Краткая рекомендация по конструкции подшипниковых узлов

Первый этап эскизной компоновки

Имеет целью выявить относительное расположение деталей редуктора и заполнение корпуса деталями, оценить отношение размеров деталей, выявить габариты редуктора, получить необходимые данные для последующих расчетов валов и подшипников.

Для валов цилиндрических прямозубых и косозубых передач при легких и средних нагрузках применять шарикоподшипники радиальные однорядные, а при тяжелых нагрузках - роликоподшипники конические однорядные.

В передачах с шевронными зубчатыми колесами для тихоходного вала применять аналогичные подшипники, а для быстроходного вала – радиальные роликоподшипники с короткими роликами. Такие подшипники позволяют осевое перемещение вала вместе с внутренними кольцами и роликами по отношению к наружным кольцам (вал «плавающий»), что в свою очередь дает возможность самоустанавливаться шевронной шестерне по колесу.

Для валов конических передач применять радиально–упорные подшипники, при легких и средних нагрузках – шариковые, а при тяжелых – роликовые.

Для валов червячных передач следует применять радиально–упорные подшипники: для вала червяка – шариковые, а для вала червячного колеса – роликовые.

Для быстроходных валов выбирать подшипники средних серий, а для тихоходных – легких.

Для предотвращения заклинивания тел качения, вызываемого температурным удлинением вала или неточностью изготовления деталей подшипникового узла применяются две основные схемы установки подшипников:

1. опоры фиксированных валов;

2. опоры плавающих валов.

Для фиксирования валов наиболее типичными схемами подшипниковых узлов являются:

Схема «враспор» (рис.1)

Осевое фиксирование вала осуществляется в двух опорах. В этом случае торцы внутренних колец обеих подшипников упираются в буртики вала или в торцы других деталей, насажанных на вал. Внешние торцы наружных колец упираются в торцы крышек или других деталей, закрепленных в корпусе. Основным достоинством этой схемы является возможность регулирования опор и простота конструкции. Недостаток – возможность защемления вала в опорах. Рекомендация: осевое фиксирование по этой схеме применять при относительно коротких валах и невысоких температурах.

Во избежание защемления тел качения от температурных деформаций предусматривают зазор (a), превышающий тепловое удлинение:

a > Dl = a _* (t₁ – t₀) _* l,

где a=12_*10^–6 – коэффициент линейного расширения стали, 1/⁰С;

t₀ – начальная температура вала и корпуса, ⁰С;

t₁ – рабочая температура вала и корпуса, ⁰С;

l – расстояние между опорами, мм.

Величину «а» устанавливают для каждого вида передачи опытным путем.

Для радиальных шарикоподшипников при обычном перепаде температур вала и окружающей среды принимают а»0,2…0,5мм.

Регулируют зазор с помощью мерных прокладок между торцовыми поверхностями корпуса.

В таблице 1 даны рекомендации по применению этой схемы при установке радиально–упорных подшипников с углом контакта a=12⁰.

Таблица 1

Рекомендации по применению схемы «враспор»

d, мм	Шариковые радиально–упорные подшипники	Конические роликовые подшипники
l/d, не более
Свыше 10 до 30 Свыше 30 до 50 Свыше 50 до 80

Радиально–упорные подшипники с углом контакта a³26⁰ более чувствительны к осевым зазорам и их в схеме «враспор» не применяют.

Рис.3. Схема «враспор»

Схема «врастяжку» (рис.2)

Осевое фиксирование вала осуществляется также, в двух опорах.

Достоинства схемы: возможность регулирования опор; малая вероятность защемления вала в опорах при температурных деформациях подшипников и вала; увеличение опорного расстояния при установке радиально–упорных подшипников.

Недостатки схемы: возможность образования зазоров, которые нежелательны для радиально–упорных подшипников; посадка подшипника на валу с меньшим натягом из–за необходимости при регулировке его перемещения на валу; некоторое усложнение конструкции опор из–за упорных буртиков в корпусе и наличия регулировочных гаек.

Рис.2. Схема «врастяжку»

Схема осевого фиксирования вала в опоре с двумя одинарными или одним сдвоенным подшипником (рис.3)

Эта схема является наиболее распространенной при относительно длинном вале, и в червячных (при а_w>180мм) и конических передачах, когда схема «враспор» не может быть применена. Внутренние кольца обеих опор закреплены на валу. Внешние кольца подшипников, расположенных в фиксирующей опоре (на рис.3 правой) закрепляют в корпусе. Наружное кольцо подшипника плавающей опоры оставляют свободным. Плавающая опора воспринимает только радиальную нагрузку, а фиксирующая опора воспринимает как радиальную, так и осевую силу.

Достоинство схемы: температурные удлинения вала не вызывают его защемления в подшипниках. В этом случае плавающая опора перемещается вдоль оси отверстия корпуса и занимает новое положение, соответствующее изменившейся длине вала, поэтому на размеры корпуса и вала можно назначать весьма широкие диапазоны.

Недостаток схемы: усложняется фиксирующая опора и понижается жесткость плавающей опоры.

Рис.3. Схема осевого фиксирования вала в опоре с двумя одинарными или одним сдвоенным подшипником

В качестве опор плавающих валов (валы – шестерни шевронных передач) применяют роликоподшипники с короткими цилиндрическими роликами (рис.4)

Внутренние кольца подшипников закреплены на валу, а внешние в корпусе. Осевое перемещение вала обеспечивается тем, что внутренние кольца подшипников с комплектом роликов могут смещаться в осевом направлении относительно неподвижных внешних колец.

Рис.4. В качестве опор плавающих валов применяют роликоподшипники с короткими цилиндрическими роликами

Дата добавления: 2017-01-14