Упорные шариковые подшипники применяют в тяжелонагруженных опорах при небольших частотах вращения.
Частота вращения упорных подшипников ограничена происходящим при больших частотах вращения смещением шариков с оси симметрии беговых дорожек под действием центробежных сил (рис. 788, а)
Под действием центробежных сил может сместиться и сепаратор (вид б). И в том и в другом случае вследствие отклонения точек контакта К от нормального положения нарушается правильное качение роликов, и трение в подшипнике резко возрастает.
Гироскопические моменты вызывают вращение шариков вокруг оси, касательной к направлению окружной скорости центров шариков. Величина гироскопического момента определяется по формуле (357), если положить в ней β = 90° и D’ = dcp:
Минимальная нагрузка А (рис. 788, в), при которой не происходит вращения, согласно формуле (359).
Рассчитаем подшипник 8220 средней серии (d = 10 см; D = 15 см; d = 12,5 см; dш = 2 см; z = 18). Примем n = 1000 об/мин (w = πn/30 = 105 рад/с ); коэффициент трения f = 0,02.
Угловая скорость центров шариков по формуле (350)
Центробежная сила шарика по формуле (355)
Гироскопический момент по формуле (367)
Минимальная осевая сила, при которой не происходит вращения, по формуле (368)
При монтаже однорядных упорных подшипников на вертикальных валах не рекомендуется центрировать свободное (т. е. сидящее на валу с зазором) кольцо 1 в корпусе (рис. 789, а), так как из-за практически неизбежной несоосности центрирующих поверхностей на валу и в корпусе шарики могут сместиться с оси симметрии беговых дорожек, и правильная работа подшипника нарушится.
Целесообразно центрировать одно из колец 2 на валу (вид б) или 3 в корпусе (вид в), а другому дать свободу поперечного перемещения. Под действием нагрузки (а без нее под действием силы тяжести вала) свободное кольцо самоцентрируется относительно шариков.
Для предотвращения изгиба колец подшипника под нагрузкой рекомендуется увеличивать диаметр опорных поверхностей вала и корпуса по крайней мере до средней окружности шариков (конструкция а неправильная; б, в — правильные).
В тяжелонагруженных опорах целесообразно применять самоустанавливающиеся упорные подшипники со сферическими опорными поверхностями. Самоустанавливаемость опор устраняет влияние перекосов, торцового биении опорных буртиков и т. д., способствует равномерному нагружению шариков и увеличивает долговечность подшипника.
При установке упорных подшипников в сочетании со сферическими самоустанавливающимися радиальными подшипниками нельзя применять упорные подшипники с плоскими поверхностями (рис. 790, а), препятствующими самоустановке. Необходимо применять упорные подшипники со сферической опорной поверхностью или устанавливать плоские подшипники на сферических шайбах (вид б). Центр сферы шайбы опорной поверхности должен совпадать с центром сферы радиального подшипника.
При установке однорядных упорных подшипников на горизонтальных валах необходима осевая фиксация вала в направлении, противоположном действию рабочей нагрузки. Чаще всего вал фиксируют посредством упорного подшипника, делая все радиальные опоры вала плавающими. В корпусе подшипник устанавливают в замкнутом гнезде, одна из сторон которого — а (рис. 791) является несущей, а противоположная b — фиксирующей. На валу со стороны, противоположной силовому буртику 1, устанавливают фиксирующий упор 2. Во избежание соприкосновения вращающихся и неподвижных элементов предусматривают осевые зазоры (s в корпусе и t на валу) в несколько десятых миллиметра. Таким образом, в соединении образуется осевой зазор s + t.
Читайте также: Карта петрова вала с улицами
Вращающееся кольцо устанавливают на валу с натягом по посадочному поясу. Неподвижное кольцо отделено от вала радиальным зазором u = v + w, где v — полуразность диаметров отверстий вращающегося и неподвижного колец (в стандартных подшипниках v = 0,2—0,5 мм), a w — полуразность диаметров посадочного пояса и вала. В общей сложности зазор u достигает 0,3—0,5 мм.
В противоположность вертикальным опорам плавающая установка неподвижного кольца в горизонтальных опорах не рекомендуется. При остановках агрегата, при пульсациях и случайных переменах направления нагрузки вал отходит от подшипника на расстояние s + t (осевой зазор), и незакрепленное кольцо, смещаясь в пределах радиального зазора u, зависает на валу (рис. 792, a).
Последующее приложение осевой нагрузки не возвращает кольцо в концентричное положение, так как радиальная составляющая сил давления незначительна вследствие пологости профиля беговых канавок на участках, близких к контактным. Шарики с сепаратором устанавливаются эксцентрично по отношению к вращающемуся кольцу, причем эксцентриситет увеличивается под действием центробежной силы Рцб, возникающей при смещении центра тяжести комплекта шариков с сепаратором относительно оси вращения.
