Особенности монтажа подшипников качения
Особенности монтажа подшипников качения
1. Радиальные роликоподшипники с одним съемным кольцом без бортов монтируют раздельно — съемное кольцо и кольцо в комплекте с роликами. При наличии на валу в обеих опорах подшипников такого типа необходима дополнительная опора (подпятник) для фиксации вала в осевом направлении. При наличии одного бурта на съемном кольце с целью фиксации вала в обоих направлениях роликоподшипники ставят в распор, т.е. с буртами в разных направлениях.
2. Игольчатый подшипник без колец (т.е. комплект игл) устанавливают на шейку вала, предварительно обильно покрытую пластичным смазочным материалом, а затем надевают корпус. При установке игольчатого подшипника без внутреннего кольца сначала в наружное кольцо набивают пластичный смазочный материал, устанавливают в нее иглы, вводят внутрь монтажную втулку диаметром на 0,1-0,2 мм меньше диаметра вала, затем в таком виде подводят к торцу вала и надвигают с втулки на вал.
3. Подшипники, устанавливаемые на вал на разрезной закрепительной втулке, фиксируют затягиванием гайки. Степень затяжки во избежание защемления тел качения из-за деформации внутреннего кольца проверяют свободным вращением от руки наружного кольца.
4. Одинарные упорные подшипники монтируют следующим образом: кольцо с меньшим внутренним диаметром устанавливают на вал, а с большим — в корпус. У двойного упорного подшипника промежуточное кольцо с меньшим внутренним диаметром монтируют на вал, а боковые кольца с большим внутренним диаметром — в корпус. При установке упорных подшипников зазор между наружным диаметром колец и корпусом в целях обеспечения самоустановки подшипника должен составлять от 0,5 до 1 мм.
5. Радиально-упорные подшипники со съемным наружным кольцом монтируют раздельно: в корпус — наружное кольцо, на вал — внутреннее кольцо с телами качения и сепаратором.
6. Радиально-упорные подшипники с целью восприятия ими осевой нагрузки обоих направлений ставят парами навстречу друг другу.
Осевые зазоры в упорных подшипниках:
| Серия подшипника | Допускаемые пределы зазора (мкм) при диаметре вала (мм) | |||
| до 30 | от 30 до 50 | от 50 до 80 | от 80 до 120 | |
| Легкая | 30-80 | 40-100 | 50-120 | 60-150 |
| Средняя и тяжелая | 50-110 | 60-120 | 70-140 | 100-180 |
Предварительный натяг в подшипниках создается с целью устранения радиального и осевого биений узла (например, шпинделя) для повышения точности и виброустойчивости осуществляется следующими способами:
1. установкой прокладки нужной толщины между внутренними (или наружными) кольцами двух радиально-упорных шарикоподшипников с последующим стягиванием наружных (или внутренних) колец до исчезновения просвета между ними;
2. применением сдвоенных радиально-упорных шарикоподшипников, у которых одна пара колец соприкасается, а между другой парой колец имеется зазор, путем стягивания этих колец до исчезновения зазора;
3. установкой между наружными и внутренними кольцами пары шарикоподшипников двух втулок или прокладок различной высоты и последующим стягиванием колец до выборки зазора;
4. нажатием на наружное кольцо подшипника при неподвижном внутреннем с помощью витых или тарельчатых пружин.
Величину натяга в подшипниках контролируют по моменту сопротивления проворачиванию вала; момент может быть найден как произведение усилия, приложенного к динамометру, закрепленному на конце намотанной на вал веревки, на половину диаметра вала.
