8.1. КОНСТРУИРОВАНИЕ СТАКАНОВ

Толщина фланца δ2 ≈ 1,2δ (см. рис. 8.1). Высоту t упорного заплечика согласуют с размером фаски наружного кольца подшипника и возможностью его демонтажа винтовым съемником (см. рис. 7.11, 7.15).

Принимая C ≈ d, h = (1,0...1,2)d, получаем минимальный диаметр фланца стакана Dф = Da + (4...4,4)d.

Чтобы обеспечить сопряжение торцов фланца стакана и корпуса по плоскости, на наружной цилиндрической поверхности стакана перед торцом фланца выполняют канавку. На рис. 7.53, a, б показан профиль канавки на наружной поверхности стакана. Такие же канавки выполняют перед заплечиками стакана, по торцам которых устанавливают наружные кольца подшипников (см. рис. 7.53, в). Размеры канавок приведены в табл. 7.10.

Иногда на наружной поверхности стакана делают проточку для уменьшения длины точно обрабатываемого участка (см. рис. 8.1, в). Диаметр в месте проточки принимают на 0,5...1 мм меньше D a. Длину l точного участка выполняют равной ширине наружного кольца подшипника.

В стаканах обычно размещают подшипники вала конической шестерни (см. рис. 7.40–7.43) и фиксирующей опоры вала-червяка (см. рис. 7.46–7.48). Стаканы для подшипников вала конической шестерни перемещают при сборке для регулирования осевого положения конической шестерни. В этом случае применяют посадку стакана в корпус — H7/js6. Для неподвижных после установки в корпус стаканов применяют посадки H7/k6 или H7/m6.

8.2. КОНСТРУИРОВАНИЕ КРЫШЕК ПОДШИПНИКОВ

Крышки подшипников изготовляют из чугуна марок СЧ15, СЧ20. Различают крышки привертные и закладные.

Привертные крышки. На рис. 8.2 показаны основные конструкции привертных крышек, на рис. 8.2, а, б, г — так называемых глухих, а на рис. 8.2, в — с отверстием для выходного конца вала.

Форма крышки зависит от конструкции опоры вала. Чаще всего торец вала не выступает за пределы подшипника. Поэтому наружная поверхность крышки плоская (см. рис. 8.2, а–в). Если торец вала выступает за пределы подшипника, то крышку выполняют по рис. 8.2, г.

Чтобы поверхности фланца крышки и торца корпуса сопрягались по плоскости, на цилиндрической центрирующей поверхности перед торцом фланца выполняют канавку шириной b (см. табл. 7.10). Крышку базируют по торцу фланца, поэтому поясок l с центрирующей цилиндрической поверхностью должен быть небольшим, чтобы он не мешал установке крышки по торцу корпуса: l ≈ b (см. рис. 8.2, в).

При малой длине цилиндрической центрирующей поверхности допускается вместо канавки перед торцом фланца выполнять галтель постоянного радиуса.

Поля допусков диаметра центрирующего пояска приведены на рис. 8.2. Если в крышку подшипника встроено манжетное уплотнение, как это показано на рис. 8.2, в, то допуск на центрирующий диаметр D ужесточают.

Рис. 8.2

Определяющим при конструировании крышки является диаметр D отверстия в корпусе под подшипник. Ниже приведены рекомендации по выбору толщины δ стенки, диаметра d и количества z винтов крепления крышки к корпусу в зависимости от D:

Крышку (см. рис. 8.2, б) крепят винтами с цилиндрической головкой и шестигранным углублением под ключ. В этом случае толщину крышки принимают δ3 = Н + 0,88δ, где Н — высота головки винта.

Опорные поверхности под головки крепежных болтов или гаек чаще всего необходимо обрабатывать. Обрабатывают или непосредственно те места, на которые опирают головки винтов (см. рис. 8.2, a, б), или весь поясок на торце в зоне расположения головок винтов (см. рис. 8.2, в, г). С точки зрения точности и быстроты предпочтительнее токарная обработка (см. рис. 8.2, в, г), чем обработка опорных поверхностей на сверлильном станке. Размеры других конструктивных элементов крышки: δ1 = 1,28δ;

δ2 = (0,9...1)δ; Dф = D + (4...4,4)d; С ≈ d.

При установке в крышке подшипников манжетного уплотнения выполняют расточку отверстия так, чтобы можно было выпрессовать

Рис. 8.6

нить квадратной (рис. 8.6, в). Фланец крышки с шестью отверстиями можно конструировать по рис. 8.6, г. Чтобы не происходило значительного снижения жесткости и прочности фланца, при сокращении размера а не рекомендуютD переходить за окружность 0 центров крепежных отверстий. Исполнение фланцев крышек по рис. 8.6, б–г целесообразно при крупносерийном и массовом их производстве. Недостатком этих конструкций является прерывистая поверхность фланца, которая создает некоторые неудобства при его токарной обработке.

