Выбор подшипников. При выборе типа и размеров подшипников качения учитывают следующие факторы:
— значение и направление нагрузки (радиальная, осевая, комбинированная);
— характер нагрузки (постоянная, переменная, вибрационная, ударная);
— частоту вращения кольца подшипника;
— необходимый ресурс (в часах или миллионах оборотов);
— состояние окружающей среды (температуру влажность, запыленность, кислотность и т.п.);
— особые требования к подшипнику, предъявляемые конструкцией узла (необходимость самоустанавливаемости подшипника в опоре с целью компенсации переколи вала или корпуса; способность допускать перемещения вала в осевом направлении, монтаж подшипника непосредственно на вал, на закрепительную или закрепительно-стяжную втулку; необходимость; регулирования радиального и осевого зазора подшипника, повышения жесткости и точности вращения, снижения момента трения, шумности; желательные габаритные размеры узла; требования к надежности; стоимость подшипника и узла в целом).
Если нет повышенных требований к частоте и точности вращения, применяют подшипники класса точности 0 по ГОСТ 520-89.
Наметив тип, конструктивную разновидность и схему установки подшипников, выполняют расчет на ресурс при требуемой надежности или/и на статическую грузоподъемность, осуществляют выбор подшипника по каталогу. В зависимости от рабочих скоростей и условий работы выбирают способ смазывания, тип смазочного материала, защиту его от загрязнения и вытекания из подшипника.
Схемы установки подшипников. В большинстве случаев валы должны быть зафиксированы в опорах от осевых перемещений. По способности фиксировать осевое положение вала опоры разделяют на фиксирующие и плавающие. В фиксирующих опорах ограничено осевое перемещение вала в одном или обоих направлениях. В плавающей опоре осевое перемещение вала в любом направлении не ограничено. Фиксирующая опора воспринимает радиальную и осевую силы, а плавающая опора — только радиальную.
В некоторых конструкциях применяют так называемые «плавающие» валы. Эти валы имеют возможность осевого смещения в обоих направлениях, их устанавливают на плавающих опорах. Осевая фиксация вала осуществляется не в опорах, а какими-либо другими элементами конструкции, например торцами деталей, зубьями шевронных зубчатых колес.
На рис. 24 показаны основные способы осевого фиксирования валов.
В схемах 1а и 1б вал зафиксирован в одной (левой на рисунке) опоре: в схеме 1а — одним подшипником; в схеме 1б — двумя однорядными подшипниками. В плавающей опоре применяют обычно радиальные подшипники. Эти схемы применяют при любом расстоянии l между опорами вала. Схему 1б характеризует большая жесткость фиксирующей опоры, особенно в случае применения в одной опоре двух радиально-упорных подшипников с большими углами контакта.
Назначая фиксирующую и плавающую опоры стремятся обеспечить примерно равную нагруженность подшипников и наименьшие силы трения в плавающей опоре
Рис. 24.Способы осевого фиксирования валов
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 сил в качестве плавающей выбирают менее нагруженную опору.
Если выходной конец вала соединяют муфтой с валом другого узла, в качестве фиксирующей принимают опору вблизи выходного конца вала.
В схемах 2а и 2б вал зафиксирован в двух опорах, причем в каждой опоре в одном направлении. Эти схемы применяют с определенными ограничениями по расстоянию между опорами, что связано с изменением зазоров в подшипниках вследствие нагрева деталей при работе. При нагреве самих подшипников зазоры в них уменьшаются; при нагреве вала его длина увеличивается.
Из-за увеличения длины вала осевые зазоры в подшипниках схемы 2а также уменьшаются. Чтобы не происходило защемления вала в опорах, предусматривают при сборке осевой зазор «а». Значение зазора должно быть несколько больше ожидаемой тепловой деформации подшипников и вала. В зависимости от конструкции узла и условий эксплуатации а=0,15. 1,0мм.
Схема 2а установки подшипников конструктивно наиболее проста. Ее широко применяют при относительно коротких валах. При установке в опорах радиальных подшипников отношение l/d=8. 10.
