Существуют много типов подшипников качения (рис. 9.36, а-з) : по направлению воспринимаемой нагрузки - радиальные (а, б, г, е), упорные (ж, з) и радиально-упорные (в, д); по форме тела качения - шариковые (а, ж, з), роликовые с цилиндрическими (б), коническими (в), бочкообразными (г, д) и игольчатыми (е) роликами; по числу рядов тел качения - однорядные (а, б, в, г), двухрядные (д) и многорядные, одинарные (з) и двойные (ж). Кроме того, их выпускают сверхлегкой, особо легкой, легкой, средней и тяжелой серий по диаметру, обозначаемых одной из цифр: 7, 8, 9, 1, 7, 2, 3, 4 и 5 в порядке увеличения размера наружного диаметра подшипника при одинаковом внутреннем диаметре, и узкой, нормальной, широкой или особо широкой серий по ширине (высоте), обозначаемых одной из цифр: 7, 8, 9, 0, 1, 2, 3, 4, 5 и 6 в порядке увеличения размера ширины или высоты ГОСТ 3478-79* (СТ СЭВ 402-84).

На рис. 9.37 показаны однорядные радиальные шариковые подшипники для вала d=45 мм различных серий по наружному диаметру (слева направо) - особо легкой серии, легкой, средней и тяжелой, и узких по ширине, выпускаемых по ГОСТ 8338-75* (СТ СЭВ 3795-82).

Различны марки материалов, из которых их изготовляют (например, из сталей марок ШХ15, ШХ15СГ и др.), различны степени точности, покрытия, термообработка и некоторые другие параметры. Все эти особенности могут быть отражены в условном обозначении подшипника качения. Основное условное обозначение состоит из семи цифр, отсчитываемых справа налево.

Первые две цифры определяют внутренний диаметр подшипника, как частное от деления на 5. Так, например, для d=400 мм в условное обозначение войдет число 80; для подшипника, показанного на рис. 9.38, войдет число 08. Третья цифра характеризует серию по D.

Пусть в данном примере легкая серия диаметров 2. Вносим ее в условное обозначение: 208. Эта серия совместно с серией ширин определяет основные размеры подшипника - D и В. Четвертая цифра характеризует тип подшипника по направлению воспринимаемой нагрузки и формы тела качения, обозначаемый, согласно табл. 3 ГОСТ 3189-89, цифрой от 0 до 9. Так, например, шариковый радиальный обозначают цифрой 0, роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами - 2, роликовый игольчатый - 4, шариковый упорный - 8, роликовый конический - 7 и т. д. Дополняем обозначение четвертой цифрой: 0208.

Пятая и шестая цифры определяют конструктивную разновидность подшипника, обозначаемую по ГОСТ 3395-89 от 00 до 99. В данном примере радиальный шариковый подшипник имеет одностороннее уплотнение. Его обозначение - 16, выпускают по ГОСТ 8882-75* (СТ СЭВ 3793-82). Дополняем обозначение: 160208 ГОСТ 8882-75*.

Седьмая цифра определяет серию ширин, в данном примере- 3 (широкая). Вносим ее в обозначение: 3160208 ГОСТ 8882-75, которое наносят на торцовой (нерабочей) поверхности

подшипника. Нулевые обозначения, расположенные левее последней значащей цифры, не указывают. Пусть 0 - обозначение типа подшипника, 00 - конструктивной разновидности, 0 - серии ширин. Тогда условное обозначение будет состоять из трех цифр, например 204 ГОСТ 8338-75 (см. рис. 9.37).

Класс точности (0 - нормальная, 6, 5, 4, 2 - повышенные, в порядке возрастания) указывают через тире перед обозначением, например: 2-3160208 ГОСТ 8882-75; 6-204 ГОСТ 8338-75.

Шарики и ролики (чаще игольчатые) применяют и в качестве отдельных деталей. Примеры обозначений:

Шарик 5,8-10 ГОСТ 3722-81, где 5,8 - номинальный диаметр в мм, 10 - степень точности.

