Выбор типа подшипника

При предварительной конструктивной проработке выбирают тип подшипника и класс точности, намечают схему установки подшипника.

В соответствии с установившейся практикой проектирования и эксплуатации машин тип подшипника выбирают по следующим рекомендациям [2].

Для опор валов цилиндрических колес редукторов применяют чаще всего шариковые радиальные подшипники (рис.3.1 а).

Первоначально принимают подшипники легкой серии. Если при последующем расчете грузоподъемность подшипника легкой серии окажется недостаточной, принимают подшипник средней серии.

При чрезмерно больших размерах шариковых подшипников в качестве опор валов цилиндрических колес применяют также подшипники конические роликовые (рис.3.1 в).

Конические и червячные колеса должны быть точно и жестко зафиксированы в осевом направлении. Шариковые радиальные подшипники обладают малой осевой жесткостью. Поэтому в силовых передачах для опор валов конических и червячных колес применяют конические роликовые подшипники. Выбирают первоначально легкую серию.

Рис.3.1. Подшипники качения

Для опор вала конической шестерни применяют также конические роликовые подшипники. При очень высокой частоте вращения вала - шестерни (п > 1500 об/мин) применяют подшипники шариковые радиально-упорные (рис.3.1.г). Первоначально применяют также подшипники легкой серии. Опоры червяка в силовых червячных передачах нагружены значительными осевыми силами. Поэтому в качестве опор вала червяка применяют в основном конические роликовые подшипники. При длительной непрерывной работе червячной передачи, с целью снижения тепловыделений, в качестве опор вала червяка применяют шариковые радиально-упорные подшипники. Первоначально принимают подшипники средней узкой серии.

Для опор плавающих валов шевронных передач применяют радиальные подшипники с короткими цилиндрическими роликами (рис.3.1 б), также первоначальной легкой серии.

4. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУИРОВАНИЯ ПОДШИПНИКОВЫХ

УЗЛОВ

Работоспособность подшипников качения зависит не только от правильного их подбора, но и от рациональности конструкции подшипникового узла.

Подшипники устанавливают в жестких корпусах, стремясь избежать перекосов колец, которые могут возникнуть вследствие неправильной обработки посадочных мест при монтаже.

Вращающиеся относительно нагрузки кольца подшипников соединяют с сопряженными деталями с натягом по допуску R 6, m 6, n 6 и другими во избежание их проворачивания по посадочной поверхности.

Установку неподвижных колец подшипника осуществляют с полем допуска Н 7, N 7, К 7 и другими для облегчения осевых перемещений колец при регулировании зазоров в подшипнике, а также при тепловых деформациях валов.

При конструировании подшипниковых узлов стремятся к тому, чтобы вал с опорами представлял собой статически определимую систему.

По способности фиксировать осевое положение вала опоры разделяют на плавающие и фиксирующие.

Плавающие опоры допускают осевое перемещение вала в любом направлении для компенсации удлинения или укорочения вала при температурных колебаниях. Они воспринимают только радиальную нагрузку.

Схема 1

Схема 3 «враспор»

Схема 2

Фиксирующая опора

Плавающая опора

В качестве плавающих опор применяют шариковые и роликовые подшипники. Фиксирующие опоры ограничивают перемещение вала в одном или обоих направлениях. Они воспринимают радиальную и осевую нагрузки. В качестве фиксирующих опор применяют радиальные и радиально-упорные подшипники

Рис.4.1 Схемы осевого фиксирования валов

При выборе плавающей и фиксирующих опор по схемам 1 и 2 учитывают рекомендации:

подшипники обеих опор должны быть нагружены по возможности равномерно, поэтому если на вал действует осевая сила, то плавающей выбирают опору, нагруженную большей радиальной силой. При этом всю осевую силу воспринимает подшипник, менее нагруженный радиальными силами;

при отсутствии осевых сил выполняют менее нагруженную плавающую опору, чтобы уменьшить трение от осевого перемещения подшипника;

если выходной конец вала соединяется с другим валом муфтой, то фиксирующей принимают опору вблизи этого конца вала.

В схемах 3 и 4 вал фиксируется в двух опорах, причем в каждой опоре в одном направлении. В опорах этих схем могут быть приняты шариковые или роликовые радиальные и радиально-упорные подшипники.

Схемы 3 и 4 применяют с определенными ограничениями по расстоянию L между опорами. Связано это с изменением зазоров в подшипниках при температурных колебаниях.

В схеме 3 называемой схемой «враспор», в сечениях вала между опорами от осевых сил действуют напряжения сжатия, поэтому чтобы исключить защемление тел качения вследствие нагрева при работе предусматривают осевой зазор «а», несколько больший ожидаемой тепловой деформации подшипников и вала. Величину «а» устанавливают опытным путем (в узлах с радиальными шарикоподшипниками при L 300 мм и ограниченном нагреве

а ≈ 0,2...0,5 мм). Требуемый зазор «а»создают с помощью набора тонких металлических прокладок (рис.4.2).

Рис.4.2 Пример установки вала на роликовых конических подшипниках «враспор»

Значения тепловых деформаций зависит от длины вала, поэтому применение в схеме 3 радиально-упорных подшипников, чувствительных к изменению осевых зазоров, рекомендуется при

L = (6...8) d_n,

где d _n - диаметр цапфы.

Меньшее значения относятся к роликовым, большие - к шариковым радиально-упорным подшипникам.

Для радиальных подшипников L > 10 d_n.

Схему 3 (рис. 4.1) широко применяют при относительно коротких валах.

В схеме 4 (рис.4.1), называемой схемой «врастяжку», вероятность защемления тел качения подшипников вследствие тепловых деформаций вала уменьшается, т.к. в этой схеме при удлинении вала осевой зазор в подшипниках увеличивается (рис.4.3).

Рис. 4.3. Пример установки вала-шестерни конической передачи на конических роликоподшипниках «врастяжку».

Дата добавления: 2015-07-08