1.2 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, 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 колёс и т.д.

Схемы с фиксированной и плавающей опорами представлены на рисунках 2,а и 2,б. Вал зафиксирован в одной (левой на рисунке) опоре: в схеме 2,а - одним подшипником; в схеме 2,б —двумя однорядными подшипниками. В плавающей опоре применяют обычно радиальные подшипники. Эти схемы применяют при любом расстоянии l между опорами вала. Схему 2,б характеризует большая жёсткость фиксирующей опоры, особенно в случае применения в одной опоре двух радиально-упорных подшипников с большими углами контакта.

Рис. 2 Способы осевого фиксирования валов

Назначая фиксирующую и плавающую опоры стремятся обеспечить примерно равную нагруженность подшипников и наименьшие силы трения в плавающей опоре, так как при температурных колебаниях плавающий подшипник под нагрузкой перемещается в осевом направлении на величину удлинения (укорочения) вала, что приводит к износу поверх­ность корпуса. Поэтому при действии на опоры вала только радиальных сил в качестве плавающей выбирают менее нагруженную опору. Однако, если выходной конец вала соединяют муфтой с валом другого узла, в качестве фиксирующей принимают опору вблизи выходного конца вала.

В схемах 2,в «враспор» и 2,г «врастяжку», 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.

Схема 2,в установки подшипников «враспор» конструктивно наиболее проста. Её широко применяют при относительно коротких валах. Не рекомендуется применять радиально-упорные подшипники с углом контакта . При установке в опорах радиальных подшипников отношение . Для опор с радиально-упорными подшипниками соотношение между величинами l и d является более жёстким и не должно превышать , так как эти подшипники более чувствительны к изменению осевых зазоров. Меньшие значения относят к роликовым, большие - к шариковым радиально-упорным подшипникам.

Из-за увеличения длины вала осевые зазоры в подшипниках схемы 2,в 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... 1,0 мм.

При установке вала по схеме 2,г «врастяжку» вероятность защемления подшипников вследствие температурных деформаций вала меньше, так как при увеличении длины вала осевой зазор в подшипниках увеличивается. Расстояние между подшипниками может быть несколько больше, чем в схеме 2,в. Для подшипников шариковых радиальных ; шариковых радиально-упорных ; конических роликовых . Более длинные валы устанавливать по схеме 2,г не рекомендуют, так как вследствие температурных деформаций вала могут появиться большие осевые зазоры, недопустимые для радиально-упорных подшипников.