Ролик 2X15, 8АЗ ГОСТ 6870-81, где 2 - диаметр, 15,8 - длина в мм ролика игольчатого, 3 - степень точности, исполнение А.

Подшипники качения на сборочных чертежах, согласно ГОСТ 2.420-69*, как правило, в осевых размерах и сечениях изображают упрощенно, без указания типа и конструктивных особенностей, основными линиями обводят только его контур с проведением тонких диагоналей (рис. 9.39, а). При необходимости в контур подшипника вписывают условное графическое обозначение по ГОСТ 2.770-68* (СТ СЭВ 2519-80), как показано на рис. 9.40, в последовательности, как на рис. 9.36.

Конструктивное оформление подшипниковых узлов (опор) редуктора зависит от типа подшипников, схемы их установки, вида зацепления редукторной пары и способа смазывания подшипников и колес.

Основным изделием подшипникового узла является подшипник. Помимо этого комплект деталей узла может включать: детали крепления колец подшипников на валу и в корпусе; крышки и компенсаторные кольца; стаканы; уплотнения (наруж­ные и внутренние); регулирующие устройства.

Рассмотрим схемы установок и выбор посадок подшипников, а также рекомендации по конструированию и выбору отдельных комплектующих деталей подшипниковых узлов; приводятся правила вычерчивания внутренней конструкции подшипников.

Схемы установки подшипников

Типы подшипников по­добраны в разд. 2 и их пригодность для каждого вала проверена. Вал с опорами должен представлять статически определимую систему в виде балки с одной шарнирно-подвижной (плавающей) опорой для пред­отвращения защемления в подшипниках от температурных деформаций вала и одной шарнирно-неподвижной (фиксиру­ющей) опорой, препятствующей осевому смещению вала. Статически неопределимые системы в виде балки на трех опорах (три подшипниковые опоры на одном валу) не рекомендуются.

Рис. 3.8. Установка радиальных шарикоподшипников по схеме 1

Плавающие опоры допускают осевое перемещение вала от температурных деформаций в

любом направлении и восп­ринимают только радиальные нагрузки (см. рис. 3.8). Если в зацеплении действуют радиальная (F r) и осевая (F a) силы, то в качестве плавающей выбирают более нагруженную опору; если в зацеплении действует только радиальная сила, то плавающая – менее нагруженная опора.

Фиксирующие опоры ограничивают перемещение вала в од­ном (см. рис. 3.10) или обоих направлениях (см. рис. 3.8, 3.9) и воспринимают радиальную и осевую нагрузки.

Таким образом, осевое фиксирование валов осуществляется различными способами установки подшипников в плавающих и фиксирующих опорах.

Схема 1 . Осевое фиксирование вала в одной опоре одним подшипником (рис. 3.8). Плавающая опора. Внутреннее кольцо подшипника с обоих торцов закреплено на валу. Наружное кольцо в корпусе не закреплено и допускает осевое перемещение вала в обоих направлениях.

Рис. 3.9. Установка подшипников по схеме 2

Рис. 3.10. Установка радиальных шарикоподшипников по схеме 3 – враспор

Фиксирующая опора. Внутреннее кольцо подшипника с обоих торцов закреплено на валу. Наружное кольцо также с дву­сторонним закреплением в корпусе ограничивает осевое пе­ремещение вала в обоих направлениях.

Типы подшипников. При конструировании используются радиальные однорядные шариковые и роликовые (прил. 6 – 8) и двухрядные сферические. Любой подшипник плавающей опоры может быть применен с лю­бым подшипником фиксирующей опоры. В проектируемых редукторах приняты радиальные однорядные шарикоподшип­ники.

Достоинства схемы 1: температурные удлинения вала не вызывают защемления тел качения в подшипниках; не требуется точного расположения посадочных мест подшипников по длине вала.

