На рис. 6.24, β показаны конические роликоподшипники, поставленные широкими торцами наружных колец навстречу друг другу, а на рис. 6.24,6 — широкими торцами наружу. Установка подшипников по рис. 6.24, в характеризуется большей угловой жесткостью.
Для того чтобы предварительно комплект ва- ла-червяка вместе с подшипниками можно было вставить в стакан или в корпус, предусматривают зазор С> 1 . 2 мм (см. рис. 6.23, 6.24).
Плавающими называют валы, обе опоры которых плавающие. В этом случае обеспечивается возможность самоустановки плавающего вала относительно другого вала, зафиксированного от осевых перемещений. Такая самоустановка необходима, например, в шевронных или косозубых зубчатых передачах, представляющих собой разделенный шеврон. При изготовлении колес указанных передач неизбежна погрешность углового расположения зуба одного полушеврона относительно зуба другого полушеврона. Из-за этой погрешности первоначально в зацепление входят зубья только одного полушеврона.
Возникающая в полушевроне осевая сила стремится сместить колесо вместе с валом вдоль оси вала. Если позволяют опоры, то вал под действием осевой силы перемещается в такое положение, при котором в зацепление войдут зубья обоих полушевронов, а осевые силы, возникающие в них, уравновесятся. Осевая фиксация вала в этом случае осуществляется не в опорах, а в зубьях шевронных колес.
В качестве опор плавающих валов применяют радиальные подшипники. Чаще всего используют подшипники с короткими цилиндрическими роликами. В случае применения этих подшипников значительно уменьшается сила, потребная для осевого перемещения вала. Устраняется изнашивание корпусной детали в месте установки подшипника, так как осевое плавание вала обеспечивается за счет смещения внутренних колец подшипников совместно с комплектами роликов относительно наружных колец.
Одной из распространенных является конструктивная схема, показанная на рис. 6.25, а (см. также рис. 14.3, а). Здесь внутренние кольца подшипников закреплены на валу, а наружные — в корпусе. Одним из недостатков этой схемы является необходимость изготовления канавок в корпусе для установки колец, образующих искусственный упорный буртик. Этого недостатка лишена схема, представленная на рис. 6.25,6 (см. рис. 14.3,6).
Видео:Линейные подшипники, направляющие валы, опоры и ШВП | VORON.UAСкачать
Схемы установки подшипников
Валы должны занимать вполне определенное положение в опорах, которые могут быть фиксирующие и плавающие.
В фиксирующих опорах ограничивается осевое перемещение вала в обоих направлениях, а в плавающих осевое перемещение вала в обоих направлениях не ограничивается.
Фиксирующая опора воспринимает радиальную и в любом направлении осевую нагрузку.
Плавающая опора воспринимает только радиальную нагрузку. В схемах на рис. 23.1 и 29.2 вал фиксируется в одной левой опоре одним или двумя радиальными или радиально-упорными подшипниками.
Рис. 23.1. Установка вала в фиксирующей и плавающей опорах
Схемы рис. 23.1 и 23.2 применяют при любом расстоянии между опорами, причем схема (рис. 23.2) характеризуется большей жесткостью фиксирующей опоры.
Осевая фиксация (рис. 23.1) широко применяется в коробках передач, редукторах и т.д. для валов цилиндрических зубчатых передач и приводов валов ленточных и цепных транспортеров.
Осевую фиксацию по схеме (рис. 23.2) применяют в цилиндрических, конических и червячных передачах.
Рис. 23.2. Установка вала
в технологичной фиксирующей опоре
При назначении фиксирующей и плавающей опор учитывают следующие рекомендации:
– подшипники обеих опор должны быть нагружены по возможности равномерно. Поэтому, если опоры нагружены кроме радиальной еще и осевой нагрузкой, то в качестве плавающей выбирают опору, нагруженную большей радиальной силой;
– при температурных колебаниях плавающий подшипник (вместе с валом) перемещается в осевом направлении, что под нагрузкой, изнашивает посадочную поверхность в корпусе. Поэтому, если на опоры действуют только радиальные нагрузки, то в качестве плавающей выбирают менее нагруженную опору;
– если выходной конец вала соединяется с другим валом муфтой, в качестве фиксирующей принимают опору в близи этого конца вала.
Применяют также схемы, в которых осевое фиксирование вала происходит в двух опорах, причем в каждой из них осевое перемещение вала ограничивается только в одном направлении.
Обе схемы (рис. 23.3, 24.4) применяют с определенными ограничениями и связано это с изменением зазоров в подшипниках вследствие нагрева при работе.
