Что такое натяг подшипника

Предварительный натяг подшипников. Преднатяг.

Сущность предварительного натяга заключается в том, что пару подшипников предварительно нагружают осевой силой, которая устраняет осевой зазор в комплекте, создавая начальную упругую деформацию в местах контакта рабочих поверхностей колец с телами качения. Если затем к подшипнику приложить рабочую осевую нагрузку, то относительное перемещение его колец вследствие дополнительной деформации рабочих поверхностей будет значительно меньше, чем до создания предварительного натяга. Предварительный натяг вызывает одинаковую деформацию в обоих подшипниках.

Подшипники, установленные с преднатягом, работают в более тяжелых условиях, так как повышаются нагрузки на тела качения, момент сопротивления вращению и износ, а также снижается ресурс подшипника.

Что такое натяг подшипника. Смотреть фото Что такое натяг подшипника. Смотреть картинку Что такое натяг подшипника. Картинка про Что такое натяг подшипника. Фото Что такое натяг подшипника

Способы регулирования предварительного натяга:

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.

С предварительным натягом устанавливают подшипники шариковые радиальные, радиально-упорные, роликовые конические, а также подшипники с короткими цилиндрическими роликами типа 3182000, монтируемые на конусную шейку вала с натягом, способным вызвать расширение внутреннего кольца и полностью устранить в подшипнике радиальный зазор.

Источник

Технический обзор: предварительно нагруженные подшипники

Что такое натяг подшипника. Смотреть фото Что такое натяг подшипника. Смотреть картинку Что такое натяг подшипника. Картинка про Что такое натяг подшипника. Фото Что такое натяг подшипника

Что такое натяг подшипника. Смотреть фото Что такое натяг подшипника. Смотреть картинку Что такое натяг подшипника. Картинка про Что такое натяг подшипника. Фото Что такое натяг подшипника

В случае с шарикоподшипниками предварительная нагрузка (натяг) часто неправильно понимается разработчиками и пользователями, а потому игнорируется.

При сборке подшипников одним из заключительных этапов является сборка отдельных компонентов: наружного кольца, внутреннего кольца, шаров и фиксатора или сепаратора шаров. При выполнении этой процедуры важно контролировать внутренний зазор или дистанцию между кольцами и шарами, в большинстве каталогов это называется радиальный зазор. В некоторых случаях, для правильной работы подшипника, данный внутренний зазор должен быть полностью удален. Применение осевой нагрузки на пару подшипников с целью удаления внутренних зазоров – называется предварительной нагрузкой.

Если в рабочих условиях подшипник имеет радиальный ход, что означает, что одни из подшипников может перемещаться радиально и в осевом направлении друг относительно друга. Во время вращения данный зазор может приводить к колебаниям и непериодическому биению. Подобные биения и колебания неприемлемы в таких установках как станки, электродвигатели, оптические датчики, расходомеры и высокоскоростные ручные инструменты. Применение осевой предварительной нагрузки заставляет шары соприкасаться с дорожками качения, устанавливая контактный угол, который заставляет шары равномерно распределиться по дорожке качения.

Источник

Зазор подшипника

Одним из ключевых моментов надежной работы узлов с вращающимися деталями является подшипник. Являясь опорой, он передает нагрузку от вала на корпус или другие детали, предусмотренные конструкцией. Правильный подбор посадки и рабочего зазора является гарантией надежной работы всего механизма.

По мере усовершенствования механизмов возрастают требования к узлам трения. Воспринимая различные виды нагрузок подшипники должны обеспечить: вращение валов, соосность, обеспечивать смещение в заданных размерах от возникающих усилий продольного и поперечного направлений.

Что такое зазор и для чего он нужен

Для наиболее распространенной группы подшипников с круглыми и цилиндрическими телами качения, очень важным является наличие небольшого пространства между рабочими органами – телами вращения и обоймами (зазоры) в которых они перемещаются и которые служат для них опорой. Формы тел качения на рис.1.