Подшипник качения способы регулировки осевого зазора
Регулировку осевого зазора (осевой «игры») радиально-упорных подшипников, необходимого для их правильной работы, осуществляют следующими способами:
1. За счет изменения толщины прокладки или комплекта прокладок между крышкой, прижимающей наружное кольцо подшипника, и корпусом. Толщину прокладки находят путем затягивания винтов крышки без прокладки до получения необходимой «игры» в опорах, измеряемой индикатором, приставленным к торцу вала или посаженной на него детали. С помощью щупа или свинцовой проволоки измеряют зазор между крышкой и корпусом, в соответствии с которым подбирают прокладку или комплект прокладок нужной толщины. Винты крышки могут быть затянуты до полной выборки зазоров в подшипнике, и тогда искомая толщина прокладки будет равна сумме зазора между крышкой и корпусом и требуемого зазора в подшипнике. Регулировочная прокладка может находиться также между крышкой и наружным кольцом подшипника.
2. Перемещением наружного кольца подшипника установочным винтом, ввинченным в крышку, через промежуточную шайбу. Сначала винт при отвернутой контргайке затягивают до отказа, а затем отворачивают на нужную долю оборота в зависимости от требуемого зазора и шага резьбы и стопорят контргайкой.
3. Перемещением наружного кольца подшипника регулировочной гайкой, ввернутой в корпус. Сначала гайку, освобожденную от стопора, затягивают до отказа, а затем несколько отворачивают до создания нужного зазора в подшипнике и стопорят.
4. Перемещением внутреннего кольца подшипника с помощью гайки или винтов и шайбы. После достижения нужного зазора в подшипнике гайку или винты стопорят деформируемыми шайбами.
5. Деформацией внутреннего кольца подшипника, имеющего конусное отверстие, за счет перемещения его гайкой по конусу вала
Подшипник качения схемы установки подшипников в опорах
Регулировку осевого зазора упорных подшипников производят смещением кольца, расположенного в корпусе, с помощью прокладок и другими способами, описанными выше.
Схемы установки подшипников в опорах.
1. Одна из опор фиксирована в осевом направлении, а другая — плавающая. Осевая нагрузка, действующая на вал, воспринимается только фиксированной опорой. Плавающей обычно выполняется опора с меньшей радиальной нагрузкой. В фиксированной опоре внутреннее кольцо подшипника с одной стороны упирается в заплечик вала, а с другой зажимается гайкой, разрезным пружинным кольцом, втулкой и шайбой. Наружное кольцо с одной стороны упирается в заплечик корпуса или стакана, а с другой прижимается крышкой, разрезным пружинным кольцом и гайкой с наружной резьбой.
При значительных осевых нагрузках на вал фиксированную опору составляют из двух радиально-упорных подшипников. В плавающей опоре внутреннее кольцо подшипника крепится так же, как в фиксированной опоре, а наружное кольцо может свободно перемещаться в осевом направлении в расточке корпуса или в стакане.
Данная схема позволяет обеспечить любое расстояние между опорами, компенсировать неточности изготовления деталей узла по длине и тепловое удлинение вала. Применяется обычно при значительных расстояниях между опорами.
2. Крепление подшипников враспор. Внутренние кольца обоих подшипников упираются в заплечики вала, а с другой стороны не крепятся. Наружные кольца располагаются в гладких (без заплечиков) расточках корпуса и лишь с внешней стороны прижимаются крышкой или гайкой с наружной резьбой. Расстояние между опорами при этой схеме ограничено и обычно не превышает 6-8 диаметров опор. Во избежание заклинивания подшипников при нагреве и удлинении вала при монтаже должен быть предусмотрен соответствующий зазор.