Недостатки схемы 1: малая жесткость опор и связанное с этим увеличение прогибов валов и деформация сидящих на них деталей; относительная сложность конструкции фиксирующей опоры из-за необходимости крепления подшипника, как на валу, так и в корпусе.

Применение. При любых расстояниях между опорами, значительных температурных деформациях вала и невысоких требованиях к жесткости опор и вала. В проектируемых приводах схему 1 применяют ограниченно (в цилиндрических редукторах при a w > 180 мм).

Схема 2 . Осевое фиксирование вала в одной опоре двумя подшипниками (см. рис. 3.9)

Закрепление внутренних и наружных колец подшипников на валу и в корпусе плавающей и фиксирующей опор такое, как и в схеме 1.

Рис. 3.11. Установка радиально-упорных шарикоподшипников по схеме 3 – враспор

Типы подшипников. В плавающей опоре применяют радиальные однорядные шариковые и роликовые, а также двухрядные сферические, в фиксирующей опоре – сдвоенные одинарные радиальные и радиально-упорные. Любой из подшипников плавающей опоры может быть применен с любым подшипником фиксирующей опоры. Подшипники фиксирующей опоры устанавливают в стаканы. В проектируемых редукторах приняты (рис. 3.9): в плавающей опоре радиальные однорядные шарикоподшипники; в фиксирующей – сдвоенные однорядные радиально-упорные шариковые и роликовые конические.

Достоинства и недостатки схемы 2 такие же, как и схемы 1, но при этом схема 2 характеризуется большей жесткостью фиксирующей опоры.

Применение. При любых расстояниях между опорами, значительных температурных деформациях вала и высоких требованиях к жесткости опор и вала. В проектируе

мых приводах схему 2 применяют ограниченно (на быстроходных валах червячных редукторов при а W > 160 мм).

Рис. 3.12. Установка конических роликоподшипников по схеме 3 – враспор

Рис. 3.13. Установка конических роликоподшипников по схеме 3 – враспор

Схема 3. Осевое фиксирование вала в двух опорах – враспор (см. рис. 3.10 – 3.13)

Обе опоры конструируют одинаково, при этом каждый подшипник ограничивает осевое перемещение вала в одном направлении. Внутренние кольца подшипников закрепляют на валу упором в буртики 3-й или 5-й ступени вала либо торцы других деталей (распорные кольца, втулки, маслоотбойные шайбы), установленных на 2-й или 4-й ступени. Наружные кольца подшипников закреплены от осевого смещения упором в торцы крышек или других деталей, установленных в подшипниковом гнезде. Кольца радиально-упорных подшипников обеих опор располагают широкими торцами наружу.

Типы подшипников. В проектируемых редукторах приняты радиальные однорядные шариковые и радиально-упорные шариковые и роликовые конические подшипники. Если в опорах применены радиальные подшипники, то для компенсации тепловых деформаций сравнительно коротких (до 300 мм) валов между торцом наружного кольца и крышкой обеспечивают зазор: а = 0,2…0,5 мм (на сборочных чертежах редукторов зазор не показывают). При установке радиально-упорных подшипников для предотвращения защемления в телах качения от температурных деформаций вала предусматривают осевую регулировку зазоров в подшипнике (см. разд. 2).

Достоинства: возможность регулировки подшипников; простота конструкции опор (отсутствие стаканов и других дополнительных деталей).

Недостатки: вероятность защем­ления тел качения в опорах вследствие температурных дефор­маций; более жесткие допуски на осевые размеры вала и ширину корпуса.

Применение. При небольших расстояниях между опорами l < (6…8) d. Меньшие значения относятся к роликовым, боль­шие – к радиально-упорным шариковым подшипникам. Для радиальных подшипников l >10 d . В разрабатыва­емых проектах схема 3 предпочтительна и широко применяется для быстроходных и тихоходных валов цилиндрических и чер­вячных редукторов (для вала-червяка при a w < 160 мм), а также для тихоходных валов конических редукторов.