В результате правильное качение шариков нарушается, линии контакта отклоняются от нормали, и трение возрастает.
Центрирование неподвижного кольца (вид б) только частично исправляет недостаток конструкции. При отходе вала от подшипника кольца раздвигаются в пределах осевого зазора t, шарики вместе с сепаратором под действием силы тяжести и центробежной силы занимают эксцентричное положение (вид в), и в подшипнике возникают те же явления, что и в предыдущем случае. Их можно ослабить, уменьшая зазор t до минимальной величины (0,1—0,2 мм).
Наиболее правильно сжать кольца подшипника пружинами, поддерживающими в подшипнике постоянный натяг при всех возможных перемещениях вала (вид г).
Пружины устанавливают со стороны неподвижного кольца (рис. 793, а), в установках двустороннего действия с использованием однорядных подшипников — в промежуточных упорных дисках (виды б, в), а в двухрядных подшипниках — с обеих сторон подшипника (вид г).
Достаточно сильный пружинный натяг предупреждает смещение шариков под действием центробежных сил и их вращение под действием гироскопических моментов, снижает трение и позволяет повысить быстроходность подшипников. Натяг нагружает шарики дополнительно к рабочей нагрузке, но благодаря упорядоченному качению шариков несущая способность подшипника в конечном счете возрастает.
При большой силе пружин неподвижное кольцо можно не центрировать (см. виды в, г).
Делают попытки использования однорядных шариковых подшипников для несения осевых нагрузок в обоих направлениях. В установках обычного типа это неосуществимо, так как в подшипнике, нормально рассчитанном на нагрузки в одном направлении (зачерненная стрелка на рис. 794, a) при реверсировании нагрузки (светлая стрелка) левое кольцо должно вращаться по посадочному поясу.
Читайте также: Замена подшипника в компрессоре кондиционера у рав 4
Установка колец на плавающей втулке 1 (вид б) из антифрикционного материала с подводом смазки к трущимся поверхностям обеспечивает центрирование колец и возможность их свободного вращения. В высокоскоростных узлах применяют другие виды упорных подшипников. В опорах одностороннего действия устанавливают упорно-радиальные, конические, роликовые и сфероконические подшипники. Для опор двустороннего действия широко применяют дуплексные упорно-радиальные подшипники с предварительным натягом (рис. 795, а), а также шариковые подшипники с глубокими канавками, разгруженные от радиальных сил посредством установки в корпусе с радиальным зазором s (виды б—д).
Такие опоры отличаются малыми габаритами, способны нести большие осевые нагрузки и обеспечивают практически беззазорную фиксацию вала в осевом направлении. Монтаж их гораздо проще, чем монтаж упорных шариковых подшипников.
На виде (г) показан узел, воспринимающий радиальную и осевую силы.
В опорах, предназначенных для восприятия особо больших нагрузок при повышенных частотах вращения, применяют многорядную установку подшипников с разъемными наружными обоймами (трехконтактные подшипники), разгруженных от радиальных сил (вид д).
Видео:Выставляем натяг радиально упорного подшипника (или как я туплю с математикой в субботу в полночь)Скачать
Установка упорных подшипников
Из-за особенностей конструкции устанавливать упорный подшипник можно только там, где действует осевая нагрузка. Если вал нагружен еще и в поперечном направлении, то используют упорно-радиальные опоры или дополнительно деталь, предназначенную для восприятия сил, направленных перпендикулярно осевой линии узла вращения, то есть радиально. Расчет и выбор специального упорного подшипника – это задача для профессионалов, так как малейшая ошибка снизит рабочие характеристики опоры, и ее конструкция будет ненадежной.
Видео:Монтаж и демонтаж подшипников SKF - Радиально-упорные шарикоподшипникиСкачать
Особенности упорных подшипников и их монтажа
Качественная установка однорядных упорных подшипников требует досконального знания того, как устроена такая опора и каким образом на нее воздействует осевая нагрузка. При монтаже важно помнить, что основной особенностью характерной для продуктов такого типа является то, что их внутреннее, тугое кольцо, изготавливается с меньшим диаметром, чем наружное. Тугое кольцо монтируют на вал, а наружное, имеющее зазор, свободно вращается, опираясь на тела качения. Это связано с тем, что установка упорных подшипников выполняется с натягом, обеспечивающим им оптимальное рабочее положение для восприятия нагрузки.
