ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ПОДШИПНИКОВЫХ ОПОР

Цель работы - изучить основные узлы и рекомендации по проектированию и расчету подшипниковых опор. Настоящая работа выполняется после изучения конструкции и основных характеристик подшипников качения и является ее продолжением.

1.КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПОДШИПНИКОВЫМ

УЗЛАМ

При проектировании подшипниковых узлов необходимо учитывать величину и направление нагрузки, расстояние между опорами, условия эксплуатации (температуру, запыленность, влажность), частоту вращения колец, требуемую долговечность и стоимость подшипника.

Большое значение имеют условия монтажа. Неправильный монтаж подшипникового узла может привести к снижению его долговечности или даже преждевременному выходу из строя.

Поэтому необходимо правильно назначить посадки на внутренние и наружные кольца подшипников (на вал и в корпусе), а также выбрать способ их крепления.

По способности фиксировать осевое положение вала опоры разделяют на "плавающие" и "фиксирующие". "Плавающие" опоры допускают осевое перемещение вала. "Фиксирующие " опоры могут фиксировать осевое положение вала в одном или обоих направлениях. Как "плавающие" так и "фиксирующие" опоры могут выполняться с одним или двумя подшипниками.

В зависимости от величины направления нагрузки и требований к жесткости опоры могут применяться различные сочетания "плавающих" и "фиксирующих" опор, т.е. конструктивные различные схемы подшипниковых узлов.

1.1. Обе опоры "плавающие" (рис.1).

Фиксация осевого положения вала осуществляется каким-либо другим элементом конструкции, например, зубьями шевронных зубчатых колес.

"Плавающие" опоры способствуют самоустановке вала в осевом направлении и выравниванию нагрузки по обеим половинам зубьев шевронных колес. "Плавающим" следует выполнять вал, опоры которого несут наименьшую нагрузку. Это уменьшает силы трения между корпусом и наружным кольцом подшипника и не препятствует его осевому смещению.

В качестве "плавающих" опор целесообразно применять роликовые подшипники с цилиндрическими роликами без бортов на наружных кольцах (рис. 1). Наружные кольца подшипников закрепляют в корпусе, в осевом направлении вал может

Рис.1 Обе опоры вала выполнены «плавающими»

перемещаться вместе с наружными кольцами. Если грузоподъемность однорядных подшипников недостаточна, то применяют сферические двухрядные шарикоподшипники, между наружными кольцами которых и крышками оставляют зазор.

Большинство подшипниковых узлов выполняют с возможностью фиксации вала в осевом направлении. При этом фиксирующий подшипник жестко закрепляется в корпусе и может воспринимать радиальные и двухсторонние осевые нагрузки.

В "фиксирующих" опорах используются подшипники, кольца

которых не могут смещаться относительно друг друга в осевом направлении хотя бы в одну сторону. Роликовые подшипники с цилиндрическими роликами без бортов на наружных кольцах в «фиксирующих» опорах не применяются. Также следует учитывать, что радиальные однорядные шарикоподшипники обладают сравнительно низкой осевой жесткостью и поэтому их нельзя применять там, где требуется точная фиксация вала.

1.2. Обе опоры «фиксирующие» (рис. 2). Причем каждая из

опор ограничивает перемещение вала только в одном направлении.

Схема применяется при небольших расстояниях между опорами

(l/d < 12), где (1-расстояние между опорами; d- диаметр вала.)

По этой схеме в каждой из опор устанавливают по одному подшипнику.

Для малонагруженных в осевом направлении узлов, не несущих значительную радиальную нагрузку, применяют роликоподшипники с цилиндрическими роликами с одним бур- том на внутреннем кольце (рис. 2). Во избежание заклинивания роликов между наружным кольцом правого подшипника и крышкой предусмотрен зазор «К».

Рассмотренные конструкции подшипниковых узлов широко применяют в редукторах с цилиндрическими зубчатыми колесами.

Рис.3 Опоры с подшипниками регулируемого типа

Если узел монтируют на подшипниках регулируемого типа (шариковые радиально - упорные (рис. 3) или конические роликовые (рис. 4)), то их устанавливают «внатяг» или «враспор». При этом схема «внатяг» предпочтительнее, так как в этом случае при одинаковом расстоянии между опорами величина опорной базы становится больше (размер L).

В процессе регулировки подшипника вал устанавливают с определенной величиной «осевой игры», допустимые пределы которой весьма малы и зависят от конструкции подшипника и узла, режима работы, температуры и требований к жесткости опор.

Подшипники с меньшими углами контакта (β=12°) более чувствительны к изменениям «осевой игры», поэтому их не рекомендуется применять в опорах выполненных по схеме (рис. 2).

1.3. Одна опора вала «фиксирующая», вторая -«плавающая» (рис. 4).

Схема используется при расстояниях между опорами более

12d (l/d > 12)

По этой схеме на одной из опор устанавливают враспор два радиально-упорных шарико - или роликоподшипника. Другую опору в этом случае делают «плавающей» с радиальным шарикоподшипником (рис. 4,5). Регулировка сдвоенных

Рис.4 Схема установки вала с использованием «плавающей» (левая) и «фиксирующей» (правая) опор с шарикоподшипниками

подшипников в процессе эксплуатации затруднена, поэтому их целесообразно устанавливать с точными дистанционными кольцами. Если на узел действуют значительные осевые нагрузки переменного направления и возможно значительное тепловое удлинение вала, то используют конструкцию узла с упорным двойным подшипником в сочетании с двумя плавающими радиальными (рис. 6). Такая конструкция обладает большой жесткостью фиксации вала в осевом направлении. Осевой зазор в упорных двойных подшипниках также необходимо тщательно регулировать.

В тех случаях, когда возможны нарушения соосности (при значительных прогибах вала или отдельно стоящих корпусах) следует применять сферические шарикоподшипники (рис. 7).

Достоинства схемы (рис. 5):

а) не требуется точное расположение посадочных мест под подшипники по длине, что особенно важно при установке опор в отдельных корпуса;

б) расстояние между опорами может быть сколь угодно большим, так как даже значительные температурные деформации вала будут компенсироваться «плавающей» опорой;

в) при применении в «фиксирующей» двух конических роликоподшипников с большими углами конуса или упорных подшипников можно обеспечить более высокую, чем в других схемах осевую жесткость опоры. При монтаже эти подшипники должны быть обязательно отрегулированы.

Недостаток заключается в сложности конструкции крепления подшипников на валах и в корпусах.

Рис.5 Схема установки вала с использованием «плавающей» (левая) и «фиксирующей» (правая) опор с роликоподшипниками

Дата добавления: 2014-10-10; просмотров: 903; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!