Калькулятор размеров подшипников: руководство по внутреннему диаметру, наружному диаметру, ширине, весу, объему и допускам

Калькулятор размеров подшипников превращает номер подшипника или набор необработанных измерений в геометрию, необходимую для чертежа: диаметр отверстия, наружный диаметр, ширину, окружность, объем поперечного сечения и расчетную массу. Вот и вся работа. Он не сообщит вам, какой класс допуска, внутренний зазор или номинальная нагрузка необходимы для вашего применения, и не предупредит вас, если выбранный вами размер представляет собой серию тонкого сечения, которая не может выдержать запланированную нагрузку.

Практический способ его использования — это последовательность из трех шагов. Установите размер либо по обозначению, либо по штангенциркулю. Запустите арифметику. Затем сравните результат с требованиями по допускам, зазорам и нагрузкам машины. Остальная часть этой страницы описывает каждый шаг, включая формулы, которые запускают инструменты, и числа, которые они незаметно игнорируют.

Что на самом деле рассчитывает калькулятор размеров подшипников

Почти каждый калькулятор размеров подшипников в Интернете выполняет один и тот же короткий набор операций: три ввода, шесть или семь полученных значений.

Обратите внимание на то, чего нет в этом списке: класс допуска, внутренний зазор, тип сепаратора, заполнение смазкой и номинальная нагрузка. Эти пять переменных определяют, проживет ли подшипник десять лет или десять недель, и ни одну из них нельзя вывести только из d, D и B.

Как узнать размер подшипника по номеру детали

Для метрических радиальных шарикоподшипников последние две цифры обозначения, умноженные на пять, дают диаметр отверстия в миллиметрах, за четырьмя известными исключениями.

Исключениями являются 00 (10 мм), 01 (12 мм), 02 (15 мм) и 03 (17 мм). Все, начиная с 04 и выше, соответствует правилу ×5, поэтому 6205 имеет диаметр цилиндра 05 × 5 = 25 мм. Цифры перед ними обозначают размерную серию, а серия фиксирует наружный диаметр и ширину для данного отверстия.

В таблице также показана практическая ловушка. У 6000 и 6800 общее отверстие диаметром 10 мм, но у 6800 это отверстие имеет внешний диаметр 19 мм вместо 26 мм. Набор шариков намного меньше, поэтому динамическая мощность падает более чем вдвое. Калькулятор, который проверяет только диаметр отверстия, с радостью будет считать эти два элемента взаимозаменяемыми.

Радиальные шарикоподшипники OEM серии 60 Полезно для сравнения различий между диаметром отверстия и наружным диаметром 6000 и 6800 с моделями серии 60, уплотнениями, группами зазоров, номинальными нагрузками и предельными скоростями. Посмотреть продукт →

Формулы, стоящие за числами

Каждый инструмент использует одни и те же формулы, и знание их означает, что вы можете проверить любой ответ с помощью карандаша.

• Внутренняя окружность: πd, эталон скорости поверхности вала.
• Внешняя окружность: πD, полезно, когда подшипник находится в отверстии корпуса.
• Объем поперечного сечения: π/4 × (D² − d²) × B, объём цельного стального кольца с такой же оболочкой.
• Расчетная масса: объем, умноженный на 7,85 г/см³, для подшипниковой стали сквозной закалки.
• Средний диаметр: dm = (d D) / 2, используется при расчетах скорости и срока службы.
• Базовый номинальный срок службы: L10 = (C / P)³ × 10⁶ оборотов для шарикоподшипников, где C — номинальная динамическая нагрузка, а P — эквивалентная приложенная нагрузка.

Двое из них заслуживают осторожности. Формула объема описывает сплошное кольцо, а формула жизни предполагает, что вы уже знаете C, чего калькулятор никогда не запрашивал.

Рабочий пример: 6205 в миллиметрах и граммах.

Диаметр цилиндра 6205 составляет 25 мм, внешний диаметр 52 мм и ширина 15 мм, а калькулятор выдает следующие цифры.

1. Внутренняя окружность: π × 25 = 78,5 мм.
2. Внешняя окружность: π × 52 = 163,4 мм.
3. Объем поперечного сечения: 0,7854 × (52² − 25²) × 15 = 24 490 мм³, или 24,5 см³.
4. Масса цельного кольца: 24,5×7,85 = 192 г.

К последней фигуре следует относиться внимательно. Настоящий 6205 весит примерно от 125 до 130 г, в зависимости от производителя, сепаратора и смазки. Калькулятор завышает его примерно на 50 процентов, поскольку объем кольца считает пространство, занимаемое шариками, сепаратором, смазкой и воздухом, как если бы оно было стальным. Используйте объемный вывод для работы с конвертами и упаковкой; используйте каталог или весы для определения веса груза и стоимости перевозки.

Что не может вам сказать калькулятор: допуск, зазор и нагрузка

Размерность — лишь одна из четырех важных характеристик, а остальные три находятся в таблицах, к которым калькулятор никогда не прикасается.

Класс допуска определяет, насколько отверстие и наружный диаметр могут отклоняться от номинального значения. Для отверстия диаметром 25 мм эти ограничения установлены стандартом ISO 492.

Эти значения сокращены; полные таблицы, включая радиальное биение, приведены в стандарте и в нашей технические данные раздел. Разница в 6 микрометров между нормальным и классом 2 кажется тривиальной, пока вы не заметите, что термоусадочная посадка на валу диаметром 25 мм может смещаться больше, чем это происходит, когда температура корпуса повышается на 20 °C.