При монтаже свободное кольцо упирается в корпус механизма, а тугое надежно фиксируется на валу. Благодаря этому сам вал занимает проектное положение в пространстве и его смещение вдоль оси под действием нагрузки исключено. При необходимости установки опор для вала, нагружаемого с двух сторон, используется двухсторонний шариковый упорный подшипник, который имеет одно тугое кольцо и два свободных. Иногда, при отсутствии специальных деталей, монтируют однорядный и рядом еще один, расположенный зеркально. Схема такого тандема может быть разной, в зависимости от конструкции используемых в нем изделий.
Читайте также: Крестовина переднего карданного вала санг енг кайрон
Видео:Посадка подшипника на вал: самый полный обзор методов и стандартовСкачать
Как устанавливают упорные подшипники
Перед тем как выполнить монтаж подшипника, место установки тщательно подготавливают. Важно, чтобы отсутствовали загрязнения на месте выполнения работ, а весь необходимый инструмент был под рукой. Место на валу, где будет врастяжку устанавливаться тугое кольцо, очищают, а при необходимости также шлифуют, устраняя заусенцы и вмятины. Далее выполняют следующие действия:
• Измеряют вал микрометром и посадочное место свободного кольца на корпусе нутрометром;
• При необходимости выполняют подгонку поверхностей под соответствие допускам и шероховатости;
• Осматривают подшипник на предмет наличия брака или повреждений;
• Деталь расконсервируют, очищая от заводской смазки, если это не запрещено производителем.
Перед установкой проверяют радиальный зазор детали при помощи специального индикатора. Для этого любое кольцо подшипника фиксируют в горизонтальном положении оси, а затем свободное двигают в радиальных направлениях в две противоположные позиции. Разница между полученными в этих положениях результатами измерений и будет являться величиной радиального зазора.
Поверхности вала и корпуса, которых будет касаться любая поверхность подшипника, обрабатывают смазкой.
Устанавливая деталь нужно помнить, что передача усилий через тела качения категорически запрещена во избежание повреждения или даже разрушения подшипника. Все силы должны передаваться исключительно через торцы колец. При этом для любых механических воздействий на подшипник, а особенно ударов, должна использоваться втулка подходящего диаметра. Открытые подшипники перед монтажом опускают в подогретое до 90°С машинное масло. Если монтируется деталь с защитным кольцом, то нагревание рекомендуют выполнять только в термостате.
При установке нагрузка должна передаваться равномерно на всю окружность кольца. Для этого используют специальное приспособление, изготовленное из трубы, внутренний диаметр которой немного превышает наружный диаметр монтируемого кольца изделия. На свободном кольце размещают заглушку в виде сферы, к которой и прилагают монтажное усилие. Этот вариант подходит для изделий небольшого и среднего диаметра. Для работы с подшипниками больших размеров, при их установке на горизонтальный или вертикальный вал, применяют гидравлический распор. Такие приспособления выпускают для моделей с диаметром конического отверстия, превышающим 120 мм.
Схемы установки подшипников. Рис 1
В идеале установка тугого кольца должна выполняться с использованием гидравлического или механического пресса через втулку, обеспечивающую равномерное давление по всей окружности кольца. Сразу же после завершения установки, рекомендуется проверить щупом плотность посадки колец и, если на валу расположено несколько опор, их корректное размещение и качество установки. После визуального и инструментального контроля механизм проверяют в работе. Если подшипники установлены правильно, то свист или металлические звуки не слышны. Вибрация может быть не связана с качеством монтажа, а явиться следствием попадания посторонних частиц на дорожки качения.
- 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
Новый обзор самых популярных типов упорных подшипниковСкачать
Упорный подшипник для основного вала гранулятора! Thrust bearing for the granulator!Скачать
РАДИАЛЬНО-УПОРНЫЕ ПОДШИПНИКИСкачать
упорный подшипник для гранулятора. вариант установкиСкачать
установка стопорной шайбы на вал привода КалиныСкачать
Судовой упорный подшипник Python DriveСкачать
Как на яхте убрать вибрации валолинии. Про шрусы, упорные подшипники и электромоторыСкачать
Ремонт ( шлифовка ) коленвала после неправильной установки упорных полу колец ( боковых вкладышей )Скачать
Упорный подшипник гребного вала Python Drive P501-LСкачать
Монтаж/демонтаж, регулировка натяга упорных подшипников ШВП. Способ диагностики люфта оси.Скачать
полукольца на коленвалеСкачать
Выбор упорного подшипника для гранулятораСкачать
Установка упорных подшипников в ходовой винтСкачать
Почему разрушаются конические подшипники?Скачать
Установка коленчатого вала ваз 2101-2107 ,подбор упорных полу колец.Скачать
Пружинная шайба первичного вала МКПП ВАЗ 2101-07,21-23Скачать
Установка подшипника на вал в шпинделе у фрезерном станкеСкачать
