Підшипники кочення (стр. 2 из 5)

Таблиця 2. Рекомендовані посадки підшипників кочення у чавунний або сталевий корпус

Машини і підшипникові вузли	Умови, які визначають вибір посадки				Посадки кілець підшипників класів точності 0 і 6
Машини і підшипникові вузли	Обертання вала	Вид навантаження	Режим роботи	Діаметри підшипників D, мм	Посадки кілець підшипників класів точності 0 і 6
1	2	3	4	5	6
Ролики стрічкових транспортерів, ролики конвеєрів	Є	Циркуляційне	Важкий	M7
Колеса автомобілів (не приводні), тракторів, вагонеток, літаків	Те ж	Нормальний або важкий	Всі діапазони розмірів	Р7
Центрифуги, відцентрові насоси, вентилятори	Немає	Циркуляційне або комбіноване	Нормальний або важкий	К7
Коробки передач автомобілів і тракторів, великі редуктори	Немає	Місцеве	Нормальний	К7
Редуктори коробок швидкостей верстатів, ланцюгові передачі	Немає	Циркуляційне або комбіноване	Нормальний або важкий	К7

Примітка: Кільця підшипників, що пересуваються по корпусу у процесі їх регулювання, саджають за допуском Н7.

При встановленні підшипників на вал і в корпус обов’язковим є виконання наступної умови: осьове зусилля має передаватися безпосередньо на те кільце, яке напресовується або знімається. Це зусилля не повинне передаватися через тіла кочення (кульки або ролики), інакше на доріжках і самих тілах кочення утворюються вм’ятини.

Існують три види навантаження кілець підшипників:

1) кільце обертається відносно радіального навантаження, зазнаючи так зване циркуляційне навантаження;

2) кільце нерухоме відносно радіального навантаження і зазнає місцеве навантаження;

3) кільце навантажене рівнодіючою радіального навантаження, яка не здійснює повний оберт, а коливається на певній частині кільця; таке навантаження буде коливальним.

Внутрішні кільця підшипників додатково закріплюють на валу виступом вала, розпірною втулкою і стопорним кільцем, яке закладують в канавку вала (рис.7, рис.8, б), торцевою шайбою, яка закріплена на валу гвинтами (рис.8, в), упорною гайкою зі стопорною шайбою, в якій внутрішній зуб входить в паз на валу, а один із зовнішніх зубців відгинається в шлиць гайки (рис.7 а, 8, г), та іншими методами закріплення. Закріплення внутрішніх кілець підшипників кочення на валах постійного діаметра (наприклад, трансмісійного) здійснюють за допомогою конічної розрізної фіксуючої втулки і упорної гайки зі стопорною шайбою (рис.8, д).

Рис.8. Закріплення внутрішніх кілець підшипників

Зовнішні кільця підшипників кочення закріплюють у корпусі, який обертається, за допомогою відповідної посадки (звичайно напруженої або щільної) і додатково наступними засобами: для усунення можливого переміщення в одному осьовому напрямку – виступом (заплечиком, буртиком) в корпусі (рис.9, а), стакані або кришці підшипника (рис.7, рис.9, б), для усунення можливих переміщень в обох осьових напрямках – поєднання виступів у корпусі і в кришці (рис.9, в) або в стакані і в кришці (рис.9, г).

Рис.9. Закріплення зовнішніх кілець підшипників

Для кілець, які рухаються , у „плаваючих” підшипниках або для кілець радіально-упорних підшипників кочення, які отримують осьове переміщення під час регулювання їхнього встановлення, має бути підібрана відповідна посадка.

1.1.3 Конструктивне оформлення посадочних місць

Шорсткість посадочних поверхонь у місцях встановлювання підшипника на валу і у корпусі повинна відповідати ГОСТ 2789 Ra=0,4...1,6 мкм. Таку шорсткість доцільно отримувати шліфуванням. Для виходу шліфувальних кругів виконують канавку. Канавки на валах призводять до підвищеної концентрації напружень і знижують міцність валів при змінних напруженнях. Тому канавки виконують частіше за все на валах, діаметри котрих визначаються за умовами жорсткості. Такими валами є вали редукторів, коробок передач. Канавки (рис.10, а, б) використовують при шліфуванні поверхні вала, а канавки ( рис.10, в) – при шліфуванні отвору в корпусі.

Рис.10. Виконання канавок

Таблиця 3. Розміри канавок

d	b	d1	d2	R	R1
Понад 10 до 50	3	d - 0,5	d + 0,5	0,1	0,5
Понад 50 до 100	5	1,6	0,5
Понад 100	8	d - 1,0	d + 1,0	2,0	1,0

Меншою концентрацією напружень характеризується виконання перехідної поверхні вала галтеллю постійного радіуса (рис.11). Радіус галтелі приймають меншим координати фаски r за таблицею 4. Шліфування галтелі дуже важке. Тому таку форму перехідної поверхні застосовують тільки при високому напруженні вала.