В опорах схемы 2а могут быть применены и радиально-упорные подшипники. Так как эти подшипники более чувствительные к изменению осевых зазоров, то соотношение между величинами l и d для них является более жестким и не должно превышать l/d=6. 8. Меньшие значения относят к роликовым, большие — к шариковым радиально-упорным подшипникам. По схеме не рекомендуется применять радиально-упорные подшипники с углом контакта а=25. 40°.
При установке вала по схеме 2б вероятность защемления подшипников вследствие температурных деформаций вала меньше, так как при увеличении длины вала осевой зазор в подшипниках увеличивается, стояние между подшипниками может 6ыть несколько больше, чем в схеме 2а: для подшипников шариковых радиальных l/d=10. 12; шариковых радиально-упорных l/d≤10; конических роликовых l/d≤8.
Читайте также: Изготовление вала с фланцем
Более длинные валы устанавливать схеме 2б не рекомендуют, так как вследствие температурных деформаций вала могут появиться большие осевые зазоры, недопустимые для радиально-упорных подшипников.
Основной критерий работоспособности и порядок подбора подшипников зависит от значения частоты вращения кольца. Подшипники выбирают по статической грузоподъемности, если они воспринимают внешнюю нагрузку в неподвижном состоянии или при медленном вращении (n≤10об/мин). Подшипники, работающие при n>10об/мин, выбирают по динамической грузоподъемности, рассчитывая их ресурс при требуемой надежности. Подшипники, работающие при частоте вращения n>10об/мин и резко переменной нагрузке, также следует проверять на статическую грузоподъемность.
Предварительно назначают тип и схему Установки подшипников (см. выше). Подбор подшипников выполняют для обеих опор вала. В некоторых изделиях, например в редукторах, для обеих опор применяют подшипники одного типа и одного размера. Тогда подбор выполняют по наиболее нагруженной опоре. Иногда из соотношения радиальных и осевых сил нельзя заранее с уверенностью сказать, какая опора более нагружена. Тогда расчет ведут параллельно для обеих опор до получения значений эквивалентных нагрузок, по которым и определяют более нагруженную опору.
Адрес: Россия, 450071, г.Уфа, почтовый ящик 21
Видео:3. Узлы зубчатых редукторов, опоры валов, расчетные схемы валов, корпуса, конструкции редукторовСкачать
Фиксация на валах и крепление осей
Способы крепления зубчатых колес, полумуфт и шкивов на концевых участках валов
При закреплении деталей на конических концах валов обязательно их поджатие и крепление в осевом направлении. В легконагруженных конструкциях для этого применяют концевые (торцовые) шайбы и винты (рисунок 18.5.5, 18.5.6 и 18.5.7), а в более нагруженных конструкциях — гайки (рисунок 18.5.1, 18.5.2, 18.5.3 и 18.5.4); винты и гайки стопорят от самоотвинчивания.
Осевую фиксацию с помощью штифта (рисунок 18.5.8), установочного винта (рисунок 18.5.9) или стопорным пружинным кольцом (рисунок 18.5.10, а) применяют редко. При закреплении ступицы на валу с помощью конических стяжных колец (рисунок 18,5.10, б) она фиксируется в любом угловом положении относительно вала; при этом несущая способность зависит от осевой силы поджатия колец, а вал не ослабляется канавками.
Осевая фиксация зубчатых и червячных колес, звездочек и шкивов на валах и осях
Если применяют соединение с натягом, осевая фиксация обеспечивается силами трения за счет натяга (рисунок 18.6.2). Если соединение не с натягом, деталь можно фиксировать на валу при помощи уступа (заплечика) с одной стороны, детали или втулки (гайки) с другой стороны (рисунок 18.6.1, 18.6.4). Если невозможно изготовить буртик на валу, применяют два полукольца (рисунок 18.6.7) или втулку (рисунок 18.6.5). При этом необходимо учитывать, что канавка под полукольца ослабляет вал. Способы осевого фиксирования деталей на валах без заплечиков представлены на рисунок 18.6.2, б; 18.6.3; 18.6.8; 18.6.9 и 18.6.10.