Схема 4 . Осевое фиксирование вала в двух опорах – врастяжку (рис. 3.14, 3.15)

Обе опоры конструируют одинаково, при этом каждый подшипник ограничивает осевое перемещение вала в одном направлении. Внутреннее кольцо одного подшипника (на рис. 3.14 – 3.15 – левого) упирают в регулировочную гайку (прил. 32) , при этом его посадку для возможности перемещения по валу не ослабляют; внутреннее кольцо другого упирают в буртик третьей ступени или торцы других деталей (уплотнительные или мазеудерживающие шайбы), установленных на валу. Наружные кольца подшипников упирают широкими торцами в буртики отверстия корпуса или стакана (рис. 3.15) или применяют подшипники (ГОСТ 520-2002, ) с бортами на наружном кольце (рис. 3.14).

Рис. 3.14. Установка конических роликоподшипников по схеме 4 – врастяжку

Рис. 3.15. Установка радиально-упорных шарикоподшипников по схеме 4 –врастяжку

Типы подшипников. В проектируемых редукторах приняты радиально-упорные шариковые и роликовые конические под­шипники.

Достоинства: возможность регулирования опор; малая вероятность защемления тел качения в опорах при температур­ных деформациях, так как зазоры в подшипниках будут увеличиваться.

Недостатки: высокие требования точности, предъявляемые к резьбе вала и гаек и к торцам гаек; усложнение конструкции опор.

Применение. При небольших расстояниях между опорами: l = (8…10)d . Меньшие значения относятся к роликовым, большие – к радиально-упорным шариковым подшипникам. В разрабатываемых проектах схема 4 применяется для быстроходных валов конических редукторов.

Посадки подшипников

В проектируемых редукторах внутреннее кольцо подшипника вращается относительно ра­диальной нагрузки (R r), подвергаясь так называемому ци­ркуляционному нагружению; наружное кольцо неподвижно относительно радиальной нагрузки и подвергается местному нагружению. Соединение вращающихся относительно радиальной нагруз­ки внутренних колец подшипника с валом осуществляется с натягом, исключающим проворачивание и обкатывание кольцом сопряженной ступени вала. Посадки неподвижных относительно радиальной нагрузки наружных колец подшипника выбирают более свободными, допускающими наличие небольшого зазора: периодическое

проворачивание наружного кольца полезно, так как при этом изменяется положение его зоны нагружения. Кроме того, такое сопряжение облегчает осевые перемещения колец при монтаже, при регулировании зазора в подшипниках и при температурных деформациях валов.

Подшипник является основным комплектующим изделием, не подлежащим в процессе сборки дополнительной доводке. Требуемые посадки в соединении подшипника качения получа­ют назначением соответствующих полей допусков на диаметры вала или отверстия в корпусе.

Для наиболее распространенного в общем машиностроении случая применения подшипников класса точности 0 выбор полей допусков вала и отверстия корпуса можно производить в зависимости от вида нагружения колец, режима работы подшипников. Проектируемые согласно тех­ническим заданиям приводы работают в режиме мало меня­ющейся нагрузки. В этом случае поле допуска вала для внутреннего кольца подшипника при циркуляционном нагружении: для шарико­вых – j s 6, k6; для роликовых – kб, mб. Поле допуска отверстия для наружного кольца шариковых и роликовых подшипников при местном нагружении – H7.

Крепления колец подшипников на валу и в корпусе

При выборе способа крепления колец подшипника следует учитывать схему установки подшипников, тип опоры (фиксирующая или плавающая), величину осевой нагрузки, способ регулирования подшипников и колес, тип и характер посадки подшипников, частоту вращения вала, размеры и конструкцию узла в целом. В каждом частном случае принятому способу крепления внутреннего кольца могут соответствовать различные способы крепления наружного кольца, и наоборот. На рис. 3.16 и 3.17 приведены наиболее распространенные в общем машиностроении способы крепления колец подшипников на валу и в корпусе.

