8.6. Конструирование подшипниковых узлов.
При предварительной конструктивной проработке были выбраны тип подшипника и класс точности, намечена схема установки подшипников.
8.6.1. Определение сил, нагружающих подшипник.
Определение радиальных реакций. Радиальная реакция подшипника считается приложенной к оси вала в точке пересечения с ней нормали, проведенной через середину контактной площадки. Для радиальных подшипников эта точка располагается на середине ширины подшипника.
Рисунок 8.7 Конструктивные размеры радиально-упорных подшипников качения.
Для радиально-упорных подшипников расстояние а между этой точкой и торцом подшипника может быть определено графически (рисунок 8.7) или аналитически по формулам:
подшипники шариковые радиально-упорные однорядные
,
подшипники роликовые конические однорядные
.
Ширину кольца В, монтажную высоту Т, параметр нагружения е, угол контакта , а также диаметры d и D выбирают по ГОСТу на подшипник.
Расстояние между точками приложения радиальных реакций при установке радиально-упорных подшипников по схеме враспор (рисунок 8.8, а)
,
по схеме врастяжку (рисунок 8.8, б)
.
Здесь lп – расстояние между торцами наружных колец подшипников; а – смещение точки приложения радиальной реакции от торца подшипника.
Рисунок 8.8Схема установки подшипников.
8.6.2. Регулирование подшипников.
Для нормальной работы подшипник необходимо, чтобы вращение колец было легкое, свободное. Важно также, чтобы в подшипниках не было чрезмерно больших зазоров. Известно, что чем больше радиальной зазор в подшипнике, тем не благоприятнее распределяется радиальная нагрузка между телами качения, шариками или роликами. Поэтому при конструировании подшипникового узла предусматривают различные способы регулирования подшипников, т.е. различные способы создания в подшипниках зазоров оптимальной величины.
В случае установки подшипника с фиксированной и плавающей опорой фиксирование вала осуществляется в одной опоре одним подшипником, регулировку этого подшипника не производят. Необходимый зазор создан при изготовлении подшипника.
Регулирование подшипников осевым перемещением наружных колец.
На рисунке 8.9. показано регулирование набором прокладок, устанавливаемых под фланец крышки подшипников. Для этой цели применяют тонкие металлические прокладки. Достаточно точную регулировку можно получить, составляя набор прокладок из ряда толщин: 0,1; 0,2; 0,4; 0,8 мм или используя два полукольца, которые устанавливают во фланец без снятия крышки.
Рисунок 8.9. Регулирование установки подшипников наружными кольцами.
Регулировка подшипников, установленных по схеме «враспор».
В случае применения закладных крышек регулирование радиальных подшипников можно производить установкой компенсаторного кольца 1 между торцами наружного кольца подшипника и крышки (рисунок 8.10). Для удобства сборки компенсаторное кольцо нужно устанавливать со стороны глухой крышки подшипника. При установки радиальных шарикоподшипников между торцом наружного кольца подшипника и торцом крышки подшипника оставляют зазор для компенсации тепловых деформаций а=0,2…0,5 мм. Этот зазор на чертежах сборочных единиц ввиду его незначительности на показывают.
Рисунок 8.10. Регулирование подшипников установленных «враспор».
Регулирование подшипников осевым перемещением внутренних колец.
На рисунке 8.11, а показано регулирование подшипников поджимом торцов шайбы 1. Между торцами вала и шайбы устанавливают набор тонких металлических прокладок 2. Шайбу крепят к торцу вала винтом или стопором.
На рисунке 8.11, б показана регулировка подшипников гайкой. После создания в подшипниках требуемого зазора шлицевую гайку стопорят многолапчатой шайбой. Для осуществления стопорения гайку необходимо установить так, паз на ней совпал по расположению с одним из отгибных выступов-лапок стопорной шайбы. В некоторых случаях выполнение этого условия приводит к нарушению регулировки.
Рисунок 8.11.Регулировка подшипников перемещением внутренних колец.