Лабораторная работа 4

ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ПОДШИПНИКОВЫХ УЗЛОВ

Цель работы: изучить типовые конструкции подшипниковых узлов и познакомиться с основными рекомендациями по проектированию опор на подшипниках качения.

Настоящая работа выполняется после изучения конструкций подшипников качения.

1. Теоретическое обоснование

При конструировании подшипниковых узлов необходимо стремиться к тому, чтобы вал с опорами представлял собой статически определимую сис­тему. В статически неопределимых системах возможна значительная пере­грузка опор силами, которые весьма затруднительно оценить при расчетах, хотя по величине они могут во много раз превосходить расчетные нагрузки. Эти силы могут зависеть от перекоса колец подшипников; температурного удлинения вала; неправильной установки зазора или натяга в регулируемых подшипниках; проворачивания внутренних колец на валах; неправильно вы­бранных посадок колец; недостаточно надежного уплотнения подшипниково­го узла, приводящего к потере смазки; недостаточно качественного изготов­ления деталей узла; неточностей сборки и др. Хотя эти факторы определяют­ся не только конструкцией подшипникового узла, но и технологией изготов­ления и сборки, а также условиями эксплуатации, большинство из них необ­ходимо учитывать при конструировании опор.

2. Типовые схемы установки подшипников

Различают две группы валов: I) фиксированные в осевом направле­нии в опорах; 2) самоустанавливающиеся ("плавающие").

По способности фиксировать осевое положение вала опоры также раз­деляются на плавающие и фиксирующие. Плавающие опоры допускают осе­вое смещение вала в любом направлении (рис.1, схемы I, II). Фиксирующие опоры ограничивают осевые перемещения вала как в одном (см. рис.1, схемы Ш, IV), так и в обоих направлениях (см. рис.1, схемы I, II). Осевые нагрузки могут воспринимать только фиксирующие опоры. На схемах стрелками ука­заны направления воспринимаемых нагрузок. Величины осевых перемеще­ний валов в фиксирующих опорах зависят от собственного осевого зазора в подшипниках, способов крепления колец подшипников на валах и в корпу­сах, а также от собственной осевой жесткости подшипников.

Рис.1. Типовые схемы установки подшипников

"Плавающие" валы имеют возможность осевого перемещения в обоих направлениях. Примером плавающего вала является один из валов шеврон­ной зубчатой передачи (рис. 2). Самоустановка этого вала осуществляется по зубчатому зацеплению. Здесь излишняя связь в виде фиксирующей опоры привела бы к статической неопределимости системы.

В большинстве случаев валы должны быть зафиксированы в опорах от осевых перемещений. Такие валы можно подразделить на точно фиксируе­мые — валы конических зубчатых и червячных колес и не требующие точной фиксации – валы цилиндрических зубчатых колес.

Осевое фиксирование валов может осуществляться следующим образом (см. рис. I): фиксирование в одной (левой на рисунке) опоре подшипником (схема I) и двумя одинарными или одним сдвоенным подшипником (схема II); фиксирование в двух опорах одинарными подшипниками, установлен­ными "враспор" (схема Ш) или "врастяжку" (схема 1У).

Рис.2. Плавающий вал