Рис. 3.16. Способы крепления наружного кольца подшипника

а) Подшипники установлены по схемам 1 и 2

Наружные кольца фиксирующих опор закрепляют в корпус с двух сторон: врезной или торцовой крышкой и уступом в корпусе (рис. 8.15, a, г); торцовой крышкой и упорным буртиком стакана (рис. 3.16, б); пружинным стопорным кольцом и уступом в корпусе (рис. 3.16, в).

Рис. 3.17. Способы крепления внутреннего кольца подшипника

Наружные кольца плавающих опор в корпусе не закрепляют.

Внутренние кольца обеих опор закрепляют на валу с двух сторон: с одной стороны буртиком вала, с другой – одним из способов крепления различными крепежными деталями:

· пружинным упорным кольцом, которое закладывается в разведенном состоянии в кольцевую канавку на валу(рис. 3.17, б), крепление применяется при ограниченных частотах и значительных осевых нагрузках;

· круглой шлицевой гайкой (прил. 32) при значительных осевых нагрузках (рис. 3.17, в), гайка предохраняется от развинчивания стопорной многолапчатой шайбой, внутренний зуб которой входит в паз вала, а один из наружных отгибается в прорези гайки (см. рис. 3.14, 3.15);

· концевой шайбой, которая крепится к торцу вала винтом по оси вала и стопорным штифтом (или двумя винтами вне оси вала) (рис. 3.17, г);

· распорной втулкой, установленной между торцами внутреннего кольца подшипника и ступицы элемента открытой передачи или муфты. Крепление может передавать значительные осевые нагрузки.

б) Подшипники установлены по схеме 3

Внутренние кольца подшипников в обеих опорах устанавливают с упором в буртик вала с натягом без дополнительного крепления с противоположной стороны (см. рис. 3.17, а). При недостаточной высоте буртика его функции выполняют распорные втулки.

Наружные кольца подшипников в обеих опорах устанавливают в корпус с односторонней фиксацией упором в торец крышки или компенсаторного кольца (см. рис. 3.13).

Крышки для подшипниковых узлов

Для герметизации подшипниковых узлов редуктора, осевой фиксации подшипников и восприятая осевых нагрузок применяют крышки. Они изготовляются, как правило, из чугуна СЧ15 двух видов – торцовые и врезные. Те и другие выполняют в двух конструктивных исполнениях: глухие и с отверстием для выходного конца вала. Размеры крышек определяют в зависимости от диаметра наружного кольца подшипника (D) или стакана и выбирают по приложениям 14, 15.

Торцовые крышки . Применяются в неразъемных корпусах для подшипниковых узлов быстроходных валов редукторов; могут также применяться и в редукторах с разъемными корпусами. Выбор конструкции крышки зависит:

· от уплотнения валов. Крышки с отверстием для манжетного уплотнения (прил. 14 – 15);

· от крепления подшипников на валу. Низкие крышки применяют при закреплении внутреннего кольца подшипника без помощи крепежных деталей; высокие – при закреплении кольца, например, гайкой (см. рис. 3.15);

· от регулировки зазоров в подшипниках. Производится установкой под фланец крышки набора прокладок (см. рис. 3.12) или с помощью винтов с резьбовыми крышками (прил. 16);

· от размещения комплекта деталей подшипникового узла. При размещении комплекта в корпусе крышка выбирается по диаметру наружного кольца подшипника (D); если комплекс деталей собирается в стакане, то размеры крышки определяют по его наружному диаметру (D a).

Врезные крышки (прил.

· для вала с манжетным уплотнением выбираются крышки с отверстием для манжетного уплотнения (см. рис. 3.10);

· для вала с жировыми канавками выбираются крышки с жировыми канавками;

· при отсутствии выходного вала (см. рис. 3.16, а) применяются глухие крышки (приложение 37). Регулировка радиалъно-упорных подшипников производится только резьбовыми деталями (см. рис. 3.13) а радиальных – установкой компенсаторного кольца между наружным кольцом подшипника и глухой крышкой. Осевой размер кольца определяется конструктивно с учетом зазора на температурную деформацию вала. Толщина кольца принимается равной толщине наружного кольца подшипника.