Осевые зазоры в радиально-упорных подшипниках
| Тип подшипника | Интервал внутренних диаметров | Крепление по одному подшипнику в фиксированной и в плавающей опорах | Крепление враспор по одному подшипнику в обеих опорах | |
| Допускаемые пределы осевой «игры», мкм | Наибольшее возможное расстояние между опорами | Допускаемые пределы осевой «игры», мкм | ||
| Шариковый, угол контакта α=12° ГОСТ 83175 | 10-30 30-50 50-80 | 20-40 30-50 40-70 | 8 опор 6 опор 4 опор | 30-60 30-80 40-100 |
| Шариковый угол контакта α=26-36° ГОСТ 831-75 | 10-30 30-50 50-80 | 20-30 20-40 30-50 | Не рекомендуется устанавливать враспор | |
| Конический роликовый, угол контакта α=10-16° ГОСТ 333-79 | 10-30 30-50 50-80 | 20-30 40-70 60-140 | 12 опор 8 опор 7 опор | 20-80 40-110 60-140 |
| Конический роликовый, угол Контакта α=25-29° ГОСТ 7260-81 | 10-30 30-50 50-80 | 20-40 20-40 30-60 | Не рекомендуется устанавливать враспор | |
Разновидностью данной схемы является конструкция, где внутренние кольца зажимаются с внешней стороны, а изнутри не крепятся. Наружные кольца упираются с внутренней стороны в заплечики стакана или корпуса, а снаружи не крепятся. Конструкция с регулировкой зазора по внутренним кольцам исключает опасность защемления тел качения даже при валах значительной длины.
Каждая из опор при креплении подшипников враспор воспринимает осевую нагрузку только одного направления. По данной схеме устанавливают все радиально-упорные подшипники, а также радиальные шариковые и роликовые с двумя буртами на наружном и одним на внутреннем кольцах.
Легкая30-8040-10050-12060-150Средняя и тяжелая50-11060-12070-140100-180
Предварительный натяг в подшипниках создается с целью устранения радиального и осевого биений узла (например, шпинделя) для повышения точности и виброустойчивости осуществляется следующими способами:
1. установкой прокладки нужной толщины между внутренними (или наружными) кольцами двух радиально-упорных шарикоподшипников с последующим стягиванием наружных (или внутренних) колец до исчезновения просвета между ними;
2. применением сдвоенных радиально-упорных шарикоподшипников, у которых одна пара колец соприкасается, а между другой парой колец имеется зазор, путем стягивания этих колец до исчезновения зазора;
3. установкой между наружными и внутренними кольцами пары шарикоподшипников двух втулок или прокладок различной высоты и последующим стягиванием колец до выборки зазора;
4. нажатием на наружное кольцо подшипника при неподвижном внутреннем с помощью витых или тарельчатых пружин.
Величину натяга в подшипниках контролируют по моменту сопротивления проворачиванию вала; момент может быть найден как произведение усилия, приложенного к динамометру, закрепленному на конце намотанной на вал веревки, на половину диаметра вала.
Источник
Установка радиальных подшипников
Установка радиальных подшипников
Радиальные подшипники применяют преимущественно в парной, реже в многорядной установке.
Устанавливать нагруженные детали на одном подшипнике (рис. 774, а, б) недопустимо. Угловой зазор шариковых подшипников, составляющий даже при небольших нагрузках 1—2°, вызывает перекос установленной на подшипнике детали. При наличии изгибающего момента (вид б) условия работы шариков резко ухудшаются. Шарики перемещаются по боковым сторонам беговых дорожек, и изгибающий момент Мизг от пары сил, действующих на шарики, расположенные один против другого (вид в), вызывает вследствие небольшого угла контакта β появление значительных нагрузок N, нормальных к поверхности контакта. Подшипники, работающие в таких условиях, быстро выходят из строя.
В правильных конструкциях (виды г, д) подшипники нагружены только радиальными силами.
Как правило, рекомендуется устанавливать подшипники в одном корпусе (вид е) или в частях корпуса, жестко связанных и зафиксированных один относительно другого. Если по конструктивным условиям приходится устанавливать подшипники в разных корпусах, следует применять самоустанавливающиеся подшипники (вид ж).
Для нормальной работы подшипников в парных и многоопорных установках необходимо, чтобы только один из подшипников (фиксирующий) был закреплен на валу и в корпусе. Остальные подшипники должны быть закреплены или на валу, или в корпусе и должны иметь возможность свободно перемещаться в осевом направлении, в первом случае относительно корпуса, во втором — относительно вала.