Что такое натяг подшипника. Смотреть фото Что такое натяг подшипника. Смотреть картинку Что такое натяг подшипника. Картинка про Что такое натяг подшипника. Фото Что такое натяг подшипникаРис. 1. Конфигурация тел качения

В следствии разного диаметра наружных и внутренних колец угловая скорость перемещения по внутренней обойме тел трения – качения всегда выше, поэтому возникает неравномерный нагрев, при этом, чем выше скорость вращения, тем температура выше. По причине термического расширения металла зазор между рабочими кольцами уменьшается.

В случае небольшого (меньше нормы) зазор может сократиться до нуля, или даже перейти на работу с натягом, что неизменно вызовет интенсивный нагрев деталей всего узла.

Сюда же необходимо добавить необходимое пространство для смазки между роликами и обоймой.

Кроме величины оборотов на нагрев подшипника влияет радиальная нагрузка, чем она выше, тем больше возникает трение между роликами и обоймой вызывая повышенное трение между ними. Радиальное направление это направление силы, действующей на обойму, строго перпендикулярно оси вращения (по радиусу). Схемы нагрузок на подшипник показаны на рис.2.

Что такое натяг подшипника. Смотреть фото Что такое натяг подшипника. Смотреть картинку Что такое натяг подшипника. Картинка про Что такое натяг подшипника. Фото Что такое натяг подшипникаРис. 2. 1- Распределение нагрузки при увеличенном зазоре; 2- при нормальном зазоре; 3 – при предварительном натяге.

Величина зазоров

Внутренние зазоры делятся на эксплуатационный и изначальный. Зазор это максимальное перемещение внутренней или наружной обоймы относительно друг друга. Работа подшипника, превышающая температуру узла на 5-10°С считается нормальной. Для более высокой разницы требуется боле увеличенный зазор.

Конструктивно группы подшипников имеющих радиальное направление нагрузки сгруппированы в ряды по величине зазоров. Каждая группа регламентируется по максимальной и минимальной величине радиального зазора и обозначается номерами (см. табл. 1).

Рассмотрим где указывается величина зазора в обозначении подшипника:

Группы
зазоров подшипников и их обозначения
Обозначение группы зазоровНаименование типов подшипников
Шариковые радиальные однорядные без канавок для вставления шариков с отверстием:
6, нормальная, 7, 8, 9цилиндрическим
2, нормальная, 3, 4коническим
Шариковые радиальные сферические двухрядные с отверстием:
2, нормальная, 3, 4, 5цилиндрическим
2, нормальная, 3, 4, 5коническим
Роликовые радиальные с короткими цилиндрическими роликами с цилиндрическим отверстием; роликовые радиальные игольчатые с сепаратором:
1, 6, 2, 3,4с взаимозаменяемыми деталями
0, 5, нормальная, 7, 8, 9с невзаимозаменяемыми деталями
Роликовые радиальные с короткими цилиндрическими роликами с коническим отверстием:
2, 1, 3, 4с взаимозаменяеыми деталями
0, 5, 6, 7, 8, 9с невзаимозаменяемыми деталями
Нормальная, 2Роликовые радиальные игольчатые без сепаратора
Роликовые радиальные сферические однорядные с отверстием:
2, нормальная, 3, 4, 5Цилиндрическим
1, 2, нормальная, 3, 4, 5Коническим
Роликовые радиальные сферические двухрядные с отверстием:
1, 2, нормальная, 3, 4, 5цилиндрическим
1, 2, нормальная, 3, 4, 5коническим
Шариковые радиально-упорные двухрядные:
2, нормальная, 3, 4с неразъемным внутренним кольцом
2, нормальная, 3с разъемным внутренним кольцом
Размеры зазоров для однорядных радиальных шариковых подшипников без канавок для вставления шариков с цилиндрическим отверстием
Номинальный диаметр d отверстия подшипника, ммРазмер зазора Gr, мкм
minmaxminmaxminmaxminmaxminmax
Группа зазора
6нормальная789
Св. 10 до 18 включ.09318112518332545
18 – 24010520132820362848
24 – 30111520132823413053
30 – 40111620153328464064
40 – 50111623183630514573
50 – 65115828234338615590
65 – 8011510302551467165105
80 – 10011812363058538475120
100 – 12022015413666619790

Радиальный зазор

Радиальный зазор в подшипниках это расстояние на которое перемещается одна обойма относительно другой в радиальном направлении. Эта величина получила название – радиальный люфт.

