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.
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).
Читайте также: Крестовина рулевого карданного вала газон некст
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.
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:РАДИАЛЬНО-УПОРНЫЕ ПОДШИПНИКИСкачать
Подшипники упорные шариковые — описание и размеры
Подшипники шариковые упорные однорядные пригодны для того, чтобы воспринимать односторонние осевые нагрузки, и, соответственно, могут односторонне фиксировать положение вала; радиальную нагрузку они не воспринимают.
- 8000 — основного конструктивного исполнения. Наиболее распространенные изделия. Например, упорный подшипник 8206. По международной нумерации, которая применяется при маркировке импортных подшипников она обозначается как 51000 (подшипник 51205 — аналог нашего 8205).
- 18000 — со свободным самоустанавливающимся и подкладным кольцами. Наличие последнего позволяет компенсировать технологические погрешности обработки опорной поверхности корпуса. Например, подшипник 18210 (или 53204U по международной номенклатуре).
- 28000, 188000, 958000 — специальной конструкции (очень редкие).
- 88000, 868000 — бессепараторные (также практически не применяются).
- 688000 — с кожухом (закрытые), например, выжимные подшипники 688811 и 688911.
- 876000, 948000 — без колец.
- 218000 — с конусным посадочным отверстием.
- 308000 — без одного кольца.
- 98000, 9588000 — закрытого типа, например, упорный подшипник 9588214.
- 38000 — с тремя кольцами.
- 48000 — с подкладными кольцами.
- 58000, 908000 — с тремя кольцами.
- 538000 — бессепараторные.
Читайте также: Валы редукторов с червячными передачами рекомендуется устанавливать
Односторонние упорные шарикоподшипники содержат тугое кольцо с дорожкой качения, устанавливаемое на вал, комплект шариков с сепаратором, а также свободное кольцо с дорожкой качения, устанавливаемое в корпус. Свободное кольцо может иметь плоскую или сферическую опорную поверхность. Подшипники со сферическим свободным кольцом могут компенсировать начальный перекос, если их использовать совместно с подкладным кольцом, имеющим соответствующую сферическую поверхность. Сферическое подкладное кольцо необходимо закладывать отдельно. Подшипники этого типа являются разъемными, их монтаж прост, так как элементы можно монтировать индивидуально.
Двойные упорные шарикоподшипники могут воспринимать двусторонние осевые нагрузки и соответственно использоваться для двусторонней фиксации вала. Они не должны подвергаться радиальной нагрузке. Двусторонние упорные шарикоподшипники содержат одно тугое кольцо с дорожкой качения на каждой поверхности кольца, два комплекта шариков с сепараторами, а также два свободных кольца с дорожкой качения. Подшипники этого типа являются разъемными. Свободные кольца и комплекты шариков и сепаратора – такие же, как у соответствующих одинарных подшипников. Подшипники шариковые упорные допускают значительно меньшую частоту вращения по сравнению с другими типами шариковых подшипников, так как дорожки качения могут воспринимать лишь ограниченные центробежные нагрузки, возникающие при движении шариков.
Сепаратор у упорного подшипника может быть двух конструкций — полностью закрытый, цельный, в каждом отверстии сидит отдельный шарик и штампованый из жести, так называемый «открытый», в котором отдельных посадочных гнезд под шарики нет. Первый вариант обходится производителям значительно дороже, поэтому упорные подшипник с таким сепаратором — редкость. Вместе с тем, применение изделия с «открытым» сепаратором при высоких скоростях вращения крайне не рекомендуется, поскольку перемычки могут попросту не выдержать нагрузки и все шарики соберутся в одну «кучу», что, помимо выхода из строя самого подшипника, может привести к поломке дорогостоящего оборудования. В таких случаях рекомендуется покупать высококачественные дорогие подшипники импортного производства — с литым сепаратором (каждый шарик в отдельном «гнезде»), возможно повышенной степени точности (/Р4 справа от номера).
Применяются в тихоходных редукторах, в шпинделях и вращающихся центрах металлорежущих станков, в домкратах, задвижках, поворотных устройствах и т.п. Упорно-радиальные шариковые подшипники устанавливают в качестве поворотных опор.
Видео:Новый обзор самых популярных типов упорных подшипниковСкачать
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:Подшипники корпусные типа UCP, UCF, UCT, UCFL. Подольск-ПриводСкачать
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.
Читайте также: Съемник для подшипника вторичного вала
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.
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
упорный подшипник для гранулятора. вариант установкиСкачать
Воспринимаемые нагрузки подшипниками качения. Выбираем подшипник правильноСкачать
Самоцентрирующийся подшипник UCPСкачать
Упорный подшипник гребного вала Python Drive P501-LСкачать
Подшипники скольженияСкачать
Упорный подшипник для основного вала гранулятора! Thrust bearing for the granulator!Скачать
Установка упорных подшипников в ходовой винтСкачать
Подшипники шариковые упорныеСкачать
Судовой упорный подшипник Python DriveСкачать
Как легко и быстро смазать подшипник, закрытого типа с металлическим пыльником?Скачать
Выбор упорного подшипника для гранулятораСкачать
Выставляем натяг радиально упорного подшипника (или как я туплю с математикой в субботу в полночь)Скачать
FAQ по обозначениям подшипников. Размерные ряды и серии самых ходовых шарикоподшипников.Скачать
КОРПУС ПОДШИПНИКА СВОИМИ РУКАМИ ! ДЛЯ СТАНКОВ , ПРИСПОСОБЛЕНИЙ ! DIY bearing housingСкачать
Монтаж и демонтаж подшипников SKF - Радиально-упорные шарикоподшипникиСкачать
Как выбрать подшипник качения? Роликовый или шариковый.Скачать