Из-за увеличения длины вала осевые зазоры в подшипниках (схема «враспор») еще больше уменьшаются.
Рис. 23.3. Установка вала «враспор»
Для исключения защемления вала в опорах предусматривают осевой зазор «а», величина которого должна быть несколько больше ожидаемой тепловой деформации подшипников и вала. Из опыта эксплуатации этот зазор устанавливают в пределах 0,2…0,5 мм. Конструктивно эта схема (рис. 23.3) наиболее проста и ее широко применяют при относительно коротких валах.
Читайте также: Направляющая первичного вала ямз 238
Рис. 23.4. Установка вала «врастяжку»
Поскольку радиально-упорные чувствительны к изменению осевых зазоров, то соотношение l/d можно брать более 10.
При установке вала «врастяжку» (рис. 23.4) осевой зазор в подшипниках при увеличении температуры вала увеличивается (вероятность защемления подшипников уменьшается). Поэтому расстояние между подшипниками можно брать несколько больше, а именно l/d = 8…10.
Более длинные валы по схеме «врастяжку» устанавливать не рекомендуется из-за возможности появления недопустимых для радиально-упорных подшипников осевых зазоров.
Видео:Лекция «Валы и оси. Их опоры»Скачать
§ 3. СХЕМЫ УСТАНОВКИ подшипников
§ 3. СХЕМЫ УСТАНОВКИ подшипников
В большинстве случаев валы должны быть зафиксированы от осевых смещений. По способности фиксировать осевое положение вала опоры разделяют на фиксирующие и плавающие. В фиксирующих опорах ограничивается осевое перемещение вала в одном или обоих направлениях. В плавающих опорах осевое перемещение вала в любом направлении не ограничивается. Фиксирующая опора воспринимает радиальную и осевую нагрузки, а плавающая опора — только радиальную.
В некоторых конструкциях применяют так называемые «плавающие» валы. Эти валы имеют возможность осевого смещения в обоих направлениях и устанавливаются на плавающих опорах.
На рис. 3.6, α — г показаны основные способы осевого фиксирования валов. В схемах а ив осевое фиксирование вала осуществляется в одной опоре: в схеме а — одним радиальным подшипником, в схеме в — двумя одинарными радиальными или радиально-упорными (например, по рис. 3.5,в, г) подшипниками. В плавающей опоре применяют радиальные подшипники по рис. 3.5, а, б. Схемы 3.6, а, в применяют при любом расстоянии между опорами вала. При этом схема в характеризуется большей жесткостью фиксирующей опоры.
Осевую фиксацию по схеме а широко применяют в коробках передач, редукторах и в других узлах для валов цилиндрических зубчатых передач, а также для приводных валов ленточных транспортеров, цепных конвейеров.
Подшипники обеих опор должны быть нагружены по возможности равномерно. Поэтому если опоры нагружены кроме радиальной еще и осевой силой, то для более равномерного нагружения подшипников в качестве плавающей выбирают опору, нагруженную большей радиальной нагрузкой.
При температурных колебаниях плавающий подшипник перемещается в осевом направлении на величину удлинения (укорочения) вала. Так как это перемещение может происходить под нагрузкой, поверхность отверстия корпуса изнашивается. Поэтому при действии на опоры вала только радиальных нагрузок в качестве плавающей выбирают менее нагруженную опору.
Осевую фиксацию валов по схеме в применяют в цилиндрических, конических зубчатых и червячных передачах.
Выбор фиксирующей и плавающей опор производят по тем же соображениям, что и в схеме а.
Видео:Посадка подшипника на вал: самый полный обзор методов и стандартовСкачать
Фиксирующие опоры
Установку неподвижных колец подшипников осуществляют с полем допуска #7, ΛΓ7, /(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 [1] .
По способности фиксировать осевое положение вала опоры разделяют на плавающие и фиксирующие.
Плавающие опоры (рис. 24.17), допускают осевое перемещение вала в любом направлении для компенсации удли-
Рис. 24.17. Схемы осевого фиксирования валов
нения (укорочения) вала при температурных колебаниях. Они воспринимают только радиальную нагрузку.
В качестве плавающих опор применяют шариковые и роликовые радиальные подшипники, типы которых показаны на рис. 24.5, 24.6, 24.7, 24.8, а, 24.9.
Фиксирующие опоры ограничивают перемещение вала в одном или в обоих направлениях. Они воспринимают радиальную и осевую нагрузки.
