Опоры качения в тяжелых режимах эксплуатации - Комиссар А.Г.
Скачать (прямая ссылка):
При высоких частотах вращения предпочтительнее радиальные шарикоподшипники. Их работоспособность при осевых нагрузках зависит от глубины желоба на кольцах. Для освобождения подшипников от радиальных нагрузок в осенагруженные опоры устанавливают подшипники с увеличенным радиальным зазором. При этом, однако, несколько снижается их осевая грузоподъемность (табл. 59), поэтому рациональнее исключать радиальные
Тяжелонагруженные опоры качения
227
нагрузки установкой одного из колец (на вал или в корпус) с зазором 0,5—1 мм.
При действии комбинированной нагрузки на радиальный шарикоподшипник заданный предел осевой нагрузки (см. табл. 59) может быть повышен на 10—20 %. Пример конструкций с радиальным шарикоподшипником, установленным для восприятия осевых нагрузок, приведен на рис. 66, в.
В точных и быстроходных узлах для восприятия осевых и комбинированных нагрузок применяются одинарные, сдвоенные и строенные радиально-упорные шарикоподшипники. Дуплексы и триплексы комплектуются на подшипниковых заводах, но могут быть скомплектованы из одинарных подшипников непосредственно при изготовлении опоры (см. с. 348).
Упорно-радиальные шарикоподшипники (см. рис. 67, ё) применяются в осенагруженных шпинделях. Предельные отклонения наружного посадочного диаметра этих подшипников обеспечивают зазор в соединении с корпусом при установке их по посадке /С5 рядом с радиальными подшипниками.
Конические роликоподшипники с нормальным углом контакта а = 10-^16° применимы только для восприятия комбинированных нагрузок. Даже невысокие осевые нагрузки при отсутствии радиальных приводят к интенсивному нагружению направляющего бурта, на котором реализуется трение скольжения. Конические роликоподшипники с повышенным углом контакта (тип 27000) имеют значительно большую осевую грузоподъемность. Тем не менее их использование при чисто осевом нагруже-нии требует эффективной смазки направляющих буртов жидкими маслами с противозадирными присадками. Проводятся разработки по снижению трения скольжения торцов роликов по направляющим буртам таких подшипников путем изменения конфигурации поверхности торцов и бурта, выполнения отверстия для подвода смазочного материала к бурту и др. Даже при незначительных радиальных нагрузках осевая грузоподъемность конических роликоподшипников заметно повышается.
Упорно-радиальный сферический роликоподшипник со сферическими роликами обладает высокой осевой грузоподъемностью. Его основное достоинство в сравнении
228
Тяэнелонагруженнъш и быстроходные опоры качения
с упорными роликоподшипниками —возможность самоустановки; недостаток — развитая поверхность упорного бурта тугого кольца, на котором имеет место интенсивное трение скольжения. Подшипник может быть использован только в опорах с жидким маслом; при высоких нагрузках целесообразно введение в масло противозадирных присадок.
Упорные роликоподшипники с цилиндрическими роликами имеют меньшую грузоподъемность и быстроходность в сравнении с упорными роликоподшипниками на конических роликах (см. рис. 67, в) в связи с тем, что разность линейной скорости начального и периферийного участков цилиндрического ролика вызывает его проскальзывание на дорожках качения. Подшипники обоих типов очень чувствительны к перекосам валов в опорах. Упорный подшипник фирмы Timken (США) обладает повышенной грузоподъемностью за счет увеличения числа роликов. Подшипник оснащен пустотелыми роликами, сепаратор состоит из двух концентричных колец, стянутых осями, каждая из которых проходит через отверстие в ролике (см. рис. 67, г).
Многорядный игольчатый упорный подшипник фирмы INA (ФРГ) обеспечивает высокую осевую грузоподъемность при ограниченных радиальных размерах. Равномерное нагружение рядов роликов осуществляется за счет упругих свойств дистанционных втулок и колец. Необходимость селективной подборки дистанционных втулок и колец, изготовляемых с высокой точностью, делает такой подшипник очень дорогим (см. рис. 67, д).
При высоких осевых нагрузках для смазки опор следует применять высоковязкие минеральные масла, а при использовании роликоподшипников с нагруженными направляющими бортами в масло необходимо добавлять противозадирные и противоизносные присадки. Целесообразно ввести в маслосистему элементы фильтрации и охлаждения масла; масляные ванны следует снабдить отстойниками, магнитными или иными улавливателями продуктов изнашивания подшипников.
Пример осенагруженной опоры с односторонней нагрузкой приведен на рис. 70. Опора включает упорно-радиальный роликоподшипник 3 со сфероконическими роликами, воспринимающий осевую нагрузку, и радиаль-
Тяжелонагруженыые опоры качения 229
Рис. 70. Осенагружейная опора
ный двухрядный сферический роликоподшипник 5, воспринимающий радиальную нагрузку. Тугое кольцо подшипника 3 и внутреннее кольцо подшипника 5 напрессованы на шейки втулки 4 (посадки /С6). Втулка 4 сопрягается с валом 1 по посадке H8/JJ. Осевая фиксация подшипников на валу осуществляется гайкой 5, которая законтрена болтом 9. Свободное кольцо подшипника 3 опирается на торец заплечика в корпусе 10. В радиальном направлении кольцо установлено в корпусе с зазором, что освобождает подшипник от действия радиальной нагрузки. Наружное кольцо подшипника 5 запрессовано в стакан 6 (посадка Hl) и не зафиксировано в осевом направлении — это освобождает подшипник от действия осевой нагрузки. Однако малое значение зазора е = 0,5-т--г-1,0 мм между торцом наружного кольца и фланцем стакана позволяет подшипнику 5 фиксировать осевое положение вала при отсутствии основного осевого усилия А. Стакан 6 сопрягается с корпусом 10 по посадке #8//s7, фланец стакана прижат к торцу корпуса восемью болтами. Восемь пружин 2 обеспечивают контакт дорожек
