Выбор подшипников и схемы их установки

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 cooтношение между величинами l и d для них является более жестким и не должно превышать l/d = 6 … 8.  Меньшие значения относят 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 oceвой 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.

Более длинные валы устанавливать схеме 2б не рекомендуют, так как вследствие температурных деформаций вала могут появиться большие осевые зазоры, недопустимые для радиально-упорных подшипников.

« Назад [Выбор подшипников и схемы их установки] Далее »