Примечания: 1. Посадка стакана конической шестерни (H7/js6) обеспечивает его перемещение при регулировке зацепления. Стаканы подшипниковых узлов других валов неподвижны; посадки с натягом типа H7/k6 или Н7/m6. 2. При установке стакана в корпус с натягом фланец делают уменьшенным без отверстий под винты (см. рис. б). 3. Наружный диаметр стакана (D а) и его длина определяются конструктивно в зависимости от диаметра наружного кольца подшипника, длины вала (или его ступеней) размещения комплекта деталей подшипникового узла.

Конструирование стаканов

· Стаканы при конструировании подшипниковых узлов применяются для облегчения их сборки (и разборки) вне корпуса редуктора и удобства регулировки подшипников и зацепления колес. В проектируемых редукторах стаканы ставят в фиксирующих опорах при установке подшипников по схемам 1 и 2 (см. рис. 3.9), а также по схеме 4 (см. рис. 3.14).

Кроме того, установка стаканов необходима в подшипниковых узлах быстроходных валов червячных редукторов и цилиндрических вертикальных редукторов с неразъемным корпусом в случае, если диаметр выступов червяка или шестерни окажется больше диаметра наружного кольца подшипника (d a 1 > D). Стаканы изготовляют обычно из чугуна СЧ15, реже из стали. Конструкцию и размеры стаканов определяют по табл. 3.12.

Уплотнительные устройства

Применяют для предотвращения вытекания смазочного материала из подшипниковых узлов, а также защиты их от попадания пыли, грязи и влаги. В зависимости от места установки в подшипниковом узле уплотнения делят на две группы: наружные устанавливают в крышках (торцовых и врезных) и вну mpeнние – устанавливают с внутренней стороны подшипниковых узлов.

Наружные уплотнения . В проектируемых редукторах используются уплотнения по цилиндрическим (манжетные), торцевым (торцовые) поверхностям и щелевые. Выбор типа уплотнения зависит от способа смазывания подшипников, окружной скорости вала, рабочей температуры и характера внешней среды.

Рис. 3.18. Манжетное уплотнение

Манжетные уплотнения (рис. 3.18). Их используют при смазывании подшипников как густым, так и жидким материалом при низких и средних скоростях (v 10 м/с), так как они оказывают сопротивление вращению вала. Резиновые армированные манжеты (прил. 17). Манжета состоит из корпуса, изготовленного из бензомаслостойкой резины, стального Г-образного каркаса и бра­слетной пружины. Манжеты, работающие в засоренной среде, снабжены «пыльником» . Для предохранения смазочного материала от вытекания манжету обычно устанавливают рабочей кромкой внутрь корпуса (рис. 3.12, 3.14), что обеспечивает к кромке доступ масла, уменьшающего износ резины.

Для удобства выемки манжеты в крышке подшипника иногда предусматривают 2 – 3 отверстия диаметром 3…4 мм (рис. 3.18).

Торцовые уплотнения (см. рис 3.19). Их применяют преимущественно при жидком смазочном материале. Наиболее простые торцовые уплотнения – стальными шайбами (прил. 18). Торцовая грань шайбы выступает за ее плоскость на величину С = 0,5…0,6 мм, что создает после закрепления шайбы некоторую силу прижатия ее граней к торцам кольца подшипника.

Рис. 3.19. Торцовые уплотнения стальными шайбами

Щелевые уплотнения . Они эффективно работают при любом способе смазывания подшипников, практически при любой скорости, ибо не оказывают сопротивления вращению вала. Формы проточек щелевых уплотнений представлены на рис. 3.20. Размер щелевых проточек (а) определяется при выборе соответствующей крышки подшипника.

Внутренние уплотнения . Установка и конструкция внутренних уплотнений зависят от способа смазывания подшип­ников и конструкции подшипникового узла.

