ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУИРОВАНИЯ УЗЛОВ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ

Работоспособность подшипников качения зависит не только от правильного их подбора, но и от рациональной конструкции подшипникового узла. Чем чувствительнее подшипник к деформациям вала и перекосам, тем больше внимания уделяют конструктивной разработке подшипникового узла.

Подшипники устанавливают в жестких корпусах, стремясь избежать перекосов, которые могут возникнуть вследствие неправильной обработки посадочных мест или при монтаже.

Установку неподвижных колец подшипников осуществляют с более свободными посадками, чем вращающихся.

Чем больше нагрузка и меньше угловая скорость, тем выше должна быть плотность посадки. Желательно, чтобы вал с под­шипниками качения представлял собой статически определимую систему, так как в статически неопределимых конструкциях ничтожные смещения опор (например, в результате погрешностей монтажа) вызывают резкое возрастание нагрузок, действующих на подшипники.

При установке на валу нескольких радиальных подшипников один из них крепят на валу и в корпусе от осевого смещения (рис. 12.30). Все остальные выполняют плавающими в корпусе для компенсации теплового расширения вала и возможных ошибок монтажа. Плавающий подшипник перемещается в осевом направлении на величину удлинения (укорочения) вала, при этом не возникает температурных напряжений.

Рис. 12.30. Пример установки вала на шариковых радиальных подшипниках

(правый фиксирующий подшипник, левый — плавающий):

1 —канавочное уплотнение; 2 — мазеудержнвающее кольцо

При отсутствии осевых сил плавающим выполняют менее нагруженный радиальный подшипник, чтобы уменьшить трение от перемещения подшипника. Если на вал действует большая осевая нагрузка, то плавающим выполняют более нагруженный радиальными силами подшипник. При этом всю осевую нагрузку будет воспринимать подшипник, менее нагруженный радиаль­ными силами.

Короткие валы (см. рис. 12.28) с расстоянием между опорами l<8d (где d—наибольший диаметр вала), но с большими осевыми нагрузками устанавливают на радиально-упорных подшипниках враспор. Осевая регулировка таких подшипни­ков производится изменением толщины набора прокладок. В этом случае перепад температур вала и корпуса не должен превышать 20°.

Для длинных валов, нагруженных как радиальной, так и значительной осевой нагрузкой, оба радиально-упорных подшипника устанавливают враспор на одной опоре (рис. 12.31). Вторую опору выполняют плавающей.

Для создания самостоятельного сборочного комплекта вала с подшипниками в некоторых конструкциях подшипниковых узлов применяют чугунные стаканы (см. рис. 12.28). В подшипниковом узле вала-шестерни конической передачи стакан является обязательным, с его помощью производят регулировку зубчатого зацепления (см. рис. 12.29 и 6.38).

В зависимости от величины осевой нагрузки, скорости вра­щения и принятой конструкции подшипникового узла внутрен­ние кольца подшипников на валу крепят различными способами (рис. 12.32): посадкой с натягом (а), концевыми шайбами (б) круглыми шлицевыми гайками (в) и др.

Рис. 12.31. Пример установки вала на сдвоенных радиально-упорных шариковых подшипниках и плавающем радиальном шариковом подшипнике ( l — лабиринтно-канавочное уплотнение)

Рис. 12.32. Крепление подшипников на валу

Рис. 12.33. Крепление подшипников в корпусе

Наружные кольца подшипников закрепляют между упорным буртиком корпуса и торцом крышки (рис. 12.33, а), между крыш­кой и упорным пружинным кольцом l (рис. 12.33, б) и др.

Рис. 12.34. Лабиринтное уплотнение

В конструкциях с разъемными корпусами (рис. 12.33, в) наружные кольца подшипников крепят цельными кольцами 3 большого сечения и врезными крышками 2.

Для защиты от загрязнения извне и для предупреждения вытекания смазки подшипниковые узлы снабжают различными уплотняющими устройствами.

Широкое распространение получили манжетные уплотнения (см. рис. 12.28), которые применяют при окружных скоростях до 10 м/ сек.

Манжетные уплотнения обладают высокой надежностью и хорошими уплотняющими свойствами.

Войлочные (фетровые) уплотнения (см. рис. 2.27) устанавливают при скоростях до 5 м/сек.

Канавочные уплотнения (см. рис. 12.30) применяют для подшипниковых узлов, работающих в чистой среде при скоро­стях до 5 м/сек и консистентной смазке. Зазор в канавках заполняется смазкой.

Лабиринтные уплотнения (рис. 12.34) являются наиболее совершенными из всех средств защиты подшипниковых узлов. Являясь безконтактными, они пригодны для работы при любых скоростях. Зазор в лабиринтах заполняется консистентной смаз­кой независимо от вида смазки подшипника. В ответственных конструкциях применяют комбинированные уплотнения в различных сочетаниях, например, лабиринтно-канавочнсе уплотнение (см. рис. 12.31) и др.