При креплении обоих подшипников и на валу, и в корпусе (рис. 775, а) необходимо точно выдержать осевые расстояния между фиксирующими элементами (в данном случае расстояние l между стопорными кольцами левого и правого подшипника). Иначе уже при первоначальной установке возможна перетяжка подшипников. При работе узел нагревается от трения (а в горячих машинах — еще от рабочего процесса машины).
Если корпус выполнен из материала с коэффициентом линейного расширения, большим, чем у материала вала, то при нагреве корпус удлиняется больше, чем вал. Если даже подшипники на холодной машине установлены правильно, то при нагреве происходит защемление подшипников.
Пусть расстояние между подшипниками l = 150 мм. Материал корпуса — алюминиевый сплав (αk = 22·10 –6 ). Коэффициент линейного расширения материала вала (сталь) αв = 10·10 –6 . Рабочая температура узла 100°С.
Удлинение корпуса при нагреве
Удлинение вала на том же участке
При нагреве подшипник будет перетянут на величину
При правильной установке (вид б) правый подшипник жестко закреплен на валу и в корпусе; левый подшипник плавающий. Внутренняя обойма его закреплена только на валу, наружная обойма может перемещаться в корпусе. Эта схема установки снижает требования к точности выполнения осевых размеров узла и устраняет влияние тепловых деформаций на его работу.
Посадку плавающих обойм в корпусе делают (во избежание нагружения тел качения при перемещениях обойм) достаточно свободной (G7, Н7, Js7).
Вариант с закреплением наружной обоймы плавающего подшипника в корпусе и с перемещением внутренней обоймы по валу (вид в) применяют реже, так как при такой установке резко (в среднем в 2—2,5 раза) сокращается поверхность, по которой перемещается подшипник, и возникает опасность смятия и разбивания посадочного пояса. При такой установке необходимо придавать посадочному поясу вала повышенную твердость.
При совместной установке шарикового и роликового подшипников (вид г) шариковый подшипник фиксирует вал. Свобода установки противоположного конца вала обеспечивается перемещением роликов по беговой дорожке наружной обоймы подшипника.
Этот способ применим при сравнительно небольших расстояниях между подшипниками. При больших смещениях, когда возникает опасность схода роликов за пределы беговой дорожки, применяют подшипники с роликами, зафиксированными буртами на обеих обоймах подшипника (вид д). Подшипник плавает в корпусе наружной обоймой.
Отступление от изложенных правил допустимо, если расстояние между подшипниками невелико, если вал и корпус выполнены из материала с примерно одинаковым коэффициентом линейного расширения и если рабочие температуры вала и корпуса приблизительно одинаковы.
Нередко внутренние обоймы подшипников крепят на валу, а наружные — фиксируют в обоих направлениях с помощью расположенных между наружными обоймами стопорных колец (вид е). При отсутствии термических деформаций такие системы работают вполне надежно. Производственные погрешности учитывают назначением гарантированного зазора s = 0,2—0,3 мм между фиксирующими элементами и наружными обоймами подшипников.
При установке с фиксацией подшипников наружными стопорами (вид ж) расширение корпуса вызывает увеличение осевого зазора в системе, т. е. опасности защемления подшипников нет. По условиям сборки эта система предпочтительнее системы вида е (возможна установка вала в корпус в сборе с подшипниками). Эти системы применяют, если нет необходимости в беззазорной фиксации вала.
В температуронезависимой системе (вид з) подшипники зафиксированы в корпусе посредством промежуточной стальной втулки, зафиксированной в корпусе кольцевым стопором. Так как коэффициенты линейного расширения материала втулок и вала одинаковы, то изменения линейных размеров корпуса при колебаниях температуры не сказываются на точности установки (если температура втулки не слишком отличается от температуры вала). Свойством температуронезависимости обладают также установки с расположением подшипников в стальных промежуточных гильзах (виды и—м).
Индивидуальная установка подшипников в гильзах (виды н, о) не является температуронезависимой. В таких случаях необходимо один из подшипников сделать плавающим (вид п).
В табл. 44 приведены примеры наиболее часто встречающихся ошибок в парной установке радиальных подшипников.
Источник
