Конструкция подшипниковых опор в редукторах Схемы установки подшипников качения в опорах

Валы фиксируют в опорах от возможных смещений при действии на них осевых нагрузок. Для предотвращения заклинивания тел качения, связанного с удлинением вала при нагреве или неточностью изготовления деталей подшипникового узла, применяют две схемы установки подшипников в опорах.

Рис. 5. Вал с фиксированной (А) и плавающей (Б) опорами

В первой схеме используются как “фиксированная” так и “плавающая” опоры, а другая схема предусматривает фиксацию опор по схеме “враспор”. Конструктивная схема вала с “фиксированной” и “плавающей” опорами представлена на рис. 5. В данной конструкции правый подшипник (А) является фиксированным, т.е. он жестко крепится как на валу, так и в корпусе опоры.

Левый подшипник (Б) является “плавающим”. При этом его внутреннее кольцо жестко крепится на валу в осевом направлении с помощью разрезного кольца. Внешнее кольцо подшипника может свободно перемещаться вдоль цилиндрической поверхности стакана, жестко закрепленного в корпусе. При этом подшипник устанавливается в стакан по посадке с зазором и имеет значительный осевой зазор « a » относительно фланца крышки. Обычно за плавающую опору принимают такую, на которую воздействуют меньшие радиальные нагрузки.

Для увеличения жесткости фиксирующей опоры, а также в передачах с реверсивными режимами работы в опоре устанавливают два радиально-упорных роликовых подшипника (рис. 6).

Рис.6. Правый подшипник – плавающий

В узлах с фиксацией подшипников “враспор” наружные кольца подшипников упираются в торцы крышек, а внутренние кольца – в буртики на валу (рис.7). При повышении температуры длина вала увеличивается, а зазоры в подшипниках уменьшаются. Во избежание защемления тел качения подшипника при температурных расширениях предусматривают осевой зазор « a », который должен быть немного больше максимального температурного удлинения вала l, определяемого из соотношения l = ,

где =12.10^-6 ( 1/ град) - коэффициент линейного расширения стали;

t₀ – начальная температура вала ⁰С; t₁ – рабочая температура вала ⁰С;

l - расстояние между центрами подшипниковых опор.

Величина осевого зазора « а » = (0,2…0,5) мм. Зазор регулируют с помощью тарированных прокладок « б », устанавливаемых между торцевыми поверхнос-тями корпуса редуктора и крышками подшипникового узла (рис. 7).

Рис. 7. Регулировка тарированными прокладками « б »

К онструкция общей опоры «1 » для соосно расположенных валов 1 и 3 применяется в двухступенчатом цилиндрическом соосном редукторе (рис.8). Рис. 8. Схема соосного редуктора

При этом в опоре устанавливаются разные по габаритам подшипники для быстроходного и тихоходного валов. Валы при этом устанавливаются «враспор».

Конструктивные варианты общей опоры в соосном редукторе представлены на рис.9. В варианте «а» обработка отверстий в корпусе редуктора под подшипники соосных валов проводится с двух сторон с образованием упорных заплечиков. Такой способ установки создает трудности при обработке. Расточка отверстий упрощается при выполнении сквозных отверстий по диаметру большего подшипника (вариант «б»).

Рис. 9. Конструктивные варианты общей опоры

Для установки подшипника с меньшим диаметром применяется специальное кольцо, которое фиксируется в корпусе с помощью выступа. В этом случае корпус опоры должен быть разъемным. При установке кольца без выступа (вариант «в») упрощается обработка сопрягаемых деталей, корпус опоры может быть неразъемным. Однако в этом случае соосно расположенные валы образуют общую систему и при расчетах подшипников одного вала необходимо учитывать осевые силы, действующие на него со стороны другого вала.

Система смазки подшипников влияет на их работоспособность и долговечность. При окружных скоростях колес V 4 м/с вращающиеся зубчатые колеса разбрызгивают картерное масло, которое попадает на тела качения и беговые дорожки колец подшипников. Конструкция подшипникового узла при этом должна быть открытой со стороны внутренней полости редуктора (рис.10).

Рис. 10. Открытые Рис.11. Подшипниковые узлы с подшипниковые узлы маслоотражательными кольцами

Для защиты подшипников от обильных струй масла в быстроходных косозубых или червячных передачах используют защитные или маслоотражательные кольца (рис. 11). IIpи окружных скоростях зубчатого колеса V < 4 м/с предусматривают смазку подшипников пластичными смазочными материалами ( например - ЦИАТИМ – 201, ЦИАТИМ – 203). Конструкция подшипникового узла при этом предусматривает наличие уплотнения (мазеудерживающего кольца) со стороны внутренней полости редуктора, исключающего вытекание смазочного материала (рис.12)

Рис.12. Подшипниковый узел с мазеудерживающим кольцом

Уплотнение подвижных соединений применяют для герметизации входных и выходных валов машин. Уплотнения предупреждают утечку масла из редукторов и защищают внутреннюю полость корпуса от пы­ли, влаги и т.д. Уплотнения разделяются на контактные и бесконтакт­ные. К чис­лу контактных уплотнений (рис. 13.в) относят сальники, манжеты, торцовые уплотне­ния и т.д.

a b

Рис. 13. Подшипниковые узлы с уплотнениями: отгонной резьбой (а), резиновыми манжетами (в)

В бесконтактных уплотнениях контакт между подвижными частями отсутствует, а уплотнительный эффект достигается с помощью центробежных сил, или гидродинамических явлений, возникающих при вращении вала. К этим уплотнениям можно отнести лабиринтные, отгонные резьбы, (рис. 13.а) и др.

Контактные уплотнения обеспечивают более высокую герметичность. К их недостаткам следует отнести ограничения окружных скоростей вращающегося вала и повышенную изнашиваемость из-за наличия трения в зоне контакта. \