Способы крепления осей
Различают вращающиеся и неподвижные оси. Неподвижные более просты по конструкции, тогда как вращающиеся оси обеспечивают лучшее направление насаженных на них деталей. Способы крепления неподвижных осей на двух опорах представлены на рисунок 18.10.2-18.10.7, б. Установка осей в одной опоре (консольно) показана на рисунок 18.10.1; 18.10.7, а; 18.10.8.
Видео:Вал и ось. В чем отличие? Назначение валов и осей в машиностроении и не толькоСкачать
Осевая фиксация деталей
Детали следует фиксировать в осевом направлении только в одной точке, предусматривая возможность самоустановки детали по остальной ее длине. Если, например, палец зафиксирован врезными винтами в двух опорах (рис. 323, а), то при тепловом изменении размеров в узле возникают лишние напряжения. В правильной конструкции (б) закреплен только один конец пальца; противоположный конец может перемещаться в опоре. В ошибочной конструкции в зубчатой передаче с шевронным зубом колеса зафиксированы в осевом направлении дважды — зубом и упором в торцы подшипников. Добиться совпадения фиксирующих баз практически невозможно. Ошибку можно исправить, предусмотрев зазоры s, допускающие самоустановку одного из пары колес по зубу (конструкция г).
В узле установки вала зубчатого колеса в подшипниках скольжения вал зафиксирован в двух точках, находящихся на большом расстоянии одна от другой (конструкция д). Точная фиксация в данном случае невозможна, так как во избежание заклинивания опорных поверхностей при тепловом расширении корпуса, а также с учетом неточностей изготовления и монтажа необходим большой зазор между фиксирующими поверхностями.
Несколько улучшает конструкцию сближение фиксирующих поверхностей (конструкция e). В правильных конструкциях (ж, з) вал зафиксирован на коротком участке; противоположный конец вала самоустанавливается в опоре.
Читайте также: Размер коленчатого вала ваз 2106
На свободных участках деталей следует предусматривать запасы на самоустановку и производственные отклонения размеров.
Разберем случай установки вала в корпусе на подшипниках качения.
В конструкции на рис. 324, а осевые размеры, определяющие взаимное положение вала, подшипников и корпуса, даны по номиналу. В конструкции (б) предусмотрены запасы: m — на посадочной поверхности корпуса под «плавающий» подшипник; h — на посадочной поверхности корпуса относительно фиксирующих кольцевых стопоров; k — в резьбе под гайку; n — на посадочной поверхности вала под «плавающий» подшипник.
Запасы устанавливают расчетом размерных цепей и тепловых деформаций системы. Наибольшие запасы следует предусматривать на участках сопряжения с черными литыми поверхностями, где колебания размеров особенно велики (для отливок средних размеров к средней точности литья запасы назначают в пределах 3—4 мм).
Видео:Основы центровки валовСкачать
Крепление (фиксация) осей
С задачей крепления осей, пальцев, штоков, скалок и тому подобных цилиндрических деталей очень часто встречаются в машиностроении.
В зависимости от функционального назначения детали требуется или закрепить деталь в осевом направлении, или застопорить ее от вращения, или то и другое вместе.
Ниже дан обзор наиболее употребительных способов крепления. Предполагается, что ось установлена в двух опорах.
На рис. 349, I, II изображены примитивные способы осевой фиксации при помощи шплинтов и шайб, установленных по обе стороны оси. Такой способ крепления ненадежный; шплинты могут быть срезаны под действием осевых нагрузок. Для компенсации производственных неточностей и температурных перемещений системы между шайбами и корпусом должен быть предусмотрен зазор.
На рис. 350 изображено более надежное крепление шайбами ШЕЗ (замковыми шайбами Егорова). Такая шайба представляет собой вырубленную из листовой мягкой стали фигурную шайбу (рис. 351, а), заводимую в выточку на конце оси. Шайба фиксируется в выточке загибом на ось петлеобразной части шайбы.
