Билет73)Способы осевой фиксации валов с помощью подшипников качения

Работоспособность, надежность и долговечность подшипников качения зависит не только от материалов и качества изготовления их деталей, но и от того, как они установлены. Подшипники качения должны точно фиксировать положение вала и не испытывать дополнительных нагрузок от температурной деформации вала, перетяжки при монтаже и т.п. Это достигается за счет крепления подшипников на валах и фиксирования их в корпусе. Конструкции подшипниковых узлов должны исключать заклинивания тел качения при действии осевой нагрузки, теплового расширения валов или погрешностей изготовления. В связи с этим получили наибольшее распространение следующие два способа фиксирования подшипников в корпусе.

Первый способ состоит в том, что осевое фиксирование вала выполняют в одной опоре, а другую опору делают "плавающей" (скользящей) (рис. 22.10). Фиксирующая опора ограничивает осевое перемещение вала и воспринимает радиальную и осевую силы; "плавающая" опора может воспринимать только радиальную силу, поэтому в такой опоре устанавливают радиальный подшипник.

Такой способ установки подшипников применяют в конструкциях при любой длине валов, а также при установке валов в подшипники, размещенные в разные корпуса; он широко используется в передачах (кроме конических и червячных).

О

Рисунок 22.11

сновной недостаток способа  малые жесткости вала в осевом, радиальном и угловом направлениях.

Второй способ (установка подшипника «в распор» или «в растяжку») основан на осевом фиксировании вала в двух опорах (в каждой опоре лишь в одном направлении). При этом внешние торцы наружных колец подшипников упирают в торцы крышек или других деталей корпуса (рис. 22.11)  фиксация враспор с гарантированным зазором 0,20,3 мм (размер а), регулируемым с помощью прокладок для компенсации возможного теплового расширения.

Этот способ конструктивно прост и наиболее часто применяется при установке на валы конических, червячных, цилиндрических косозубых передач с использованием радиально-упорных шариковых и роликовых подшипников, а также при установке коротких жестких валов.

Смазочные материалы

Для смазывания подшипников используют пластичные, жидкие и твердые смазочные материалы. Смазывание уменьшает трение на рабочих поверхностях, а также между телами качения и сепаратором.

Пластичные смазочные материалы более экономичны, хорошо защищают подшипник от коррозии, не требуют сложных уплотнений и могут работать длительное время без замены. Это основной вид смазочного материала для подшипников электрических и многих других машин. В корпусе подшипника предусматривают свободное пространство, которое заполняют смазочным материалом в зависимости от частоты вращения на 1/32/3 свободного объема корпуса. Для подшипников общего назначения рекомендуют использовать пластичные смазочные материалы ЦИАТИМ-201, Литол 24, ЛЗ-31 или солидолы.

Жидкие смазочные материалы, имеющие меньшую вязкость, чем пластичные, снижают момент трения и, следовательно, температуру подшипника, увеличивают предельную частоту вращения и способствуют лучшему удалению продуктов износа. Смазывание существенно повышает нагрузочную способность и ресурс подшипников. Так, наличие гидродинамической пленки масла в рабочих контактах значительно увеличивает ресурс подшипников.

В качестве жидких смазочных материалов обычно используют минеральные масла различных марок: индустриальные, трансмиссионные, авиационные и др. Выбор сорта масла зависит от размеров подшипников, частоты вращения, нагрузки, рабочей температуры и состояния окружающей среды. Вязкость масла должна быть тем выше, чем больше нагрузка, температура и ниже частота вращения подшипника. Способы подачи жидкого смазочного материала зависят от конструкции механизма, расположения подшипников, частоты их вращения, требований к надежности системы смазки и т. д.

При окружных скоростях колец до 15 м/с применяют как пластичные, так и жидкие смазочные материалы, а свыше рекомендуется использовать жидкие.

Смазывание окунанием в масляной ванне применяют для подшипников горизонтальных валов.

Для смазывания подшипников редукторов и коробок передач, как правило, бывает достаточно масляного тумана, который образуется при погружении в масло по меньшей мере одного из зубчатых колес. Для защиты подшипников от избытка масла и продуктов износа иногда используют маслоотражательные кольца.

Для особо быстроходных подшипников используют принудительное смазывание масляным туманом, который подается струей сжатого воздуха со скоростью не менее 15 м/с. При этом подшипниковый узел эффективно смазывается и охлаждается.

Для подшипников, работающих в экстремальных условиях (вакуум, высокие температуры, агрессивные среды) применяют твердые смазочные материалы. Наибольшее распространение получили дисульфид молибдена, графит, фторопласт, а также их композиции; покрытия из свинца, серебра, никеля, кобальта, индия, золота.

При эксплуатации в обычных условиях один рал в год необходимо проверять состояние колец и тел качения подшипников. В среднем при рабочей температуре до 50 °С масло следует менять один раз в год, при 100 °С – через каждые три месяца.