1427 / MU_po_kursovomu_Proekt_nestand_tekhn_oborud_VRP

машин , как правило изготавливают из оловянистых и кадмиевых бронз, реже из железистых и алюминиевых бронз. Допускаемые контактные давления можно принимать в 1,25 раза больше чем для аналогичных материалов подшипников скольжения. Подача смазки в основном выполняется подводом в карманы между втулками. По краям втулок устанавливают резиновые или фетровые грязесъёмные кольца для защиты поверхностей скольжения от абразивной пыли.

Рис. 6.5.2.. Схемы колонных гидравлических прессов

82

Вмалонагруженных механизмах и механизмах приборов втулки изготавливают в основном из различных пластмасс (фторопласт, капрон и т. п.).

Очень широкое применения находят в последние годы цилиндрические направляющие скольжения в различных ремонтно-строительных механизмах для резки керамической плитки, тонкого металла, стекла и в бытовых приборах. Ряд машиностроительных фирм серийно выпускает направляющие скольжения в комплекте с опорными плитами и смонтированными на них салазками на различные стандартные длины перемещения для относительно небольших нагрузок (их можно приобрести даже в розничной продаже).

Взаключение данного раздела отметим, что гидро- и пмевмоцилиндры, стоечные амортизаторы, плунжерные насосы и т. п. – это разновидность, или использование цилиндрических направляющих.

6.6.Направляющие поворотных механизмов

Направляющие поворотных механизмов (поворотных столов и план-

шайб) выполняют плоскими на опорах скольжения и качения. Форма направляющих практически не отличается от приведенной выше. Для станочного оборудования применяют в основном направляющие скольжения, а для поворотных механизмов грузоподъёмных машин, монтажных столов и подъёмноповоротных механизмов - направляющие качения. На рис.6.6.1 показаны различные варианты исполнения направляющих качения опорно - поворотных кругов строительных кранов.

Рис. 6.6.1. Шариковые и роликовые опорно-поворотные круги: а – однорядный шариковый круг; б – двухрядный шариковый круг с симметричным расположением шаров; в – однорядный роликовый круг

Кольца поворотных кругов изготавливают из качественной высокоуглеродистой стали, причём кольцевые проточки (дорожки) подвергают пламенной закалке и полируют. В качестве элементов качения используют стандартные шары и ролики, которые серийно выпускаются отечественными подшипниковыми заводами. Между телами качения размещают стальные сепараторы. Радиаль-

83

ные зазоры принимают 0,5…1,4 мм и осевые зазоры 0,3…0,5 мм на 1000мм диаметра опорного кольца.

В подъёмно-транспортных машинах опорно – поворотные круги частично стандартизированы ведомственными нормалями. На рис. 6.6.2 показан стандартизированный поворотный круг и в табл. 6.6.1 габаритные размеры и несущая способность кругов.

Однорядные круги (рис. 6.6.1, а) целесообразно использовать при относительно малых нагрузках. При значительных нагрузках большее распространение находят двухрядные круги. Оба ряда тел качения могут располагаться симметрично, так, чтобы углы контакта шаров с беговыми дорожками составляли 450 (рис. 6.6.1, б), либо несимметрично и с разными углами контакта. При очень больших нагрузках применяют роликовые круги с перекрёстными роли-

ками (рис. 6.6.1, в).

Рис. 6.6.2. Стандартизированный поворотный круг

84

Для облегчения сборки и разборки однорядных кругов одно из колец выполняют разъёмным (технологически для изготовления - это довольно сложная операция).

Распределение давления на шары и ролики зависит от точности изготовления и податливости опорных колец поворотной и неповоротной части проектируемой машины, упругих деформаций тел качения, из размеров и зазоров.

Деформация поворотной части машины должна быть больше деформации неповоротной части во избежание заклинивания нижнего ряда шаров – отсюда возникает требование по обеспечению повышенной жёсткости неповоротной части машины.

Давление на шар опорно-поворотного устройства определяют по эмпирической формуле:

качения для данного диаметра тела качения). Коэффициентом 0,7…0,8 учитывается неравномерность распределения давления на тела качения. Формула справедлива если материал колец и его твёрдость соответствуют кольцам подшипников качения. При невозможности исполнения данного требования по технологическим возможностям изготовления - допускаемое контактное давление принимают по материалу и твердости колец, из которого они будут изготовлены.

Рис. 6.6.3. Варианты установки поворотной колонны

85

Сопротивление вращению круга с учётом сопротивления качения на беговой дорожке, сопротивления трения между телами качения и сепаратором и т. д. составляет примерно 10% от величины суммарной нагрузки на тела качения.