Рис. 3.20. Формы щелевых канавок

Рис. 3.21. Маслозащитные шайбы

Смазывание разбрызгиванием . При нижнем или боковом расположении червяка в червячных редукторах (см. рис. 3.11) и шестерни в цилиндрических (см. рис. 31) и конических (см. рис. 3.15) масло, выжимаемое из зацепления, обильным потоком выбрасывается в рядом расположенные подшипники. Поэтому подшипниковые узлы закрывают с внутренней стороны корпуса маслозащитными шайбами (рис. 3.1, 3.21). Толщина шайб 1,2…2,0 мм; зазор между корпусом и наружным диаметров шайбы – 0,2…0,6 мм (на чертежах этот зазор не показывается).

Смазывание пластичным материалом . При этом способе смазывания подшипниковые узлы должны быть изолированы от внутренней полости редуктора во избежание вымывания пластичного смазочного материала жидким, применяемым для смазывания зацепления.

Уплотнение мазеудерживающим кольцом (рис. 3.22, a). 3азор между кольцом и корпусом (стаканом) 0,1…0,3 мм (на чертежах зазор не показывают); выход за торец

корпуса (стакана) С =1…2 мм. Эффективное уплотнение при постоянном направлении вра­щения создает винтовая канавка, нарезанная на внешней поверхности кольца (рис. 3.22, б), по которой смазочный материал направляется внутрь корпуса (направление нарезки винтовой линии канавки противоположно направлению вращения)

Рис. 3.22. Мазеудерживающие кольца и шайбы

Торцовое уплотнение стальной шайбой (см. рис. 3.22, в). Оно относится к типу контактных и эффективно предохраняет подшипник от вытекания смазочного материала

Размеры шайб см. приложение 18.

Регулировочные устройства

Подшипники качения могут быть собраны в узле с различными радиальными и осевыми зазорами. Под радиальным (е) или осевым (а) зазором понимают полную величину радиального или осевого перемещения в обоих направлениях одного кольца подшипника относительно другого под действием определенной силы или без нее.

Рис. 3.23. Зазоры в подшипниках

Нерегулируемые типы подшипников (например, радиальные шариковые) изготовляют со сравнительно небольшими зазорами: после установки на вал и в корпус они могут работать без дополнительной регулировки (рис. 3.23, а, б). В регулируемых типах подшипников (радиально-упорных шариковых, роликовых конических) необходимые осевые и радиальные зазоры могут быть установлены в определенных пределах только регулировкой при монтаже комплекта подшипников в узле (рис. 3.23, в; 8.1).

Наличие зазоров в подшипниках обеспечивает легкое враще­ние вала, предотвращает защемление тел качения в результате температурных деформаций. Устранение (выборка) зазоров повышает жесткость опор, точность вращения вала.

Под регулированием подшипников понимают:

а) установление минимальных зазоров, при которых в условиях эксплуатации не возникает натяг (в результате температур­ных деформаций);

б) создание при необходимости предваритель­ного натяга.

Регулирование подшипников осуществляется перемещением одного из его колец относительно другого в осевом направ­лении и зависит от типа подшипника, схемы установки и способа крепления внутреннего и наружного колец. Регулирование подшипников производят до регулирова­ния зацепления.

Подшипники установлены по схеме 1 (см. рис. 8.7). Фиксирование вала осуществляется в правой опоре одним радиальным подшипником, регулировку которого не произ­водят: необходимый зазор создан при изготовлении подшипника.

Подшипники установлены по схеме 2 (см. рис. 3.9). Регулирование подшипников производят только в фиксирующей опоре вала, состоящей из двух радиальных или радиально-упорных подшипников, и установленной, как правило, со стороны глухой крышки. Регулирование может производиться перемещением наружных или внутренних колец подшипника. Перемещение наружных колец (при этом они установлены узкими торцами друг к другу) осуществляется набором прокладок, устанавливаемых под фланец крышки. Перемещение внутренних колец (при этом наружные кольца установлены широкими торцами друг к другу) производят поджимом шлицевой гайки, которую после создания в подшипниках требуемого зазора стопорят многолап­чатой шайбой.

