3. Установка подшипников

В зависимости от способности предотвращать смещение вала в осевом направлении опоры с радиальными и радиально-упорными подшипниками качения делятся на фиксирующие и плавающие. Фиксирующие опоры ограничивают осевое перемещение вала в одном или двух направлениях. Плавающие опоры позволяют валу смещаться в определённых пределах в осевом направлении в обе стороны. Фиксирующие опоры воспринимают как радиальные, так и осевые нагрузки, плавающие – только радиальные.

Установка вала с использованием фиксирующей и плавающей опоры показана на рис. 5 [2].

В фиксирующей (левой) опоре, выполненной по схеме 1а (см. рис. 5), применен один радиальный подшипник (например, шариковый однорядный, см. рис. 2, а). Внутреннее кольцо этого подшипника закреплено круглой шлицевой гайкой на валу, а наружное – в отверстии заплечиком корпуса и крышкой. В фиксирующей опоре по схеме 1б установлено два одинаковых шариковых радиальных однорядных (см. рис 2 а) либо радиально-упорных (шариковых или роликовых) подшипника (например, показанных на рис. 2, г или на рис. 3, е).

В плавающей (правой) опоре может быть использован радиальный подшипник. При применении шарикового радиального однорядного (см. рис. 2, а) либо двухрядного сферического (шарикового или роликового) подшипника (см. рис. 2 в, или рис. 3, д), закрепляют только его внутреннее кольцо на валу, например, пружинным упорным плоским кольцом; наружное кольцо свободно перемещается в отверстии корпуса. При использовании роликового радиального подшипника без бортов на одном из колец (см. рис 3, а), следует закреплять как внутреннее кольцо на валу, так и наружное в корпусе; требуемые осевые перемещения в этом случае происходят за счёт перемещения роликов относительно одного из колец подшипника.

При действии на опоры вала только радиальных сил плавающей рекомендуется делать менее нагруженную опору. Если опоры воспринимают помимо радиальных ещё и осевые силы, то в качестве плавающей выбирают опору, нагруженную большей радиальной силой.

Если на выходной конец вала устанавливается соединительная муфта, фиксирующей должна быть ближайшая к ней опора [2].

Схемы 1а и 1б применяют при любом расстоянии l_оп между опорами вала.

На рис. 6 показаны варианты установки вала с использованием двух фиксирующих опор, каждая из которых ограничивает перемещение в одном направлении [2].

Схема 2а (см. рис. 6), называемая установкой подшипников «враспор», конструктивно наиболее проста. Её применяют для валов сравнительно небольшой длины. При установке в опорах шариковых радиальных однорядных подшипников рекомендуется соблюдать соотношение l_оп ≤ (8…10)d. Для предотвращения защемления таких подшипников от температурных деформаций деталей вследствие нагрева при работе предусматривают зазор а_п, который должен лежать в пределах 0,2…0,5 мм. Требуемый зазор обеспечивается соответствующим выбором размеров корпуса и крышек подшипников или установкой между корпусом и фланцами крышек подшипников набора металлических прокладок необходимой толщины.

В опорах, выполненных по схеме 2а, могут быть применены также радиально-упорные подшипники. Для них рекомендуется принимать l_оп ≤ (6…8)d (большее значение относится к шариковым радиально-упорным однорядным подшипникам, меньшее – к роликовым коническим однорядным). Радиально-упорные подшипники весьма чувствительны к величине осевого зазора, поэтому требуют более точной регулировки. С этой целью используют либо набор регулировочных металлических прокладок (обычно толщиной 0,05; 0,1; 0,2; 0,4 и 0,8 мм), либо специальные регулировочные устройства [2].

При установке вала по схеме 2б, называемой установкой «врастяжку», вероятность защемления подшипников вследствие температурных деформаций меньше, так как удлинение вала приводит к увеличению осевого зазора. Однако следует помнить, что значительные осевые зазоры в радиально-упорных подшипниках недопустимы. Расстояние между подшипниками в этом случае может быть несколько больше, чем в схеме «враспор». Для шариковых радиальных однорядных подшипников обычно принимают l_оп ≤ (10…12)d; шариковых радиально-упорных однорядных – l_оп ≤ 10d; конических роликовых однорядных – l_оп ≤ 8d. Иногда при реверсивной нагрузке конические подшипники, установленные «врастяжку», собирают с небольшим натягом, который при работе под нагрузкой уменьшается до нуля, этим обеспечивается высокая долговечность подшипников и снижение шума; например, так рекомендуется устанавливать вал конической шестерни главной передачи ведущего моста автомобиля. Регулировку подшипников, установленных по этой схеме, обычно осуществляют только с одной стороны (например, левой на схеме 2б) круглой шлицевой гайкой с последующим стопорением её многолапчатой шайбой.