При расчёте поворотных кругов, выполненных на опорах скольжения, справедливы выкладки, приведенные выше для направляющих скольжения. Реакции опор должны быть рассчитаны более тщательно, поскольку в большинстве случаев использование поворотных кругов предусматривает значительные консольные нагрузки на поворотную часть машины.

На рис. 6.6.3 в качестве примера показан относительно длинный вал поворотной колонны, установленный в радиальном сферическом подшипнике и в упорном однорядном шарикоподшипнике. На вал действует радиальная и осевая нагрузка постоянного направления.

Вариант а) вообще неработоспособен, поскольку не предусмотрен тепловой зазор в радиальном подшипнике. Вариант б) также неработоспособен, поскольку осевая нагрузка приходится сначала на радиальный подшипник, а упорный подшипник может оказаться вообще не нагруженным. Вариант в) является наиболее рациональным.

7. Конструирование и расчёт опорных узлов с подшипниками качения

Практически во всех курсовых проектах машин технологического оборудования присутствуют опорные узлы валов и осей с подшипниками качения. Неправильный выбор конструкции подшипникового узла может привести к полной неработоспособности машины (см. рис. 6.3.3). Ниже приводятся практические рекомендации по установке подшипников при различных видах нагружения и конструированию подшипниковых узлов.

7.1. Крепление подшипников на валах

Основным способом крепления подшипников на валу является затяжка внутренней обоймы подшипников гайкой. Такое крепление обеспечивает точную осевую фиксацию подшипника, надежно страхует от проворота внутренней обоймы на валу и позволяет устанавливать подшипник на вал с небол ь- шим натягом без опасности смятия и разбивания посадочной поверхности вала.

Наиболее сильную затяжку обеспечивает упор в заплечик или буртик на валу (рис. 7.1, а), в промежуточную втулку (вид б) или в насадную деталь, в свою очередь, опирающуюся на заплечик или буртик.

Широко распространена затяжка подшипника на валу через насадную деталь (вид в) и установка подшипника между дистанционными втулками (вид г), стягиваемыми гайкой.

При упоре в кольцевой стопор (вид д) осуществить силовую затяжку невозможно из-за опасности среза стопора или выжимания его из канавки.

86

но или строго выдерживать расстояние между канавками стопоров, или применять калиброванные промежуточные шайбы (вид м).

В слабонагруженных подшипниковых узлах иногда ограничиваются посадкой подшипников на вал с натягом до упора в фиксирующий буртик (вид н). Этот способ не исключает возможности смещения подшипника с вала при ослаблении натяга. Правильнее в таких случаях застраховать подшипник от сдвига с помощью кольцевою стоп ора (вид о).

Фиксация концевого подшипника шайбами, подкладываемыми под болты, расположенные на периферии торца вала (вид n), а также планкой (вид р) не обеспечивает затяжки, так как во избежание перекоса крепящие элементы должны прилегать к торцу вала.

Почти вышли из употребления способы фиксации подшипников полукольцами, стянутыми пружинными разрезными кольцами (вид с) и установочными кольцами с нажимными винтами (вид т) Последний способ иногда еще применяют для установки подшипников на гладком валу при необходимости perулирования осевого положения подшипников.

7. 2.Установка подшипников с коническим посадочным отверстием

Промышленность выпускает подшипники с коническим внутренним отверстием (конусность 1 :12, центральный углом конуса а ~ 50) для установки на гладких валах с помощью разрезной закрепительной втулки с конической наружной и цилиндрической внутренней поверхностями (рис. 7.2, а). Подшипник затягивают на втулке гайкой, благодаря чему создается необходимый для фиксации подшипника натяг между внутренней поверхностью подшипника с одной стороны и закрепительной втулкой и валом — с другой.

Подшипники этого типа имеют следующие недостатки:

- незначительно ухудшается центровка вала из-за добавочной посадочной поверхности; -возможна перетяжка подшипника, вызывающая уменьшение зазора между

телами качения и обоймами; сильная перетяжка может привести к заклиниванию тел качения.

Рис. 7.2. Установка подшипников с коническим отверстием

В то же время использование данных подшипников даёт существенный экономический эффект, когда требуется по конструкции многоопорный ма-

88

лооборотный вал длиной несколько метров (иногда десятков метров из участков, соединяемых муфтами). Можно использовать в виде заготовки для вала калиброванный (холоднотянутый шлифованный пруток) и на него устанавливать данные подшипники, поскольку на требуются буртики на валу и подшипники можно крепить на монтаже с необходимой регулировкой по длине вала.