На рис. 24.17 показаны основные способы фиксирования валов.
В схемах 1 и 2 одна опора фиксирующая, вторая плавающая. Фиксирующая опора ограничивает перемещение вала в обоих направлениях. Подшипник этой опоры жестко закрепляют в осевом направлении как на валу, так ив расточке корпуса. В плавающей опоре внутреннее кольцо подшипника жестко закреплено на валу, а наружное — свободно перемещается в корпусе вдоль оси.
В таком виде вал с опорами представляет собой статически определимую систему и может быть представлен в виде балки с одной шарнирно-неподвижной и одной шарнирно-подвижной опорами.
Схемы 1 и 2 применяют при любом расстоянии между опорами вала.
В схеме 1 вал фиксируется одним радиальным подшипником по рис. 24.5 или 24.6, 24.7, 24.8, в. Осевую фиксацию по этой схеме широко применяют для валов цилиндрических зубчатых передач, для приводных валов ленточных и цепных конвейеров и в других узлах.
Читайте также: Компрессор коаксиальный безмасляный elitech кпб 190 6
Рис. 24.18. Пример установки вала на шариковых радиальных подшипниках (левый — фиксирующий подшипник, правый — плавающий): / — щелевое уплотнение; 2 — маслосбрасывающее кольцо
Пример конструкции опор вала, фиксированного по схеме 1, представлен на рис. 24.18.
В схеме 2 (см. рис. 24.17) вал фиксируется двумя радиальными по рис. 24.5 или радиально^упорными подшипниками по рис. 24.10 и 24.11.
[1] В статически неопределимых системах возможна перегрузка опор силами, значения которых зависят от точности изготовления и тепловых деформаций. Эти силы трудно оценить при расчетах, хотя они могут во много раз превосходить внешние расчетные нагрузки.
Видео:Стойка для дрели, красиво, но...Скачать
Плавающий подшипник
Видео:ПОДШИПНИК самоустанавливающийся или самоцентрирующийся. Достоинства и основные схемы установкиСкачать
Плавающий подшипник – особенности и применение.
Обычно установка вала выполняется в двух подшипниковых опорах. При этом реализуется одна из трех главных схем монтажа подшипников:
Плавающий подшипник допускает линейное перемещение вала, компенсирует только радиальное усилие. Он обеспечивает следующие ключевые преимущества:
- компенсация изменений длины вала при нагреве или охлаждении;
- нейтрализация размерных погрешностей;
- облегчение монтажа узла, снижение затрат на сборку;
- отсутствие необходимости в сложных регулировках;
- упрощение эксплуатации.
Реализация плавающей схемы производится тремя основными способами:
- подшипник неподвижно фиксируется на валу с возможностью осевого свободного перемещения в корпусе;
- верхнее и нижнее кольца фиксируются соответственно в корпусе и на валу, но конструкция подшипника допускает их относительное перемещение;
- крепление подшипникового узла допускает свободное перемещение вала во внутренней обойме.
Плавающий подшипник используют в следующих основных случаях:
- значительное расстояние между опорами (более семи диаметров вала);
- большие температурные перепады при работе;
- сложность обеспечения высокой точности размеров вала и установки опорных узлов;
- необходимость осевого смещения вала для работы механизма (регулировка зазора между жерновами мельницы);
- размещение подшипников в отдельных корпусах.
Внимание! Плавающей обязательно делают менее нагруженную радиальным усилием опору. Так обеспечиваются лучшие условия для осевого смещения вала.
Видео:Самоцентрирующийся подшипник UCPСкачать
Реализация схемы с перемещающимся подшипником.
Классический и наиболее распространенный вариант предусматривает:
- предварительный расчет нагрузок для выбора менее нагруженной опоры в качестве плавающей;
- крепление вала в осевом направлении в фиксированной опоре путем ограничения линейных перемещений внешней и внутренней обойм шарико или роликоподшипника (для такой опоры выбирают подшипники, компенсирующие радиальное и осевое усилие);
- установка плавающего подшипника путем осевой фиксации вращающейся обоймы с возможностью осевых перемещений неподвижной обоймы (боковые зазоры между неподвижной обоймой и крышками корпуса).
В этом варианте вал может перемещаться вместе со свободным подшипником. При большой длине вала и сложности гарантировать соосность для обеих опор используют сферические самоустанавливающиеся шарикоподшипники, а при повышенных нагрузках сферические роликоподшипники. Используются два одинаковых ролико либо шарикоподшипника, компенсирующих угловой перекос вала до нескольких градусов и несущих как радиальные, так и осевые нагрузки.