Таблиця 4. Значення радіуса галтелі

r	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5
r1max	0,6	1		1,5	2

При проектуванні підшипникового вузла контакт суміжних з підшипником деталей необхідно передбачати тільки по торцям підшипникових кілець, на висоті заплечика. Інші поверхні суміжних деталей повинні відстояти від торців кілець для усіх типів підшипників (зокрема конічних роликових) на а = (2...3) мм (рис. 12).

Особливістю конструкції конічного роликового підшипника є те, що сепаратор виступає за межі зовнішнього кільця (рис.13, а). Це слід враховувати при встановленні суміжних з підшипниками деталей, наприклад, шлицьових гайок (рис.13, б), або при встановленні двох поряд розташованих підшипників (рис.13, в). Суміжна деталь повинна відстояти від торця зовнішнього кільця конічного роликового підшипника на b = 4...6 мм. Щоб циліндричні поверхні суміжних деталей не торкалися сепаратора, висоти h1 і h2 не повинні бути більшими за наступні величини:

Рис.13. Кріплення конічного підшипника

Тому у дуже поширеному кріпленні конічного підшипника шлицьовою гайкою (рис.13, б) між торцями зовнішнього кільця підшипника і гайки встановлюють дистанційну втулку 1. Приблизно на половину своєї довжини втулка 1 заходить на вал діаметром d, інша половина довжини перекриває канавку для виходу інструмента при нарізанні різьби.

1.1.4 Конструювання опор валів конічних шестірень

У вузлах конічних передач широке застосування знаходить консольне закріплення вала-шестірні. При такому закріпленні опори вала розташовані по один бік від шестірні. Конструкція вузла в цьому випадку буде найбільш простою.

Недоліком консольного розташування шестірні є підвищена концентрація навантаження за довжиною зубця шестірні. Вали конічних шестірень короткі, відстані між підшипниками відносно малі, а навантаження великі. Концентрацію навантаження при консольному розташуванні шестірні зменшують за рахунок підвищення жорсткості вузла. Підвищені вимоги до жорсткості обумовлені також і високою точністю осьового розташування конічної шестірні, яка необхідна за умовами роботи конічного зачеплення.

При проектуванні вузла вибирають напрямок нахилу зубців і напрямок обігу шестірні однаковими для того, щоб осьова сила в зачепленні була спрямована від вершини ділильного конуса. У конструкціях вузлів конічних шестірень установлюють радіально-упорні підшипники. У швидкохідних передачах для зниження втрат в опорах установлюють кулькові радіально-упорні підшипники. Однак найчастіше застосовують конічні роликові підшипники як ті, у яких вантажність більша, вартість менша, а жорсткість, яку вони забезпечують, - найбільша.

У силових конічних передачах підшипники встановлюють переважно за схемою „врозтяг” (рис.14). При такому встановленні вірогідність защемлення тіл кочення підшипників внаслідок теплових деформацій вала зменшується, тому що в такій схемі при подовженні вала осьовий проміжок у підшипниках збільшується.

Рис.14. Встановлення підшипників у силових конічних передачахза схемою “врозтяг”

Сили, які діють у конічному зачепленні, викликають появу радіальних реакцій опор. Радіальна реакція вважається прикладеною до вала в точці перетину його осі з нормалями, які проведені через середини контактних площадок на кільцях підшипника. При конструюванні потрібно витримати співвідношення: d = 1,3a і b/a = 2÷2,5, де а – величина консолі; b – відстань між точками прикладання реакцій. При такому встановленні вузол буде компактним.

Установлення підшипників за схемою „врозпор” приводить до значного збільшення розмірів вузла в осьовому напрямку. Застосовувати її в силових зубчастих передачах не рекомендується.

При конструюванні вузлів валів конічних шестірень передбачають регулювання підшипників фіксуючих опор й осьового положення вала-шестірні.

За рис.14 підшипники регулюють круглою шлицьовою гайкою 1, а осьове положення вала шестірні - набором тонких металевих прокладок 2.

За рис.15 регулювання підшипників здійснюється набором прокладок 1, а зачеплення - набором прокладок 2.

Рис.15. Встановлення підшипників у силових конічних передачахза схемою “врозпор”

1.1.5 Конструювання опор валів - черв'яків

На черв'як діє значна осьова сила, тому в опорах встановлюють радіально-упорні підшипники, здебільшого конічні роликові (рис.16). Кулькові радіально-упорні підшипники застосовують при тривалій безперервній роботі передачі з метою зменшення втрат потужності й тепловиділення в опорах, а також для зниження вимог до точності виготовлення деталей вузла. Однак розміри опор, виготовлених із застосуванням радіально-упорних кулькових підшипників, внаслідок їхньої меншої вантажності, більші, ніж при конічних роликових. Фіксування валів-черв'яків від осьових зсувів здійснюють за схемою „врозпор”.