В отдельных случаях подшипники с коническим посадочным отверстием применяют для регулирования зазора между телами качения и обоймами, выбирания зазора в телах качения, увеличивающегося в результате износа, и, наконец, как средство создания предварительного радиального натяга.

На рис. 7.2, б изображено крепление конусного подшипника непосредственно на валу с конической посадочной поверхностью, на виде в – на ступенчатом цилиндрическом валу с промежуточной конусной втулкой.

Стрелки на рисунках показывают направление осевых сил, при котором возможно защемление подшипников.

Перетяжку подшипников при монтаже можно предотвратить затяжкой подшипника динамометрическим или предельным ключом с последующей фиксацией гайки контргайкой (вид г) или затяжкой подшипника на калиброванные шайбы (виды д, с), ограничивающие перемещение затягивающей гайки. Введение калиброванных шайб позволяет подшипнику воспринимать осевые силы в любом направлении.

7.3. Установка подшипников в корпусах

Способы установки подшипников в целых корпусах (осевая сборка) показаны па рис. 7.3. В тяжелонагруженных oпopax наружную обойму подшипника затягивают гайками с упором на буртик (вид а) или распорную втулку (вид б), жестко зафиксированную в корпусе. Затяжка на кольцевые стопоры (вид в) слабее. В конструкции г стопор усилен заключением в чашечную шайбу.

В концевых установках подшипники фиксируют с помощью крышек. В зависимости от глубины l гнезда и толщины уплотнительной прокладки 1 (вид д) можно получить установку с зазором s или с натягом (вид е, ж)

Глухие крышки обычно не центрируют, крышки, несущие уплотнения (вид з), центрируют по посадочной поверхности.

При установке во внутренних стенках, перегородках, диафрагмах и т д подшипники фиксируют с помощью дисков (виды и—л) обычно с небольшим осевым зазором (s = 0,1—0,2 мм). При необходимости беззазорной фиксации вводят калиброванные шайбы 2 (вид м). Затяжку выполняют, предусматривая между диском и корпусом зазор t = 0,05 ~ 0,1 мм (вид и).

Вместо дисков нередко применяют о тдельные шайбы 3 (вид о). Если шайбы притянуты к торцовым поверхностям корпуса вплотную (и с небольшим зазором по отношению к подшипнику), то опасность перекоса шайб и подшипника отсутствует, несмотря на затяжку в нескольких точках.

89

В легконагруженных опорах при отсутствии осевых сил применяют фиксацию с помощью пластинок 4 (вид п) с разводными концами, заводимых в осевые канавки на посадочном отверстии.

Рис. 7.3. Крепление подшипников в корпусах

90

Широко применяют фиксацию пружинными кольцевыми стопорами. Для облегчения монтажа стопоры обычно уст анавливают с зазором s = 0,1 -0,2 мм (вид р). При необходимости беззазорной фиксации вводят калиброванные шайбы 5 (вид с) или применяют конические стопоры (вид т).

7.4. Крепление подшипников разрезными кольцами

Очень удобен, особенно в концевых установках, способ фиксации с помощью разрезных пружинных колец, заводимых в канавки на наружной обойме подшипника (радиальные шариковые подшипники с канавками выпускаются серийно).

Обычно кольцо затягивают между корпусом и крышкой (или диском). Выточку под кольцо делают в корпусе (рис. 7.4, а) или, предпочтительнее, в крыше (вид б).

Рис. 7.4. Крепление подшипников с помощью разрезных пружинных колец

Этот способ не обеспечивает беззазорную фиксацию (остаётся невыбранным зазор между стопорным кольцом и стенками канавки в наружной обойме подшипника). Действующие на подшипник осевые силы воспринимаются стопорным кольцом, несущая способность которого ограничена.

Беззазорную фиксацию обеспечивает затяжка на торец наружной обоймы (вид в). Выдерживая необходимые осевые размеры или устанавливая упругие прокладки, можно обеспечить некоторую затяжку подшипника. Осевая нагрузка в одном направлении воспринимается крышкой, а в другом – стопорным кольцом. Парные установки с зеркально расположенными подшипниками, закрепленными этим способом, могут нести большие осевые нагрузки в обоих направлениях. Крышки, несущие уплотнения, обычно центрируют по наружной обойме подшипника (вид г). Подшипники с канавками на наружной обойме можно фиксировать также с помощью полуколец 1, 2 (вид д) или шайб 3, заводимых в канавку (вид е).

7.5. Схемы установки подшипников качения

91