Что такое натяг подшипника. Смотреть фото Что такое натяг подшипника. Смотреть картинку Что такое натяг подшипника. Картинка про Что такое натяг подшипника. Фото Что такое натяг подшипникаРис. 3 Радиальный зазор

Замеры величин производятся на специальных стендах с микрометрической головкой. (см рис.4) Самый простой способ замера – щупами, подвесив изделие на горизонтальном стержне. Наружное кольцо под своим весом опуститься вниз, обозначив радиальный зазор. Определить величину которого можно соответствующим по величине щупом протолкнув его между верхней точкой шарика и зеркалом обоймы в самой нижней точке, или поставив подшипник на плиту, но тогда зазор будет замеряться по самой крайней верхней точке (см. рис. 4.).

Что такое натяг подшипника. Смотреть фото Что такое натяг подшипника. Смотреть картинку Что такое натяг подшипника. Картинка про Что такое натяг подшипника. Фото Что такое натяг подшипникаРис. 4. Замер радиального смещения обойм

Осевой зазор

Перемещение внутреннего кольца относительно наружного по осевому направлению называется осевой люфт ли осевой зазор (см. рис.5).

Установка осевых зазоров радиально-упорных или упорных подшипников производится регулировкой установочных шайб, которые ставят между обоймой и упором на торце вала. Рекомендуемые осевые зазоры указаны в каталогах или рекомендациях завода-производителя. Зазоры для наиболее распространенных подшипников можно посмотреть в таблицах 3,4,5.

Оптимальное значение осевого зазора, при установившемся температурном режиме подшипников равно нулю, так – как при этом отсутсвует осевое биение валов, уменьшается шум и вибрация механизма, подшипник работает без дополнительных нагрузок.

Что такое натяг подшипника. Смотреть фото Что такое натяг подшипника. Смотреть картинку Что такое натяг подшипника. Картинка про Что такое натяг подшипника. Фото Что такое натяг подшипникаРис 5. Осевые зазоры

Несмотря на имеющиеся таблицы по параметрам внутренних зазоров, более точные контролируемые параметры можно выяснить только у производителей. Некоторые заводы – изготовители для радиально-упорных, конических или двухрядных радиальных изделий приводят величину осевого зазора, а не радиального, так как этот параметр для подшипников наиболее важен.

Рекомендуемый осевой зазор, мкм, для шариковых радиально-упорных однорядных подшипников

Источник

Предварительный натяг в опорах и дуплексация подшипников качения

1. Предварительный натяг в опорах с подшипниками качения

Зазоры в подшипниках и упругие деформации его деталей при работе под действием нагрузки вызывают осевые и радиальные вибрации вала, которые в ряде машин и механизмов недопустимы. Жесткость опор на подшипниках качения может быть значительно повышена при создании предварительного натяга. В обычных подшипниках относительное осевое смещение колец под действием осевой нагрузки слагается из свободного перемещения в пределах имеющейся в подшипнике осевой игры, а также от упругой деформации рабочих поверхностей в местах контакта тел качения с дорожками качения. Сущность предварительного натяга заключается в том, что пара подшипников получает предварительную осевую нагрузку, которая ликвидирует осевую игру в комплекте, создавая начальную упругую деформацию в местах контакта рабочих поверхностей колец с телами качения. Если затем к подшипнику приложить рабочую осевую нагрузку, то относительное перемещение его колец вследствие дополнительной деформации рабочих поверхностей будет значительно меньше, чем до создания предварительного натяга.

Предварительный натяг вызывает одинаковую деформацию в обоих подшипниках, а вал на участке установки пары подшипников испытывает растяжение от нагрузки Ао (рис. 1, а).