Подшипники установлены по схеме 3 враспор (см. рис. 3.10 – 3.13). Способы регулирования здесь зависят от типа подшипников и крышек подшипниковых узлов.

При установке торцовых крышек (см. рис. 3.11, 3.12) регулирование осуществляется набором металлических прокладок и применяется как при установке радиальных, так и радиально-упорных подшипников. Для регулирования подшипников набор прокладок можно установить под фланец одной из крышек. Если дополнительно требуется регулировать осевое положение вала, общий набор прокладок разделяют на два, а затем каждый из них устанавливают под фланец соответствующей крышки.

При установке врезных крышек (см. рис. 3.10, 3.13) регулирование радиальных подшипников производят установкой компенсаторных колец между торцами наружных колец под­шипников и крышек. При этом между торцом наружного кольца подшипника и торцом крышки с отверстием оставляют зазор для компенсации тепловых деформаций: а = 0,2…0,5 мм. На сборочных чертежах этот зазор ввиду его незначительности не показывают.

Рис. 3.24. Конструкция регулировочных устройств

Регулирование радиально-упорных подшипников производят только воздействием винта на самоустанавливающуюся шайбу (см. рис. 3.13, прил. 19), которая предохраняет наружные кольца подшипников от перекоса. Регулирование зазоров подшипников производят с одной стороны вала (со стороны глухой крышки). Комплект деталей регулировочного устройства включает (см. рис 3.24): регулировочный винт большого или малого диаметра (прил. 16), регулировочную самоустанавливающуюся шайбу 3 (прил. 19), торцовую или врезную крышку с резьбовым отверстием 4 (прил. 14) и стопорные детали: контргайку 5 (прил. 32) и др.

Рис. 3.25. Конструкция элементов подшипников

Подшипники установлены по схеме 4 – врастяжку (см. рис. 3.14, 3.15). По этой схеме установлены подшипники быстроходного вала конических ре­дукторов. Регулирование подшипников производят осевым перемещением внутреннего кольца подшипника, смежного с выходным концом вала, с помощью круглой шлицевой гайки. После создания в подшипниках требуемого зазора гайку стопорят многолапчатой шайбой.

Вычерчивание внутренней конструкции подшипников

На сборочных чертежах редукторов и общих видах приводов вычерчивают внутреннюю конструкцию подшипников быстроходного и тихоходного валов (без упрощений). Первоначально наносится тонкими линиями внешний контур подшипника. Затем определяются конструктивные элементы (рис. 3.25). При этом отрезок ab (роликовый подшипник) точками 1, 2, 3 делят на четыре равные части и из точки 3 под углом α = 15º проводят образующую конуса до ее пересечения с осью подшипника в точке О.

Рис. 3.26. Установка двух конических роликовых подшипников и фиксирующих деталей; подшипники контактируют кольцами

Сепараторы на чертежах подшипников не изображают, но при установке смежных с коническим роликопод­шипником деталей, например шлицевых гаек, или установке двух подшипников рядом, надо учитывать, что сепаратор выступает за пределы наружного кольца. Поэтому смежная деталь должна отстоять от торца наружного кольца конического роликопод­шипника на b = 4…6 мм, что обеспечивается установкой дистанционной втулки. Чтобы цилиндрические поверхности смежных деталей не касались сепаратора, высоты h 1 и h 2 не должны превышать величину: h 1(2) = 0,05(D – d). При проектировании подшипникового узла контакт смежных с подшипником деталей необходимо предусматривать только по торцам подшипниковых колец, на высоте заплечика. Другие поверхности смежных деталей должны отстоять от торцов колец для всех типов подшипников (кроме конических роликовых) не менее чем на а = 2…3 мм.