Cтраница 1
Установка радиально-упорного подшипника с соприкасанием высоких бортов: а - до затяжки, б-после затяжки; о - смещение торцов колец до затяжки, обеспечивающее получение предварительного натяга.
До установки радиально-упорных подшипников осевой разбег составляет 8 - 10 мм. Зазор между деталями ротора и корпуса насоса должен быть по 4 - 6 мм на сторону.
Примеры установки радиально-упорных подшипников, обеспечивающей отсутствие защемления вала при его тепловом расширении, и методы регулировки этих подшипников иллюстрируют фиг.
При установке радиально-упорных подшипников необходимо учитывать линейное удлинение вала при повышении температуры, которое приводит к повреждению подшипника из-за уменьшения осевого зазора. Если расстояние между подшипниками 500 мм (по верхнему пределу), то в рабочем чертеже необходимо давать указание о регулировании подшипников в осевом направлении по наибольшему допустимому осевому зазору для данного типа подшипников. Регулирование осевого зазора производится перемещением наружных колец.
При установке радиально-упорных подшипников в обеих опорах червяка (рис. 21.5) возможно защемление тел качения в результате повышения температуры червяка.
При двух типовых вариантах установки радиально-упорных подшипников (рис. 4) плечи реакций получаются существенно различными (/ - (J / 2), что при нагрузке моментом предопределяет жесткость узла. При определении нагрузки на подшипник в случае парной установки учитывают осевую составляющую.
При двух типовых вариантах установки радиально-упорных подшипников (рис. 4) плечи реакций получаются существенно различными (li У что при нагрузке моментом предопределяет жесткость узла. При определении нагрузки на подшипник в случае парной установки учитывают осевую составляющую.
| Вал установлен на конических роликоподшипниках. крышки врезные.| Установка двух радиально-упорных подшипников, поставленных. |
На рис. 9.20 показаны две схемы установки радиально-упорных подшипников, поставленных враспор и врастяжку.
Для компенсации теплового удлинения вала при установке радиально-упорных подшипников следует брать приведенные в табл. 81 несколько расширенные значения осевого зазора.
Аналогичные посадки (за исключением посадки С3п) применяют при установке радиально-упорных подшипников.
L 400 мм показаны на рис. 12.25 и 12.27. При установке радиально-упорных подшипников в распор следует учитывать температурные удлинения вала, чтобы не было защемления тел качения. Конические роликоподшипники обеспечивают большую жесткость валов по сравнению с ра-диально-упорными шарикоподшипниками, но потери на трение в них в 3 - 4 раза выше. В связи с этим при больших частотах вращения червяка целесообразно применять радиально-упорные шарикоподшипники.
Страницы: 1
Для предотвращения заклинивания тел качения, вызываемого температурным удлинением вала или неточностью изготовления деталей подшипникового узла, применяют две основные схемы установки подшипников:
1) с фиксированной и плавающей опорой (рис. 9.9 - 9.13);
2) с фиксацией враспор.
По схеме 1 в одной опоре устанавливают подшипник, фиксирующий положение вала относительно корпуса в обоих направлениях; он жестко крепится в осевом направлении как на валу, так и в расточке корпуса (см. рис. 9.9). Опора А -
фиксирующая; она воспринимает радиальную и двустороннюю …
осевые нагрузки. Внутреннее кольцо второго подшипника Б
жестко (с помощью разрезного кольца) крепится на валу в осевом направлении; внешнее кольцо может свободно перемещаться вдоль оси стакана (опора Б -
плавающая). Для свободного перемещения внешнего кольца подшипника в стакане необходимо назначить соответствующую посадку с зазором, а также обеспечить соответствующий зазор (а).
В качестве плавающей опоры (Б) выбирают ту, которая воспринимает меньшую радиальную нагрузку (рис. 9.10, 9.11). При значительных расстояниях между опорами для увеличения жесткости фиксирующей опоры часто устанавливают два однорядных радиально-упорных шарикоподшипника (рис. 9.12) или два конических роликоподшипника (рис. 9.13). Такая установка характерна для червячных редукторов (для вала червяка).