Что такое натяг подшипника. Смотреть фото Что такое натяг подшипника. Смотреть картинку Что такое натяг подшипника. Картинка про Что такое натяг подшипника. Фото Что такое натяг подшипника

Рис. 1. Опора на подшипниках с предварительным натягом до (а) и после (б) приложения рабочей осевой нагрузки А

После приложения рабочей осевой нагрузки А увеличивается нагружение подшипника 1 (рис. 1, б) и уменьшается нагружение подшипника 2, а растягивающее усилие на валу уменьшается на величину Т. В результате давление на шарики подшипника 2 составит Ао–Т, а давление на шарики подшипника 1 будет А+Ао–Т. По мере увеличения осевой рабочей нагрузки А при определенном соотношении сил подшипник 2 и вал будут полностью разгружены от усилия, а подшипник 1 будет находиться только под действием внешней осевой нагрузки А.

Предварительный натяг увеличивает внутреннее трение в подшипниках (особенно конических), однако под действием рабочей нагрузки создание предварительного натяга на внутреннее трение практически не влияет.

По мере износа тел и дорожек качения в процессе эксплуатации предварительный натяг будет уменьшаться, и если не принять соответствующие меры, то в подшипнике образуется осевая игра на величину зазора. Для сохранения в подшипниковых узлах предварительного натяга в процессе эксплуатации, предусматривают в них компенсирующие устройства, поддерживающие предварительный натяг на постоянном уровне, что сохраняет работоспособность механизма (шлифовального шпинделя станка).

Минимальный предварительный натяг для радиально-упорных подшипников:

Что такое натяг подшипника. Смотреть фото Что такое натяг подшипника. Смотреть картинку Что такое натяг подшипника. Картинка про Что такое натяг подшипника. Фото Что такое натяг подшипника

где Fr – радиальная нагрузка на подшипник, Н; Fa – осевая нагрузка, Н; α° – угол контакта.

Знак «+» относится к подшипнику, воспринимающему действующую осевую нагрузку; знак «–» – к подшипнику, который под действием внешней осевой нагрузки разгружается от усилий предварительного натяга. Усилие предварительного натяга А0min выбирают по наибольшему из двух полученных значений.

Предварительный натяг подшипников обычно заключается в принудительном смещении одного из колец подшипника в осевом направлении относительно другого кольца на величину, соответствующую требуемому предварительному натягу. Это достигается приложением постоянной предварительной нагрузки.

С предварительным натягом устанавливают подшипники шариковые радиальные, радиально-упорные, роликовые конические, а также подшипники с короткими цилиндрическими роликами типа 3182000, монтируемые на конусную шейку вала с натягом, способным вызвать расширение внутреннего кольца и полностью ликвидировать в подшипнике радиальный зазор.

Основные методы выполнения предварительного натяга у радиальных и радиально-упорных шарикоподшипников: при помощи прокладок или втулок разной длины (рис. 2, а), путем осевого сжатия друг с другом наружных и внутренних колец; с помощью пружин, опирающихся на кольцо подшипника (рис. 2, б); регулирующей гайкой (рис. 2, а), доведенной до соприкосновения с кольцом подшипника и затем завернутой на заранее установленный угол, исходя из требуемого осевого смещения кольца, или крышкой. Сборка должна быть выполнена с учетом компенсации погрешностей колец подшипников.

Что такое натяг подшипника. Смотреть фото Что такое натяг подшипника. Смотреть картинку Что такое натяг подшипника. Картинка про Что такое натяг подшипника. Фото Что такое натяг подшипника

Рис. 2. Создание предварительного натяга с помощью: а – втулок различной длины; б – пружин

Подшипники, работающие с предварительным натягом, должны быть тщательно подобраны попарно, с минимальной разницей допусков на ширину колец и отклонениями от параллельности торцовых поверхностей, а также с минимальными значениями радиального биения посадочных цилиндрических поверхностей и осевого биения торцов, т.е. должна быть произведена их дуплексация.

2. Дуплексация подшипников

Дуплексация подшипников – подбор комплекта шариковых радиально-упорных подшипников по параллельности беговой дорожки и торцов, доработка по точности посадочных поверхностей деталей, их соединяющих, для выбора зазоров (рис. 3).