Боковой зазор свободного подшипника должен гарантированно превышать величину линейного температурного расширения вала и возможные размерные неточности (набегание допусков линейных размеров). Это широко распространенный в промышленности вариант, используемый, например, в редукторах, перемешивающих устройствах, колесах кранов подъемных.
При возможности обеспечить строгую соосность аналогично устанавливаются более дешевые шарикоподшипники радиальные однорядные. Такая схема используется, например, в центробежных двойных насосах, трансмиссиях автомобильных.
Для компенсации, возникающих при работе механизма больших осевых сил для фиксирующей опоры рационально использовать два шарикоподшипника радиально-упорных либо упорно-радиальный спаренный шарикоподшипник. Для свободной опоры в этой схеме используется радиальный шарикоподшипник. Так фиксируются в редукторах червячные валы.
Важным моментом является выбор посадки свободного шарико либо роликоподшипника, допускающей его осевое смещение.
При выборе допуска отверстия корпуса под плавающий подшипник можно ориентироваться на следующие рекомендации:
- для тихой работы точных шарикоподшипников – H6 (электродвигатели
малой мощности); - для общего машиностроения – H7;
- при значительном нагреве, разности температур внешней и внутренней обойм более десяти градусов – G7;
- при наружном размере внешней обоймы более 250 мм и разности температур внешней и внутренней обойм более десяти градусов – F7.
Расточки чугунных либо стальных корпусов обеспечивают наилучшие условия для линейного смещения подшипника. В корпусах из алюминиевых сплавов желательно устанавливать закаленную втулку из стали. Недостатками схемы со свободным перемещением плавающего подшипника становятся повышенный износ посадочной поверхности и возникновение дополнительной осевой нагрузки.
Специалисты японской компании NSK рекомендуют для фиксированной установки:
- однорядные шарикоподшипники радиальные либо самоустанавливающиеся двухрядные;
- радиально-упорные спаренные или двухрядные упорно-радиальные шарикоподшипники;
- роликовые цилиндрические подшипники с бортами типов NUP или NH;
- сферические роликоподшипники;
- сдвоенные роликоподшипники конические.
Читайте также: В чем преимущество двух компрессоров у холодильника
Каталог FAG-INA предлагает использовать зеркально спаренные конические роликоподшипники либо шарикоподшипники радиально-упорные при необходимости высокоточного осевого ведения вала в фиксированной опоре. Для этой цели также эффективен радиально-упорный двухрядный шарикоподшипник.
Рекомендованный плавающий подшипник:
- шарикоподшипник радиальный однорядный;
- самоустанавливающийся шарикоподшипник двухрядный;
- самоустанавливающийся роликоподшипник.
Для крепления внешних подшипниковых обойм используются:
- крышки торцовые;
- заплечики корпуса;
- стопорные внутренние пружинные кольца;
- кольца дистанционные.
Внутренние кольца фиксируются:
- заплечиками валов;
- гайками шлицевыми;
- стопорными пружинными наружными кольцами;
- торцовыми шайбами с винтовым креплением к валу.
Видео:3. Узлы зубчатых редукторов, опоры валов, расчетные схемы валов, корпуса, конструкции редукторовСкачать
Плавающая схема со смещением колец внутри подшипника
Для высоких оборотов вала и значительных нагрузок используется плавающий подшипник с относительным перемещением внешней и внутренней обойм. Ключевые преимущества такого решения – минимальное трение при осевом смещении, отсутствие износа посадочной поверхности плавающего подшипника.
Возможность линейного смещения обойм предоставляют:
- роликоподшипник цилиндрический NU с обоймой внутренней без буртиков (отечественное обозначение 32000);
- роликоподшипник цилиндрический N с обоймой внешней без буртиков (отечественное обозначение 2000);
- роликоподшипники цилиндрические бессепараторные;
- роликоподшипники торроидальные типа CARB, разработанные SKF;
- роликоподшипники игольчатые.
Следует учитывать, что роликоподшипники цилиндрические и игольчатые крайне чувствительны к перекосам вала.
Роликоподшипник типа NU. Роликоподшипник типа N.
Роликоподшипник торроидальный CARB.
Смещение подшипниковых колец.
При монтаже по этой схеме закрепляются наружные и внутренние обоймы фиксированного и свободного подшипников, а смещение вала приводит к относительному перемещению колец подшипника плавающей опоры. На иллюстрации фиксированная опора выполнена с шарикоподшипником радиально-упорным ZKLN, а плавающая с игольчатым роликоподшипником NKIS.