Закладные крышки. На рис. 8.7 показаны основные конструкции закладных крышек: глухих — рис. 8.7, a, б; с отверстием для выходного конца вала — рис. 8.7, в; с резьбовым отверстием под нажимной винт — рис. 8.7, г. Закладные крышки широко применяют в редукторах, имеющих плоскость разъема no осям валов. Эти крышки не требуют крепления к корпусу резьбовыми деталями: их удерживает кольцевой выступ, для которого в корпусе протачивают канавку. Чтобы обеспечить сопряжение торцов выступа крышки и канавки корпуса по плоскости, на наружной цилиндрической поверхности крышки перед торцом выступа желательно выполнять канавку шириной b. Размеры канавки на диаметре D принимают по табл. 7.10 (D = d).

Наружный диаметр крышки выполняют с такими отклонениями, при которых в сопряжении с корпусом крышка образует очень малый зазор, препятствующий вытеканию масла из корпуса. Толщину δ стенки принимают в зависимости от диаметра D отверстия под подшипник (см. с. 167).

Рис. 8.7

Размеры других элементов крышки: δ1 = (0,9...1)δ; S = (0,9...1)δ; С ≈ 0,5S;

l ≥ b.

Иногда торец крышки, контактирующий с подшипником, не совпадает с торцом выступа (см. рис. 8.7, б). Чтобы наружная цилиндрическая поверхность этого участка не нарушала точности центрирования крышки, ее диаметр уменьшают на 0,5...1 мм.

Обычно крышки изготовляют из чугуна. Однако в целях повышения прочности резьбы закладную крышку с резьбовым отверстием под нажимной винт (см. рис. 8.7, г) изготовляют из стали.

ГЛАВА 9

КОНСТРУИРОВАНИЕ УЗЛОВ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ

В машиностроении используют подшипники скольжения, работающие как в режиме жидкостной, так и полужидкостной смазки. В режиме жидкостной смазки работают подшипники скольжения в опорах валов, вращающихся с высокой частотой: роторы турбин, валы прокатных станов, шпиндели станков, коленчатые валы ДВС и др. Все большее применение находят подшипники гидро- и газостатические. Расчет и конструирование

ной смазки, широко применяют в сельскохозяйственных и подъемно-транс- портных машинах (лебедки), в неответственных вспомогательных механизмах (механизмы управления) вместо подшипников качения, когда последние не удается встроить в корпус вследствие относительно больших наружных диаметров и в других случаях.

Ниже приведены рекомендации по конструированию простейших подшипников скольжения, работающих в режиме полужидкостной смазки.

Подшипник скольжения образуют вал и втулка (вкладыш). Два типа втулок стандартизованы: биметаллические и из спекаемых материалов. Размеры втулок биметаллических приведены в табл. 24.34, а втулок из спекаемых материалов (порошков железа или бронзы) — в табл. 24.35.

Вединичном и мелкосерийном производстве чаще всего применяют более простые в изготовлении вкладыши из недорогих антифрикционных материалов: антифрикционного чугуна, текстолита, прессованной древесины и безоловянных бронз.

Вкрупносерийном и массовом производстве используют биметаллические вкладыши. В этих вкладышах тонкий антифрикционный слой наплавлен на стальную, чугунную, а в ответственных подшипниках — на бронзовую основу. В массовом производстве широко распространены вкладыши, штампуемые из биметаллической ленты. В качестве антифрикционных материалов применяют оловянные и свинцовые бронзы, баббиты, а также неметаллические материалы (нейлон, фторопласт, текстолитовую крошку) [1, 9].

Втулки подшипников скольжения устанавливают в отверстия стенок корпусной детали (рис. 9.1, a), в отверстие свободно вращающегося

кулярна (рис. 9.2, б–г) оси основного отверстия. Это позволяет устанавливать их и на горизонтальных, и на вертикальных стенках узлов.

Неразъемные корпуса просты в изготовлении. Однако сборка узла при неразъемном корпусе не всегда удобна, а иногда и невозможна.

