали.

К таким деталям относится ассоциация, позволяющая ограничить фактическую форму элемента четко выраженными идеальными геометрическими элементами, такими как прямая ось или цилиндр.

Применяются разные методы ассоциаций. Среди прочих методов — максимальный описанный цилиндр или цилиндр, построенный по обобщенному методу наименьших квадратов. Разные методы дают разные результаты при определении идеальных геометрических элементов. Поэтому необходимо выбрать какой-то один метод для обеспечения стабильности результатов измерений и других показателей.

В стандартах ISO GPS общепринятые методы ассоциаций унифицированы, и с вводом в действие данных стандартов эти методы используются по умолчанию. На чертеже необходимо отдельно обозначить необходимые отклонения форм и размеров. В ISO 14405-1 и ISO 14660-2 по умолчанию за метод ассоциаций для размера между двумя точками принят обобщенный метод наименьших квадратов (рис. 7).

Представление размера между двумя точками на цилиндре


Заключение

Требования к обозначению допусков подшипников качения имеют свои особенности, и их невозможно понять без учета всех деталей стандарта ISO 492. Так было на протяжении более 100 лет и с публикацией новой редакции ISO 492 можно будет подвести под одну платформу размерные допуски подшипников качения и системы допусков и посадок ISO, т.е. стандарты GPS по размерным допускам. Это станет важным преимуществом для пользователей технической документации по подшипникам качения, так как им не нужно будет досконально знать стандарт о написанию допусков подшипникам качения ISO 492. В результате, чертежи станут более полными и однозначными.

Автор: Ханс Виснер, эксперт по геометрическим характеристикам изделий из отдела стандартов и норм подразделения развития технологий «SKF Group» (Австрия).

В статье использованы материалы «Evolution» — делового и технического журнала SKF.

12 июля 2012


Другие материалы библиотеки:

Официальный дистрибьютор
и торговый партнер
крупнейших мировых компаний

SKF


«SKF» — ведущий мировой поставщик продукции и услуг в области подшипников качения, узлов вращения, уплотнений и инженерных решений, делающий акцент на повышение эффективности использования и обслуживания оборудования производственных предприятий.

Bosch Rexroth


«Bosch Rexroth» — мировой лидер в области гидравлики, систем управления и приводных технологий. Широкий спектр продукции и услуг, включающий механику, гидравлику, пневматику, электропривод, электронику, а также обширную сервисную сеть, позволяет компании предлагать оптимальные решения для всех областей промышленности и мобильных применений.

Aventics


«Aventics» — ведущий производитель пневматических систем — предлагает широкую палитру стандартных и специальных изделий для автоматизации технологического оборудования.

Optibelt


«Optibelt» — ведущий мировой производитель высокоэффективных клиновых, зубчатых, многоручьевых и других приводных ремней для всех отраслей промышленности, ценимых за качество во всем мире.

Bosch


«Bosch» — мировой лидер на рынке портативных электроинструментов и принадлежностей для строительной отрасли, промышленности и домашнего использования. Кроме того, «Bosch» выпускает широкий ассортимент оснастки (сверла, диски для пил, и др.), садовую технику, измерительную технику.

Loctite


Компания «Parker Hannifin» является мировым лидером в технологиях движения и контроля, которые обеспечивают высокоточные решения для коммерческих, мобильных, промышленных и аэрокосмических рынков.

Loctite


Торговая марка «Loctite» компании «Henkel» — это надежный выбор высококачественных промышленных клеев, герметиков и защитных покрытий. Специально разработанные для увеличения инновационного потенциала, повышения надежности и улучшения процесса производства наших клиентов, широкая гамма продукции Loctite предлагает решения для самых требовательных отраслей промышленности.

KTR


«KTR Kupplungstechnik GmbH» — ведущий мировой производитель широкого ассортимента муфт (кулачковых, зубчатых, беззазорных, сильфонных, пластинчатых и прочих), тормозных систем и ограничителей момента. Продукция «KTR» получила широкое распространение по всему миру и применяется при решении любых по сложности задач в области привода.