На рис. 352—355 показаны способы фиксации осей от продольного перемещения при помощи зегеров (пружинных колец). В конструкции на рис. 352 зегеры устанавливают на концах оси, в конструкции на рис. 353 — с промежуточными утопленными в корпус шайбами. В конструкции, изображенной на рис. 354, зегер устанавливают с одной стороны оси; другая сторона держится заплечиком оси; в конструкции на рис. 355 применены внутренние зегеры. На рис. 356 показана фиксация зегером, заведенным в глубокую канавку на оси. При установке оси зигер заскакивает в кольцевую канавку в корпусе и фиксирует ось. В конструкциях на рис. 357, 358 ось фиксируется с внутренней стороны зегерами радиальной сборки.
На рис. 359 изображен способ фиксации от продольного перемещения зегером и привертной крышкой.
В конструкции на рис. 360 ось зафиксирована также от проворота лысками, входящими в фигурное отверстие привертной крышки. На рис. 361 показан способ осевой фиксации при помощи проволоки, заводимой в полукруглые канавки в щеке и оси.
В конструкции, изображенной на рис. 362, I, ось фиксируется сферическими шайбами, наглухо устанавливаемыми в выточки корпуса путем расплющивания сферы.
На рис. 362, II показано другое неразборное соединение, основанное на пластической деформации фиксирующей шайбы; шайба сферической формы расплющивается затяжкой болта, ввертываемого в ось, причем края шайбы заходят в кольцевую выточку в корпусе.
На рис. 363 изображен способ запрессовки оси на рифленом цилиндрическом пояске. Способ применим в случае, если корпус выполнен из пластичного материала.
На рис. 364, I, II показаны способы фиксации оси привертными концевыми шайбами.
В конструкции на рис. 365 ось зафиксирована от продольного перемещения двумя привертными фланцами и застопорена от вращения выступом на одном из фланцев, заходящим в паз на торце оси. На рис. 366 изображен способ продольной фиксации при помощи нескольких шариков, заведенных в радиальное отверстие в оси. При затяжке конуса шарики входят в проделанную в щеке кольцевую канавку. Угловая фиксация осуществляется трением.
На рис. 367 представлено неразборное соединение: ось зафиксирована от продольного перемещения и вращения винтом, завернутым по стыку посадочных поверхностей оси и корпуса. Стопорение цилиндрическими (рис. 368) и коническими (рис. 369) штифтами нетехнологично, так как требуется совместное развертывание корпуса и оси. Несколько лучше в этом отношении конструкция на рис. 370, где цилиндрический штифт входит в поперечный паз на торце оси.
На рис. 371—375 представлены способы стопорения винтами. Наиболее надежное соединение получается при стопорении коническим установочным винтом (рис. 373), который обеспечивает беззазорную фиксацию оси от продольною перемещения и проворота.
В соединениях (рис. 374 и 375) стопорные винты заводятся в кольцевые выточки: такие конструкции применяются в случаях, когда необходимо обеспечить регулировку углового положения оси. Ось фиксируется от проворота трением: в случае применения конического стопорного винта (рис. 375) обеспечивается довольно надежная фиксация.
Читайте также: Балансировка карданных валов в тамбове
Очень удобно осуществляется продольная фиксация оси в случаях, когда на оси между щеками неподвижно устанавливается насадная деталь, а ось вращается в щеках (рис. 376, I, II). В данном случае ось фиксируется торцами насадной детали.
На рис. 377—381 изображены способы продольной и угловой фиксации при помощи затяжки конца оси. В конструкции на рис. 377 ось затягивается кольцевой гайкой; фиксация от проворота шпонкой; в конструкции на рис. 379 ось затягивается привертной шайбой; фиксация от проворота штифтом, запрессованным в ось; в конструкции на рис. 374 ось затягивается привертным фланцем; фиксация от проворота выступом па фланце, заходящим в паз на торце оси. На рис. 380 изображен способ затяжки ни конус; фиксация от проворота здесь в большинстве случаев излишняя; на рис. 381 показано клеммное крепление.
Ни рис. 382 изображен способ фиксации болтом, входящим в полукруглую выточку оси; на рис. 383 способ затяжки болтом с цилиндрической выборкой. На рис. 384 показано надежное соединение, обеспечиваемое затяжкой болта с клиновидной лыской; при этом ось фиксируется как в продольном, так и в угловом направлении.