Разъемные корпуса облегчают монтаж валов и допускают регулирование зазоров в подшипнике. Поэтому они имеют преимущественное применение в общем и особенно тяжелом машиностроении. Крышку крепят к корпусу шпильками (рис. 9.3). Чтобы предотвратить боковое относи-

Рис. 9.3

тельное смещение крышки и корпуса, разъем выполняют ступенчатым. Однако это усложняет изготовление корпуса подшипника. Поэтому в последнее время разъем делают по одной плоскости, а крышку фиксируют относительно корпуса двумя коническими штифтами. Возможны также конструкции корпусов с плоским разъемом без штифтов.

Плоскость разъема корпуса лучше выполнять перпендикулярно линии действия радиальной силы. Поэтому плоскость разъема корпусов часто непараллельна плоскости основания (см. рис. 9.3).

При разъемных корпусах применяют два вкладыша. Их выполняют без бортов, с одним или с двумя бортами (рис. 9.4). Размеры конструктивных элементов (в миллиметрах): толщина стенки вкладыша δ = (0,08...0,10) × ×d +d2,5, где — диаметр цапфы вала; b= (1,0...1,2)δ; h≈ 0,6δ. На наружной поверхности вкладышей около бортов делают канавки по ГОСТ 8820–69 (см. табл. 7.8).

Вкладыши без бортов применяют при действии в опоре только радиальной силы. При наличии кроме радиальной также и осевой силы используют вкладыши с одним упорным бортом. Если на опору действует осевая сила в двух направлениях, то вкладыш должен иметь один или два борта.

Фиксирование вкладышей. Вкладыши должны быть зафиксированы в корпусе от поворота и осевых смещений. Два борта не только воспринимают осевую силу, но и одновременно фиксируют вкладыш от осевых перемещений относительно корпуса. Поэтому часто вкладыши с двумя бортами применяют в опорах, где осевая сила совсем отсутствует или действует в одном направлении. Однако нужно иметь в виду, что выполнение сопряжения по торцам бортов требует повышенной точности размеров между ними и между торцами корпуса. Это повышает стоимость изготовления подшипника. Поэтому не рекомендуют применение без надобности вкладышей с двумя бортами.

Наиболее распространено фиксирование вкладышей относительно корпуса короткими цилиндрическими штифтами или втулками l ≈ 2d (рис. 9.5). Отверстие в фиксирующей втулке используют для подачи масла в подшипник. Отметим, что штифты и втулки фиксируют вкладыши одновременно от поворота и от осевых смещений.

УстановкаПодшипники. скольжения нормально работают при строгой параллельности осей шейки вала и отверстия вкладыша. Отклонения от параллельности могут быть вызваны погрешностями изготовления деталей, их сборки и прогибами валов под нагрузкой. Чем больше длина подшипника, тем опаснее перекос осей вала и вкладыша, приводящий к возникновению кромочных давлений. Поэтому существенное значение имеет выбор отношения l/d подшипника, где l — длина, a d — диаметр отверстия вкладыша.

Чем больше нагрузка и частота вращения вала, тем меньше должно быть отношение l/d. При высокой точности изготовления, сборки (оба подшипника расположены в одном корпусе и отверстия под вкладыши расточены за один установ) и жестких валах отношение l/d можно увеличить.

Если подшипники располагают в отдельных корпусах, то можно ожидать значительного перекоса осей вала и вкладыша. Перекос возникает от погрешностей изготовления корпусов подшипников, вкладышей, плиты

Отверстия во втулках можно сверлить и до их запрессовки в стенку корпуса. Чтобы при постановке втулки не ориентировать ее по отверстию в корпусе, на наружной поверхности втулки делают канавку шириной b и глубиной С (см. рис. 9.10). Масло, заполнив кольцевую щель, образованную канавкой, проникает в отверстие и смазочную продольную канавку.

Если ось вала лежит в плоскости разъема, то для подвода смазочного материала можно на плоскости разъема корпуса выполнить канавку, а на крышке корпуса — скос (рис. 9.11). Масло, стекая по скосу крышки, заполнит канавку корпуса и поступит к втулке подшипника скольжения.

Подшипники скольжения, вращающиеся вместе с деталями, в которые они поставлены (см. рис. 9.1, б, в), также смазывают маслом. Для подвода масла в деталях выполняют несколько поперечных отверстий со сквозными долевыми канавками. В этих случаях целесообразно применять втулки из спекаемых материалов (см. табл. 24.35), имеющих пористую структуру. Такие втулки заранее пропитывают горячим смазочным материалом.

Подшипники скольжения, выполненные для каждой опоры в виде отдельных корпусов (см. рис. 9.2, 9.3), можно смазывать индивидуально пластичным смазочным материалом с помощью колпачковых масленок [1]. Поперечные отверстия и продольные смазочные канавки выполняют по рис. 9.10.