Підшипники кочення (стр. 3 из 5)
Рис.16. Фіксування валів-черв'яків від осьових зсувів за схемою „врозпор”
За схемою „врозпор” не рекомендується встановлювати радіально-упорні підшипники з великим кутом контакту (α > 180). У цьому випадку, а також при великих температурних деформаціях вала для закріплення вала-черв'яка в корпусі використовують схему з однією фіксуючою і однією „плаваючою” опорами.
На рис.17, а–в показані найбільш поширені варіанти виконання фіксуючої опори вала-черв'яка. Радіально-упорні однорядні підшипники сприймають осьове навантаження в одному напрямку, тому для фіксації вала в обох напрямках у фіксуючій опорі необхідно встановити два таких підшипника (рис.17, а).
Найчастіше підшипники фіксуючої опори встановлюють в стакані (рис.17, б ), який потім закріплюють в корпусі. Наявність стакана спрощує встановлення вала-черв'яка. Під час складання черв'як встановлюють в корпусі найчастіше через отвір під підшипник. Інколи діаметр отвору менше за діаметр вершин витків черв'яка і процес складання стає неможливим. В цьому випадку діаметр отвору можна збільшити шляхом встановлення підшипників фіксуючої опори в стакан.
Застосування підшипника з упорним бортом на зовнішньому кільці (рис.17, в) значно спрощує конструкцію (отвір в корпусі без буртика, стакан відсутній). Встановлення підшипників за рис.17, в характеризується великою жорсткістю.
Для того, щоб попередньо комплект вала-черв'яка разом з підшипниками можна було вставити в стакан або в корпус, передбачають проміжок с ≥ (1÷2) мм.
Фіксування від осьових зсувів за схемою „врозпор” застосовують при очікуваній різниці температур черв'яка і корпуса до 20оС і відносно коротких валах. Наприклад, при встановлюванні вала d = (30÷50) мм на кулькових радіально-упорних підшипниках відношення l/d ≤ 8, на конічних роликових – l/d ≤ 6.
Підшипники фіксуючої опори регулюють набором тонких металевих прокладок 1, які встановлюють під фланець кришки підшипника (рис.17). Замість регулюючих прокладок інколи між зовнішніми кільцями підшипників встановлюють точно підігнане за довжиною кільце К.
1.1.6 Конструювання „плаваючих” опор
„Плаваючими” називають вали, обидві опори яких „плаваючі”. „Плаваючою” вважається опора, котра дозволяє валові при підвищенні температури подовжуватись без обмежень, тому що зовнішнє кільце підшипника не закріплене у осьовому напрямку. В цьому випадку забезпечується можливість самовстановлення „плаваючого” вала відносно іншого вала, який зафіксовано від осьових зсувів. Таке самовстановлення необхідне у шевронних або косозубих передачах, що представляють собою розділений шеврон. При виготовленні коліс зазначених передач можлива похибка кутового розташування зуба одного напівшеврона відносно зуба іншого. Ця похибка призводить до того, що спочатку в зачеплення входять зубці тільки одного напівшеврона. Осьове зусилля, яке виникає на цьому напівшевроні, намагається зсунути колесо разом з валом повздовж осі. Якщо опори дозволяють, то вал під дією осьової сили пересувається в таке положення, при якому в зачеплення ввійдуть зубці обох напівшевронів, а осьові сили зрівноважаться. Як опори “плаваючих” валів застосовують радіальні підшипники. Найчастіше використовують підшипники з короткими циліндричними роликами. У випадку застосування цих підшипників значно зменшується сила, потрібна для осьового зсуву вала. Усувається зношення корпусних деталей у місці встановлення підшипника, тому що осьове „плавання” вала забезпечується зсувом внутрішніх кілець підшипників сумісно з комплектом роликів відносно зовнішніх кілець.
Осьова фіксація вала в цьому напрямку здійснюється не в опорах, а в зубцях шевронних коліс.
На рис.18 показана конструктивна схема опор „плаваючих” валів. Тут внутрішні кільця підшипників закріплені на валу, а зовнішні – в корпусі. Одним з недоліків цієї схеми є необхідність виготовлення канавок в корпусі для встановлення кілець, які утворюють упорний буртик.
Рис.18. Конструктивна схема опор “плаваючих” валів з канавкою в корпусі
Цього недоліка не має схема, надана на рис.19. В цій схемі внутрішні кільця підшипників закріплені упором в буртик вала. Зовнішні кільця мають вільне осьове переміщення на величину проміжка Z у бік кришки підшипника (Z = 0,5÷0,8 мм).