Своеобразный способ крепления осей показан на рис. 385, I, II: оси устанавливают лысками на торцы щек и притягивают к щекам болтами. Способ применим в тех случаях, когда не требуется точная фиксация положения осей относительно щек и когда расстояние между щеками невелико (при больших расстояниях возможны деформации системы при колебаниях температуры).
На рис. 386 показана продольная фиксация оси в щеках заплечиком и привертной пластиной.
На рис. 387—388 показана продольная фиксация оси привертными втулками. На рис. 389 изображен способ крепления оси фланцем, выполненным как одно целое с осью. При этом способе надежно фиксируется ось в продольном и угловом направлениях, недостаток этого способа — усложнение формы оси.
Стремление применить гладкую ось приводит к разнообразным конструкциям с врезными фиксирующими элементами. На рис. 390, 391 приведены конструкции, в которых фиксирующим элементом служит привертная шайба. На рис. 392, I—III, 393, I—III изображены способы осевой и угловой фиксации врезными пластинами, привертываемыми с обеих сторон оси.
Эти способы хорошо приспособлены для парной и групповой фиксации. В качестве примера на рис. 392, III и 393, III изображены способы фиксации осей, расположенных по окружности; в этом случае привертная пластина приобретает форму кольца.
На рис. 394—397 показаны конструктивно более совершенные способы фиксации пластинами, привертываемыми с одной стороны оси.
В конструкциях, изображенных на рис. 394, I—IV, пластины заводятся в тортовые прорези во фланце оси. Ось фиксируется в продольном направлении с одной стороны упором фланца в корпусе, с другой — упором фланца в пластину. На рис. 395—399 показаны способы фиксации гладких осей.
В конструкциях, приведенных на рис. 395, I—VI, пластины заводятся в поперечные прорези на оси. При групповой фиксации осей, расположенных по окружности, фиксирующее кольцо должно состоять из двух половин.
В конструкциях на рис. 396—399 пластины заводятся в торцовые прорези на оси. При помощи ступеньки на оси (рис 397, I, II, III и 399, I, II, III) можно осуществить силовую затяжку осей. При групповой фиксации осей, расположенных по окружности, кольцо может быть целым.
Конструкции, изображенные на рис. 398, I, II, III и 399, I, II, III, выгодно отличаются более простой формой выреза на оси от конструкций на рис 396, I, II, III и 397, I, II, III.
На рис. 400, 401 показаны некоторые способы фиксации осей в разъемных щеках. В случае, когда щеки стягиваются крепежными элементами, достаточно установить оси с упором в щеки заплечиками (см. рис. 400, I) или зегерами (см. рис. 400, II).
На рис. 402, I—XII показаны способы разборного крепления для случая установки осей в серьгах, проушинах, вилках малого размера.
На рис. 403 изображены способы заделки закаленных осей в щеках из мягкой стали. Оси крепятся керновкой (рис. 403, I, II), завальцовкой (рис. 403, III, IV) приклепыванием торцовых шайб (рис. 403, V—VII), склепыванием (рис. 403, VIII), запрессовкой рифленых концов оси в щеки (рис. 403, IX—XII).
- 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
Детали машин. Лекция 4.1. Валы и оси.Скачать
Техническая Механника - Валы и ОсиСкачать
Лекция 9. Валы и осиСкачать
Опоры валов и осей: подшипники скольженияСкачать
How To: фиксация винта, который будет проворачиваться в отверстии под осевой - инструкцияСкачать
Валы и оси (балансировка)Скачать
Подшипники роликовые однорядныеСкачать
Проектирование подшипниковых узлов 08 12 2020Скачать
Воспринимаемые нагрузки подшипниками качения. Выбираем подшипник правильноСкачать
Лекция «Валы и оси»Скачать
Статическая балансировка валов (Static shaft balancing)Скачать
Лабораторная работа «Изучение конструкций типовых опор»Скачать
Уроки фрезерования или как проверить симметрию и соосностьСкачать
Подшипниковые узлы. Принципы проектированияСкачать
fanuc, лайфхак, привязка осевого инструментаСкачать
Жесткие соединительные муфты для зажима валовСкачать