Что такое натяг подшипника. Смотреть фото Что такое натяг подшипника. Смотреть картинку Что такое натяг подшипника. Картинка про Что такое натяг подшипника. Фото Что такое натяг подшипника

Рис. 3. Дуплексация подшипников: а – определением размера внутреннего кольца; б – определением размера наружного кольца

Точность сопрягаемых с подшипниками деталей должна соответствовать указанной в чертежах точности подшипников, применяемых в сборочной единице. Например, цилиндричность и конусность отверстия шариковых радиально-упорных подшипников для внутришлифовального шпинделя станка, параллельность беговой дорожки и торцов, радиальное биение и параллельность торцов подшипников – не более 0,5 мкм. Допуск точности шариков по размеру и форме – не более 0,125 мкм. Разброс угла контакта шариков с дорожками качения – не более 1-2° у пары подшипников.

При дуплексированной установке этой пары подшипников необходимо обеспечить точность шеек шпинделя и посадочных отверстий в корпусе под подшипники: круглость – 0,5-2 мкм, овальность – 1-3 мкм, радиальное биение относительно оси – 1-2 мкм, несоосность отверстий под подшипники в корпусе – 2 мкм на длине 400 мм, шероховатость поверхности – Ra=0,025-0,1 мкм. В зависимости от радиального размера подшипников величина осевого усилия, которым обеспечивается предварительный натяг подшипников, может изменяться от 30 до 60 кГ.

Источник

Радиально-упорные подшипники

Что такое натяг подшипника. Смотреть фото Что такое натяг подшипника. Смотреть картинку Что такое натяг подшипника. Картинка про Что такое натяг подшипника. Фото Что такое натяг подшипника

Шариковые радиально-упорные подшипники почти всегда применяют в парной зеркальной установке с обязательной осевой затяжкой.

Способ затяжки и расположение подшипников влияют на работу узла. Затяжка внутренних обойм (рис. 776, а), когда оси качения шариков скрещиваются между подшипниками (схема Х), обеспечивает большую жесткость узла, чем затяжка наружных обойм (вид б). Когда оси качения располагаются вне подшипников (схема О).

Это хорошо видно на рис. 776, г, изображающем особенно неудачное расположение по схеме О, при котором поверхности качения наружных обойм почти точно укладываются в сферу с центром в оси симметрии установки. Устойчивость вала против выворачивающего действия поперечной силы Р невелики; вал оказывается как бы расположенным на сферической опоре. Расположение по схеме X (вид в) придает валу полную устойчивость.

В зависимости от схемы установки подшипники по-разному реагируют на тепловые деформации системы. Если корпус при работе нагревается больше, чем вал, или выполнен из материала с более высоким коэффициентом линейного расширения, то в схеме X осевой натяг увеличивается, а в схеме О — уменьшается.

Что такое натяг подшипника. Смотреть фото Что такое натяг подшипника. Смотреть картинку Что такое натяг подшипника. Картинка про Что такое натяг подшипника. Фото Что такое натяг подшипника

Если же температура вала больше температуры корпуса, то в схеме X натяг ослабевает, а в схеме О — увеличивается.

Гироскопические моменты

В радиально-упорных подшипниках вследствие наклона оси вращения шариков под углом β к оси вращения подшипника шарики подвергаются действию гироскопических моментов, стремящихся повернуть шарик вокруг собственной оси, касательной к направлению окружной скорости шарика (рис. 777, а).

Что такое натяг подшипника. Смотреть фото Что такое натяг подшипника. Смотреть картинку Что такое натяг подшипника. Картинка про Что такое натяг подшипника. Фото Что такое натяг подшипника

Что такое натяг подшипника. Смотреть фото Что такое натяг подшипника. Смотреть картинку Что такое натяг подшипника. Картинка про Что такое натяг подшипника. Фото Что такое натяг подшипника

где w0 — угловая скорость центра шарика, вращающегося вокруг оси подшипника, рад·с –1 ; wш — угловая скорость шарика при вращении вокруг собственной оси; I — момент инерции шарика;

Что такое натяг подшипника. Смотреть фото Что такое натяг подшипника. Смотреть картинку Что такое натяг подшипника. Картинка про Что такое натяг подшипника. Фото Что такое натяг подшипника

где dш — диаметр шарика, см; ρ — плотность материала шарика (для шарикоподшипниковых сталей ρ = 8·10 3 кг/м 3 ).