Рис. 9.9. Вал установлен на радиальных подшипниках; правый – фиксированный,
левый – «плавающий»
Рис. 9.13. Червячный вал установлен на двух конических роликоподшипниках;
правый подшипник – «плавающий» (радиальный однорядный)
В узлах, спроектированных по схеме 2, наружные кольца подшипников упираются в торцы крышек, а торцы внутренних колец — в буртики вала (рис. 9.14, 9.15, 9.16).
Во избежание защемления тел качения от температурных деформаций предусматривают зазор (а ), превышающий тепловое удлинение
где a = 12×10 -6 - коэффициент линейного расширения стали 1/°С; t 0 — начальная температура вала и корпуса, o С: t 1 — рабочая температура вала и корпуса, °С; l - расстояние между опорами, мм.
Для радиальных шарикоподшипников при обычном перепаде температур вала и окружающей среды принимают а » 0,24¸0,5 мм. Регулируют зазор с помощью мерных прокладок (б) между торцовыми поверхностями корпуса и крышками (рис. 9.14). Схема 2 имеет ряд преимуществ: корпус может быть выполнен со сквозной расточкой с одной установки, без заплечиков, стаканов и уступов, что обеспечивает большую точность посадочных мест; число деталей в узле сокращается; удобен монтаж и регулировка узла. Следует отметить и недостатки данной схемы: необходимость назначения более жестких допусков на линейные размеры, возможность защемления тел качения при больших температурных деформациях.
В узлах на рис. 9.15, 9.16 подшипники крепят закладными крышками; необходимый зазор а регулируют компенсаторным кольцом б.
Рис. 9.14. Вал-шестерня установлен на радиальных подшипиках (враспор)
Рис. 9.15. Вал установлен на ралиальных подшипниках; крышки врезные
Рис. 9.16. Промежуточный вал редуктора установлен на радиальных шарикоподшипниках; крышки врезные
Рис. 9.17. Вал-шестерня установлен на радиально-упорных шарикоподшипниках (враспор)
Рис. 9.18. Вал конического редуктора установлен на конических роликоподшипниках, поставленных враспор
Схему 2 – с осевой фиксацией подшипников враспор - следует применять для сравнительно коротких валов, используя радиально-упорные шариковые или роликовые подшипники (регулируемые). Такие подшипники (без предварительного натяга) допускают регулирование осевых зазоров в необходимых пределах при их монтаже и в процессе эксплуатации. Тепловые удлинения вала не должны полностью выбирать осевые зазоры. Конструкция таких опор представлена на рис. 9.17, 9.18, 9.19. В узлах рис. 9.17, 9.18 осевой зазор регулируется комплектом металлических прокладок б толщиной 0,05-0,5 мм, установленных между корпусом (стаканом) и крышкой.
Регулировки осевого зазора в узле рис. 9.19 осуществляются винтом 1 , шайбой стопорной 2 и шайбой-упором 3.
Подшипниковые узлы с радиально-упорными подшипниками, поставленными враспор, рекомендуется применять при отношении l/d = 6¸8 (рис. 9.18, 9.19). Жесткость опор с радиально-упорными подшипниками в большой степени зависит от схемы установки их в узле.
На рис. 9.20 показаны две схемы установки радиально-упорных подшипников, поставленных враспор и врастяжку. При одинаковом размере Б величина опорной базы L 2 значительно больше L 1 . На рис. 9.21 представлен узел входного вала-шестерни конического редуктора: подшипники поставлены врастяжку. За счет увеличения базового размера L обеспечивается большая жесткость узла. Ориентировочно можно принимать L / l = 2¸З.
Рис. 9.19. Вал установлен на конических роликоподшипниках; крышки врезные
Рис. 9.20. Установка двух радиально-упорных подшипников, поставленных:
а – враспор, б – врастяжку
Рис. 9.21. Вал-шестерня на конических роликоподшипниках, поставленных врастяжку
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. 490) является несущей, а противоположная b - фиксирующей. Во избежание соприкосновения вращающихся и неподвижных элементов предусматривают осевые зазоры: s в корпусе и / на валу величиной несколько десятых миллиметра.
