Установка подшипников качения на вал червяка

Способ установки подшипников на вал червяка зависит от размеров червячной передачи, типа зацепления, скорости скольжения, способа смазывания и вида смазки, положения червяка относительно червячного колеса и других факторов.

При межосевом расстоянии червячной передачи до 180 мм на вал червяка рекомендуется устанавливать два радиально-упорных однорядных шарикоподшипника или два конических однорядных роликоподшипника (лист 17, рис. 1 и 2). При такой установке подшипников применяется небольшое число деталей и отсутствуют устройства для крепления внутренних колец на валу, монтаж прост и удобен. В этом случае возможна расточка посадочных отверстий в корпусе с одной установки.

При установке радиально-упорных подшипников необходимо учитывать линейное удлинение вала npи повышении температуры, которое приводит к повреждению подшипника из-за уменьшения осевого зазора Если расстояние между подшипниками 500 мм (по верхнему пределу), то в рабочем чертеже необходимо давать указание о регулировании подшипников в осевом направлении по наибольшему допустимому осевом; зазору для данного типа подшипников. Регулирование осевого зазора производится перемещением наружных колец.

При расстоянии между подшипниками свыше 500 мм на одну опору устанавливают подшипник, воспринимающий осевую и радиальную нагрузки, а на вторую - радиальный подшипник. При этом первый подшипник жестко закреплен в осевом направлении, а второй остается плавающим.

На листе 17, рис. 3, показана установка двух радиально-упорных однорядных шарикоподшипников, воспринимающих радиальные и осевые нагрузки и закрепленных в осевом направлении в корпусе редуктора На другой опоре установлен плавающий радиальный роликоподшипник с короткими цилиндрическими ро ликами без бортов на наружном кольце, которое также закреплено в осевом направлении в корпусе редуктора. При линейном удлинении вала ролики перемещаются по внутренней поверхности наружного кольца Внутреннее кольцо подшипника от перемещения по валу закреплено гайкой со стопорной шайбой.

При конструировании рассмотренной установки подшипников необходимо предусмотреть возможность легкого демонтажа червячного вала. Для этого (см. лист 17, рис. 3) диаметр бурта D выполняют больше внутреннего диаметра наружного кольца плавающего роликового подшипника, а также больше наружного диаметра червяка, что позволяет вынимать червячный вал в сторону опоры с шарикоподшипниками.

На листе 17, рис. 4, приведена установка подшипников по той же схеме, что и на рис. 3, но вместо радиально-упорных шарикоподшипников применены однорядные конические роликоподшипники. При установке двух радиально-упорных роликоподшипников с углом контакта 26° или двух конических роликоподшипников с углом контакта свыше 25° требуется надежное крепление внутренних колец на валах.

Вариант установки выбирается в зависимости от угловой скорости и нагрузки. Конструкции подшипниковых узлов, приведенные на листе 17, рис. 1, 2, 3, 4, наиболее распространены для средних условий экс плуатации.

Установка двух одинарных упорных и одного радиального однорядного шарикоподшипников на одной опоре и одного радиального однорядного шарикоподшипника на другой опоре червячного вала показана на листе 17, рис. 5. Два одинарных упорных шариковых подшипника собраны на втулке 1, а между ними установлена шайба 2 для крепления всего узла в корпусе. Одно кольцо каждого подшипника насажено на втулку с напряженной посадкой, а остальные (самоустанавливающиеся) - с зазорами. Достоинством такой установки является возможность регулирования осевого зазора в подшипниках вне пределов редуктора гайкой 3. Втулка 1 установлена на вал со скользящей посадкой и зажата двумя гайками через промежуточную шайбу.

В конструкции, показанной на листе 17, рис. 6, вал установлен на двух радиальных однорядных шарикоподшипниках и одном двойном упорном подшипнике. Среднее кольцо упорного подшипника установлен на вал с напряженной посадкой и закреплено в осевом направлении между втулками двумя гайками. Дв внешних кольца смонтированы в корпусе и на втулке с некоторым зазором. Усилие от подшипников передается на корпус через стакан или торцевую крышку. При специальном исполнении среднего кольца (с увеличенным наружным диаметром двойного упорного подшипника) установка его упрощается (лист 17, рис. 7), так как два наружных кольца насаживают на втулку с напряженной посадкой, а среднее кольцо закрепляется в корпусе с зазором по наружной поверхности.

Упорные подшипники, работающие при высоких числах оборотов, могут сильно нагреваться при скольжении шариков под действием сил инерции. Для устранения вредного влияния сил инерции подшипники предварительно нагружают осевой силой, создаваемой пружинами (лист 17, рис. 8).

Для определения частоты вращения пкр, при достижении и превышении которой необходимо создавать предварительное нагружение упорных подшипников, рекомендуется следующая зависимость:

Установка подшипников качения на вал червяка

где dш - диаметр шариков, мм;

Установка подшипников качения на вал червяка  - средний диаметр подшипника, мм;

d - внутренний диаметр подшипника, мм;

D - наружный диаметр подшипника, мм.