Внутренний зазор – вторая слепая зона. C2, CN, C3, C4 и C5 описывают, какой радиальный люфт существует до приложения какой-либо нагрузки. Подшипник, выбранный с нормальным зазором для легкой запрессовки, будет работать туго или заклинивать, если та же самая деталь будет прижата к более сильному натягу. На третьем месте стоит грузоподъемность: модель 6205 обеспечивает динамическую нагрузку примерно 14 кН и статическую нагрузку 7,8 кН. Эти цифры зависят от размера шариков, количества шариков и геометрии дорожек качения, а не от d, D и B.

Дюймовые размеры и преобразования

Если ваш измеренный диаметр отверстия составляет 9,525 мм, 12,7 мм, 15,875 мм или 19,05 мм, вы смотрите на подшипник дюймовой серии, и вам следует сознательно преобразовать его, а не сделать круглым.

Один дюйм равен ровно 25,4 мм, поэтому 3/8 дюйма — это 9,525 мм, а 5/8 дюйма — 15,875 мм. Округление 9,525 до 9,5 мм внутри калькулятора безвредно; Заказ подшипника диаметром 9,5 мм невозможен. Радиальные шарикоподшипники дюймовой серии соответствуют дюймовым размерам во всех трех направлениях, поэтому наружный диаметр и ширина также не будут соответствовать ближайшему метрическому эквиваленту, и отверстие корпуса необходимо обрабатывать в соответствии с дюймовым значением.

Радиальные шарикоподшипники дюймовой серии, серии R и 16 Для корпусов дюймовых размеров в эту категорию входят подшипники серий R и 16 с таблицами моделей внутреннего диаметра, наружного диаметра, ширины, нагрузок и скоростей. Посмотреть продукт →

Плотные конверты и фланцевые конструкции

Если стандартный размер не подходит, ответом обычно является другая геометрия наружного кольца, а не подшипник меньшего размера.

Радиальные шарикоподшипники фланцевой серии имеют на наружном кольце фланец, который прижимает подшипник в осевом направлении к обработанной поверхности. В оборудовании автоматизации, которое устраняет необходимость в отдельном выступе или фиксирующем элементе, что укорачивает корпус и упрощает сборку. Для отверстий, ширины или размеров фланцев, выходящих за пределы каталога, тонкостенные и нестандартные конструкции могут быть изготовлены по чертежу; ограничивающим фактором обычно является стоимость оснастки в сравнении с годовым объемом, а не сама геометрия.

Радиальные шарикоподшипники серии OEM фланца Фланцевые миниатюрные подшипники с фиксирующим фланцем, охватывающие размеры F682–F6907, открытые или экранированные, с указанием размеров, нагрузок, скоростей, материалов и вариантов уплотнений. Посмотреть продукт →

Распространенные ошибки при выборе размера

Большинство ошибок при определении размера происходят из-за одной из четырех привычек, и каждую из них можно избежать с помощью штангенциркуля и пяти минут.

1. Согласование только по отверстию. У 6800 и 6000 общий диаметр отверстия 10 мм, но они различаются по внешнему диаметру, ширине и грузоподъемности в два или более раза.
2. Округление дюймовых размеров. Диаметр отверстия 0,375 дюйма составляет 9,525 мм, а не 9,5 мм, и разница превышает допуск отверстия нормального класса.
3. Доверяясь вычисленной массе. Формула твердого кольца завышает стоимость настоящего шарикоподшипника примерно вдвое, поэтому расчеты стоимости перевозки, построенные на ее основе, неверны.
4. Игнорирование зазора после плотной посадки. Помехи уменьшают внутренний зазор, а горячий корпус может привести к эффективному предварительному натягу подшипника CN.

Когда подшипник уже находится в эксплуатации, имеют значение измеренные значения, а не каталожные значения. Подход, описанный в это руководство по измерению и оценке характеристик подшипников охватывает практическую сторону этой проверки.

Часто задаваемые вопросы

Отверстие совпадает с внутренним диаметром?

Да, для готового подшипника. Диаметр отверстия d — это внутренний диаметр внутреннего кольца в состоянии поставки, измеренный поперек кольца, а не поперек седла вала после установки.

Калькулятор работает для гладких втулок?

Частично. Диаметр отверстия, наружный диаметр и длина передаются напрямую, а толщина стенки равна просто (D − d) / 2. Оценки объема и массы менее надежны, поскольку для втулок используются бронзовые, полимерные или композитные материалы с плотностью примерно от 1,2 до 8,9 г/см³, поэтому необходимо ввести правильную плотность вместо значения стали по умолчанию.

Насколько точно возвращает массу инструмент?

В пределах примерно 10 процентов для втулки скольжения с известной плотностью и сплошной стенкой, но на 30–60 процентов больше для шарикоподшипника, поскольку шарики, сепаратор и смазка занимают объем, формула считается сталью.

Могу ли я ввести размеры в дюймах напрямую?

Большинство инструментов принимают любую единицу измерения, поэтому перед вводом проверьте, какая из них активна. Отверстие 0,5 дюйма, введенное как 0,5 мм, возвращает подшипник размером примерно с булавочную головку, и арифметика по-прежнему будет выглядеть совершенно правильно.

Всегда ли больший внешний диаметр означает большую грузоподъемность?

При этом занудство почти всегда. В пределах одного и того же наружного диаметра более широкий подшипник обычно выдерживает большую нагрузку, чем более узкий, но окончательный рейтинг определяется размером шарика, количеством шариков, сепаратором и кривизной дорожки качения.

Калькулятор размеров подшипников — хороший первый шаг и плохой окончательный ответ. Используйте его, чтобы подтвердить размер, окружность и приблизительную массу, затем сверить класс допуска, внутренний зазор и номинальную нагрузку с чертежом или данными поставщика, прежде чем что-либо заказывать. Эти три цифры определяют, прослужит ли подшипник десять лет или десять недель.