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. 473) является несущей, а противоположная Ъ - фиксирующей.
| Полярность полюсов.| Схема соединений электродвигателя с параллельным возбуждением.| Схема соединений электродвигателя с последовательным возбуждением. |
Для электродвигателей небольшой мощности нет необходимости в установке специального упорного подшипника; осевые нагрузки в таких случаях воспринимаются обычным радиальным шариковым подшипником.
У многоступенчатых активных турбин суммарное осевое усилие компенсируют установкой упорных подшипников. У турбин, у которых все ступени реактивные, возникают большие сдвигающие усилия, пропорциональные перепаду давления на лопатках и площади кольцевого сечения, занятого лопатками, включая выступы для их крепления. Эти усилия могут несколько снижаться в результате реактивного действия струй рабочего тела, движущегося между лопатками.
Конструкции гидромуфт разнообразны, поэтому разнообразны места расположения и способ установки упорных подшипников, место подвода и способ питания гидромуфт. Конструктор должен учитывать разнообразие этих факторов при расчете осевых сил.
Конические червяки увеличивают межосевое расстояние со стороны привода; при этом обеспечивается большее место для установки упорных подшипников. Сопротивление скручиванию у конического червяка больше, чем у цилиндрического, так как наиболее напряженная часть находится со стороны привода. При уменьшении диаметра червяка от загрузочной к выходной зоне процесс интенсифицируется, условия загрузки улучшаются.
При бурении скважин в мягких породах не возникает больших боковых усилий со стороны стенок скважины, поэтому нет необходимости в установке упорных подшипников, а высокие осевые нагрузки на забой свободно передают две промежуточные втулки через рабочие диски. Промежуточные втулки образуют подшипник с тремя поверхностями скольжения, проходящими между внутренней цилиндрической поверхностью корпуса и верхней втулкой, между цилиндрическими поверхностями верхней и нижней втулки, а также между цилиндрической поверхностью нижней втулки и горизонтальной осью. Таким образом, абразивный и контактный износ, возникающий в такой опоре, равномерно распределяется между всеми поверхностями, по которым происходит вращение подшипника, поэтому фактические радиальные зазоры, образованные износом, в конструкции этой опоры имеют незначительные размеры.
Из-за ограниченности выбора радиалыю-упорных подшипников во многих случаях применяют упорные подшипники (при п 500 - 1000 об / мин); большое распространение получила установка упорных подшипников с одной стороны, как показано на фиг.
Валы должны занимать вполне определенное положение в опорах, которые могут быть фиксирующие и плавающие.
В фиксирующих опорах ограничивается осевое перемещение вала в обоих направлениях, а в плавающих осевое перемещение вала в обоих направлениях не ограничивается.
Фиксирующая опора воспринимает радиальную и в любом направлении осевую нагрузку.
Плавающая опора воспринимает только радиальную нагрузку. В схемах на рис. 23.1 и 29.2 вал фиксируется в одной левой опоре одним или двумя радиальными или радиально-упорными подшипниками.
Рис. 23.1. Установка вала в фиксирующей и плавающей опорах
Схемы рис. 23.1 и 23.2 применяют при любом расстоянии между опорами, причем схема (рис. 23.2) характеризуется большей жесткостью фиксирующей опоры.
Осевая фиксация (рис. 23.1) широко применяется в коробках передач, редукторах и т.д. для валов цилиндрических зубчатых передач и приводов валов ленточных и цепных транспортеров.
Осевую фиксацию по схеме (рис. 23.2) применяют в цилиндрических, конических и червячных передачах.
Рис. 23.2. Установка вала
в технологичной фиксирующей опоре
При назначении фиксирующей и плавающей опор учитывают следующие рекомендации:
– подшипники обеих опор должны быть нагружены по возможности равномерно. Поэтому, если опоры нагружены кроме радиальной еще и осевой нагрузкой, то в качестве плавающей выбирают опору, нагруженную большей радиальной силой;
– при температурных колебаниях плавающий подшипник (вместе с валом) перемещается в осевом направлении, что под нагрузкой, изнашивает посадочную поверхность в корпусе. Поэтому, если на опоры действуют только радиальные нагрузки, то в качестве плавающей выбирают менее нагруженную опору;
– если выходной конец вала соединяется с другим валом муфтой, в качестве фиксирующей принимают опору в близи этого конца вала.