Условие, при котором необходимо создавать предварительное нагружение упорных подшипников: n≥nкр, где п - заданная частота вращения подшипника, мин.

Значение силы при предварительном нагружении определяют по формуле

Установка подшипников качения на вал червяка

где z - число шариков в подшипнике.

Значения z ш определяют по справочнику [14] приближенно.

Пример. Установить, есть ли необходимость в предварительном нагружении упорных подшипников 8426, предназначенных для работы с угловой скоростью 450 мин-1.

По каталогу и справочнику находим: d = 130 мм, D = 270 мм, z = 10, dш = 57,15 мм, D0 = 200 мм, пкр = = 350 мин-1; следовательно, подшипники необходимо предварительно нагрузить силой:

Установка подшипников качения на вал червяка

Для равномерного поджатия кольца подшипника по всей окружности необходимо установить восемь пружин, усилие одной пружины

Установка подшипников качения на вал червяка

Необходимо, чтобы пружины, устанавливаемые в комплекте, были протарированы на одно усилие, давали одинаковую усадку под нагрузкой и отличались по высоте не более чем на ± 0,2...0,5 мм.

При размерах внутренних диаметров упорных шарикоподшипников меньше 100 мм пружины устанавливают в отверстиях шайбы, закрепленной неподвижно между корпусом и торцевой крышкой (лист 17, рис. 9). В этом случае один ряд пружин воздействует на два кольца двух подшипников.

Малыми габаритными размерами отличается установка, приведенная на листе 18, рис. 1, в которой осевые нагрузки воспринимают радиально-упорный однорядный шарикоподшипник с разъемным внутренним кольцом. Шарики контактируют с кольцами в четырех точках. При использовании такого подшипника можно получать наименьшую осевую „игру” вала и во время монтажа не требуется регулировка осевого зазора.

В редукторах с межосевыми расстояниями более 500 мм применяют установку, приведенную на листе 18, рис. 2. Вал червяка опирается с одной стороны на двухрядный конический роликоподшипник, а с другой - на два однорядных конических роликоподшипника, воспринимающих радиальные и осевые нагрузки. Подшипники жестко закреплены в корпусе редуктора в пределах допустимых осевых зазоров. Между буртом вала и внутренним кольцом конического роликоподшипника установлено распорное кольцо, которое позволяет увеличить радиус галтели при переходе шейки вала к бурту, так как некоторые типы конических подшипников имеют на внутренних кольцах фаску сравнительно малых размеров. Для того чтобы устанавливать червячный вал в сборе с подшипниками, наружные диаметры червяка и двухрядного конического подшипника должны быть меньше диаметра упорного бурта в гнезде для однорядных конических роликоподшипников.

В некоторых случаях в тихоходных передачах осевые нагрузки настолько велики, что для их восприятия упорные шарикоподшипники не пригодны, поэтому устанавливают упорные роликоподшипники (лист 18, рис. 3). Среднее кольцо двухрядного упорного подшипника с короткими цилиндрическими роликами устанавливают на червячный вал и закрепляют в осевом направлении, а два других кольца опираются на сферические шайбы, закрепленные по наружной поверхности в стакане. Радиальные нагрузки воспринимаются двумя радиальными однорядными шарикоподшипниками.

На листе 18, рис. 4, показана установка двух радиальных роликоподшипников с короткими цилиндрическими роликами и двух радиально-упорных шарикоподшипников на вал глобоидного червяка, а на листе 18, рис. 5 - установка конических роликоподшипников на вал глобоидного червяка.

При применении глобоидного зацепления, в отличие от червячного с цилиндрическим червяком, червячный вал необходимо регулировать в осевом направлении, для чего два жестко закрепленных конических подшипника одной опоры заключены в стакан, а между торцевой поверхностью корпуса редуктора и фланцем стакана установлены прокладки.

В конструкции на листе 18, рис. 6, червячный вал глобоидной передачи установлен на двух упорных роликоподшипниках с коническими роликами. Осевая сила, действующая на эти подшипники, составляет 600 000...800 000 Н. Одно кольцо каждого подшипника установлено на втулке с напряженной посадкой, а два крайних - с зазорами в корпусе и на втулке. Упорные роликоподшипники вместе с двухрядным коническим роликоподшипником установлены в стакан. Между торцевыми поверхностями стакана и корпуса редуктора устанавливают прокладки для регулировки глобоидного зацепления.

Целесообразность выбора той или иной схемы установки шарикоподшипников на вал червяка определяется межосевым расстоянием передачи, передаваемыми нагрузками, числом оборотов и режимом работы. В редукторах общего назначения чаще используется схема установки, показанная на листе 17, рис. 4.

 

Установка подшипников качения на вал червяка

Установка подшипников качения на вал червякаУстановка подшипников качения на вал червяка

Смотрите также