Комбинация зафиксированного шарикоподшипника радиального и плавающего подшипника роликового типа NU рекомендуется для высокооборотных механизмов, например, вентиляторов, двигателей.
Сочетание закрепленного роликоподшипника типа NUP и свободного роликоподшипника NU хорошо работает при значительных усилиях, включая ударные нагрузки. Используется в железнодорожном транспорте.
Высокую жесткость и точность обеспечивает комбинация сдвоенного роликоподшипника конического в фиксированной опоре и цилиндрического роликоподшипника плавающего. Применяется в токарных станках и роликах станов прокатных.
Для комбинации больших радиальных и умеренных осевых сил при высоких оборотах рекомендуется сочетание свободного роликоподшипника NU и группы из шарикоподшипника четырехточечного контакта с роликоподшипником NU. Такое решение используется в редукторах дизельных локомотивов.
Для очень больших значений радиальных нагрузок SKF предлагает вариант со сферическим роликоподшипником двухрядным и роликоподшипником торроидальным CARB в плавающей опоре. Примером их использования могут служить цилиндры сушки машин для производства бумаги.
Особенности реализации плавающей схемы для покупных подшипниковых узлов.
Максимальное использование покупных узлов и элементов, выпускаемых массовыми сериями, позволяет удешевить продукцию, ускорить производство, повысить качество изделий. При проектировании все шире применяются серийные подшипниковые узлы, поставляемые большинством ведущих производителей подшипников. Такой узел представляет собой корпус с креплением на лапах либо фланцевым, установленный в корпусе шарикоподшипник, уплотнения, винт стопорный для фиксации вала во внутренней обойме, масленку для подачи смазки.
Обычно в таких узлах используется корпусной шарикоподшипник со сферической внешней и удлиненной внутренней обоймами. Он позволяет компенсировать перекосы валов.
При использовании покупных узлов подшипников возникает проблема реализации плавающей схемы. Обычно подшипниковые узлы размещаются по краям вала и крепятся к раме или корпусу машины. После установки вал фиксируется винтами стопорными. При таком способе монтажа компенсируются размерные погрешности. Но тепловое расширение требует организации плавающей опоры. Особенно такая схема актуальна при повышении температуры свыше ста градусов.
В этом случае затягивается стопорный винт только фиксированной опоры. Плавающая опора (с меньшей радиальной нагрузкой) выполняется следующим образом:
- для шейки вала выбирается допуск с минимальным зазором;
- стопорный винт подшипникового узла заменяется резьбовым пальцем с цилиндрическим концом;
- под цилиндрическую часть резьбового пальца на валу выполняется паз.
При работе вращение вала передается шарикоподшипнику через цилиндрическую часть резьбового пальца, установленного на внутренней обойме. При тепловом расширении вала он смещается линейно внутри обоймы шарикоподшипника, а цилиндрическая часть пальца остается внутри паза вала.
Такие решения используются, например, в механизме опрокидывания варочного котла.
Плавающий подшипник позволяет ускорить и облегчить сборку, обеспечивает успешную работу при перепадах температур, компенсирует размерные неточности. Схема со свободным подшипником благодаря своим преимуществам остается одной из основных в машиностроении.
- Свежие записи
- Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
- Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
- Какие моторы бывают у стиральных машин
- Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
- Как снять стопорную шайбу с вала
🎥 Видео
Опоры валов и осей: подшипники скольженияСкачать
Выбор посадки подшипников качения Качество поверхностей для запрессовки. Правило выбора допусковСкачать
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ. Вид Грубейшего Нарушения ТРЕБОВАНИЙ ТБ при работе на СТАНКАХ.Скачать
Уникальный БПЛА прошел испытания: первый в своем роде КАР-112Скачать
Подшипниковые узлы. Принципы проектированияСкачать
Установка опоры рулевого вала (ОРВ2.5) с демпфером на УАЗ Патриот с 2017 модельного года выпуска.Скачать
Как проверить износ опорного подшипника.Скачать
Опоры, зажимы и установочные устройства. Обозначение в технологической документацииСкачать
Проектирование подшипниковых узлов 08 12 2020Скачать
ОпорыСкачать
Почему разрушаются конические подшипники?Скачать
Шпиндельные опоры жидкостного трения. Основные требования и устройство. Передалка на подшипники.Скачать
Лекция 10. Опоры с подшипниками каченияСкачать