Рис.19. Конструктивна схема опор з упором внутрішнього кільця в буртик вала
Величина проміжка Z залежить від розмірів і точності виготовлення сполучених зубчастих шевронних коліс, точності їхнього складання. Приведена на рис.19 - схема відповідає моменту складання передачі. Переміщення в корпусі обмежується бортами обох кілець підшипників.
На рис.20 показане положення деталей підшипника під час роботи передачі. Спочатку ролики підшипників зсувають зовнішні кільця на деяку величину у бік кришок. При цьому проміжок S зменшується і в подальшому за рахунок теплових деформацій вала повністю компенсується. Таким чином зовнішні кільця знаходять своє положення і лишаються нерухомими.
Осьове „плавання” вала відбувається за рахунок зсува внутрішніх кілець разом з роликами відносно зовнішніх кілець. При цьому між роликами і бортом зовнішнього кільця під час „плавання” вала утворюється осьовий проміжок S, котрий при роботі зменшується в деяких межах, які визначаються точністю виготовлення зубців зубчастих коліс
Перевагою такої схеми є можливість регулювання початкової величини осьового зміщення зовнішнього і внутрішнього кілець підшипника.
Регулювання здійснюється набором металевих компенсаторних прокладок 4, які встановлюються під фланці обох кришок підшипників (рис.19). В наслідок регулювання можна досягти точного взаємного розташування зовнішнього і внутрішнього кілець підшипників. Розміри деталей вузла, які впливають на осьове положення кілець, можуть бути виконані за вільними допусками.
1.1.7 Конструювання опор валів, розташованих співвісно
Такі опори зустрічаються в співвісних циліндричних редукторах, у яких на внутрішніх стінках корпусу поряд розташовані різні за габаритами підшипники співвісних валів (рис.21): один з них є опорою швидкохідного вала, а другий – тихохідного.
На рис.22, а показаний варіант, коли отвір під підшипники виконують безпосередньо на внутрішній стінці корпусу. Обробку отворів проводять з двох боків, утворюючи упорні буртики для підшипників у двох отворах, що ускладнює обробку. Але точність установки підшипників у цьому варіанті найбільш висока.
Процес розточення отвору можна зробити більш простим, якщо виконувати його наскрізним за зовнішнім діаметром більшого підшипника D2 (рис.22, б). Але для встановлення підшипника з меншим зовнішнім діаметром D1 необхідна додаткова деталь – кільце 3. Осьова фіксація цього кільця в корпусі виконується кільцевим виступом на зовнішній поверхні кільця, який входить у канавку корпуса. Підшипники встановлюють, спираючи на торцеві поверхні деталі 3. Тому точність виготовлення кільця 3 має бути високою. Для встановлення кільця корпус має бути роз’ємним. Кільце 3 можна зробити без фіксуючого виступу (рис.22, в). В цьому випадку спрощується і обробка отвору корпуса, і конструкція кільця. Але оскільки співвісно розташовані вали утворюють загальну систему, при розрахунку підшипників одного вала необхідно враховувати осьові сили, які діють на нього з боку іншого вала.
При встановленні кільця 3 перевага віддається варіанту, показаному на рис.22, в.
Регулювання осьових проміжків під час складальних операцій опор за рис.21, а, б виконують незалежно для кожного вала, а при складанні опор за рис.21, в – водночас для чотирьох підшипників обох валів.
1.1.8 Конструювання стаканів
Конструкція стакана визначається схемою розташування підшипників (рис.23, а–г). Стакани виконують литими з чавуна марки СЧ15. Товщину стінки δ приймають в залежності від діаметра отвору D під підшипник за таблицею 5.
Рис. 23. Конструкція стаканів
Таблиця 5. Залежність товщини стінки δ від діаметра отвору D
| D | До 52 | Понад 52 до 80 | Понад 80 до 120 | Понад 52 до 170 |
| δ | 4...5 | 6...8 | 8...10 | 10...12,5 |
Товщина упорного буртика δ1 і товщина фланця δ2 (рис.23, а-г) дорівнюють:
; 
.Висоту упорного буртика t погоджують з розміром фаски зовнішнього кільця підшипника та можливістю його демонтажа за допомогою гвинтового знімача.
Діаметр d і число гвинтів z для кріплення стакана до корпусу вибирають за табл. 6.
Таблиця 6. Діаметр і кількість гвинтів для кріплення стаканів
| D | 40...62 | 63...95 | 100...145 | 150...220 |
| d | 6 | 8 | 10 | 12 |
| Число гвинтів, z | 4 | 6 | ||
Приймаючи с≈d,
отримаємо мінімальний діаметр фланця стакана Dф : 
.