Применяют также схемы, в которых осевое фиксирование вала происходит в двух опорах, причем в каждой из них осевое перемещение вала ограничивается только в одном направлении.
Обе схемы (рис. 23.3, 24.4) применяют с определенными ограничениями и связано это с изменением зазоров в подшипниках вследствие нагрева при работе.
Из-за увеличения длины вала осевые зазоры в подшипниках (схема «враспор») еще больше уменьшаются.
Рис. 23.3. Установка вала «враспор»
Для исключения защемления вала в опорах предусматривают осевой зазор «а », величина которого должна быть несколько больше ожидаемой тепловой деформации подшипников и вала. Из опыта эксплуатации этот зазор устанавливают в пределах 0,2…0,5 мм . Конструктивно эта схема (рис. 23.3) наиболее проста и ее широко применяют при относительно коротких валах.
Рис. 23.4. Установка вала «врастяжку»
Поскольку радиально-упорные чувствительны к изменению осевых зазоров, то соотношение l/d можно брать более 10.
При установке вала «врастяжку» (рис. 23.4) осевой зазор в подшипниках при увеличении температуры вала увеличивается (вероятность защемления подшипников уменьшается). Поэтому расстояние между подшипниками можно брать несколько больше, а именно l/d = 8…10.
Более длинные валы по схеме «врастяжку» устанавливать не рекомендуется из-за возможности появления недопустимых для радиально-упорных подшипников осевых зазоров.
Схемы установки подшипников
В большинстве случаев валы должны быть зафиксированы в опорах от осевых перемещений. По способности фиксировать осевое положение вала опоры разделяют нафиксирующие и плавающие .
В фиксирующей опоре ограничено осевое перемещение вала в одном или обоих направлениях. Она воспринимают радиальную и осевую силы.
В плавающей опоре осевое перемещение вала в любом направлении не ограничено. Она воспринимают только радиальную силу.
В схемах на рис.6 вал зафиксирован в одной (левой на рисунке) опоре: в схеме на рис.6,а - одним подшипником; в схеме на рис.6,б - двумя однорядными подшипниками. В плавающей опоре применяют обычно радиальные подшипники. Эти схемы применяют при любом расстоянии l между опорами вала. Назначая фиксирующую и плавающую опоры, стремятся обеспечить примерно равную нагруженность подшипников и наименьшие силы трения в плавающей опоре
Рис.6. Схемы установки подшипников Рис.7. Схемы установки подшипников
В схемах на рис.7 - обе опоры фиксирующие.
Различают схемы «в распор» (рис. 7,а). В рассматриваемой конструктивной схеме каждая из опор ограничивает осевое перемещение вала только в одном направлении. Для этого торцы внутренних колец обоих подшипников упирают в торцы буртиков вала (или в торцы других деталей, расположенных на валу). Внешние торцы наружных колец подшипников упирают в торцы подшипниковых крышек (или в торцы других деталей, установленных в посадочном отверстии подшипникового гнезда корпуса).
Схема установки вала «в распор» конструктивно является наиболее простой. Она широко применяется для коротких валов (l/d = 6…8).
Для исключения защемления вала в опорах предусматривают осевой зазор «а », величина которого должна быть несколько больше ожидаемой тепловой деформации подшипников и вала. Из опыта эксплуатации этот зазор устанавливают в пределах 0,2…0,5 мм . Схема с фиксацией подшипников «в распор» удобна в монтаже, но требует жёстких допусков на линейные размеры и опасна возможным защемлением тел качения при нагреве.
При установке вала «в растяжку» (рис.7,б) наружное кольцо подшипника устанавливают с упором в торец заплечика корпусной детали - стакана. Дополнительное крепление кольца с противоположной стороны не делают. Осевой зазор «а »в подшипниках при увеличении температуры вала увеличивается (вероятность защемления подшипников уменьшается). Поэтому расстояние между подшипниками можно брать несколько больше, а именно l/d = 8…10. Более длинные валы по схеме «в растяжку» устанавливать не рекомендуется из-за возможности появления недопустимых для радиально-упорных подшипников осевых зазоров.