Угловая скорость центра шарика

Что такое натяг подшипника. Смотреть фото Что такое натяг подшипника. Смотреть картинку Что такое натяг подшипника. Картинка про Что такое натяг подшипника. Фото Что такое натяг подшипника

где w — угловая скорость вала (w = πn/30); D’ и d’ — диаметры окружностей контакта соответственно на наружной и внутренней обоймах;

Что такое натяг подшипника. Смотреть фото Что такое натяг подшипника. Смотреть картинку Что такое натяг подшипника. Картинка про Что такое натяг подшипника. Фото Что такое натяг подшипника

где dср — средний диаметр подшипника.

Для подшипников легкой серии dш/d = 0,18—0,22, средней серии 0,22—0,25, тяжелой серии 0,27—0,3.

Угловая скорость шарика при вращении вокруг собственной оси

Что такое натяг подшипника. Смотреть фото Что такое натяг подшипника. Смотреть картинку Что такое натяг подшипника. Картинка про Что такое натяг подшипника. Фото Что такое натяг подшипника

Подставляя в уравнение (348) значение I из формулы (349) и wш из формулы (353), получаем

Что такое натяг подшипника. Смотреть фото Что такое натяг подшипника. Смотреть картинку Что такое натяг подшипника. Картинка про Что такое натяг подшипника. Фото Что такое натяг подшипника

Как видно из этого уравнения, гироскопический момент пропорционален квадрату угловой скорости и четвертой степени диаметра шарика. Он возрастает по синусоидальному закону с увеличением угла контакта β, достигая максимальной величины в упорных подшипниках, у которых β = 90° (вид в).

Удобно выразить гироскопический момент через центробежную силу шарика:

Что такое натяг подшипника. Смотреть фото Что такое натяг подшипника. Смотреть картинку Что такое натяг подшипника. Картинка про Что такое натяг подшипника. Фото Что такое натяг подшипника

Вводя значение Рцб в формулу (354), получаем

Что такое натяг подшипника. Смотреть фото Что такое натяг подшипника. Смотреть картинку Что такое натяг подшипника. Картинка про Что такое натяг подшипника. Фото Что такое натяг подшипника

Подставляя D’ из формулы (351) и вводя обозначение dш/dср = а, находим

Что такое натяг подшипника. Смотреть фото Что такое натяг подшипника. Смотреть картинку Что такое натяг подшипника. Картинка про Что такое натяг подшипника. Фото Что такое натяг подшипника

Вращению шарика под действием Мг препятствует момент трения (вид б):

Что такое натяг подшипника. Смотреть фото Что такое натяг подшипника. Смотреть картинку Что такое натяг подшипника. Картинка про Что такое натяг подшипника. Фото Что такое натяг подшипника

где f — коэффициент трения скольжения (вследствие неизбежных при работе подшипника вибраций коэффициент трения имеет незначительную величину f = 0,01—0,02); N — реактивная сила на поверхности контакта; при равномерном распределении нагрузки по шарикам

Что такое натяг подшипника. Смотреть фото Что такое натяг подшипника. Смотреть картинку Что такое натяг подшипника. Картинка про Что такое натяг подшипника. Фото Что такое натяг подшипника

здесь А — осевая нагрузка на подшипник; z — число шариков.

Что такое натяг подшипника. Смотреть фото Что такое натяг подшипника. Смотреть картинку Что такое натяг подшипника. Картинка про Что такое натяг подшипника. Фото Что такое натяг подшипника

Вращение шариков не происходит, если

Что такое натяг подшипника. Смотреть фото Что такое натяг подшипника. Смотреть картинку Что такое натяг подшипника. Картинка про Что такое натяг подшипника. Фото Что такое натяг подшипника

Подставляя в это соотношение значение Мтр из формулы (358) и Мг из формулы (356), находим минимальную величину осевой нагрузки, при которой вращение не происходит

Что такое натяг подшипника. Смотреть фото Что такое натяг подшипника. Смотреть картинку Что такое натяг подшипника. Картинка про Что такое натяг подшипника. Фото Что такое натяг подшипника

или ввиду того, что

Что такое натяг подшипника. Смотреть фото Что такое натяг подшипника. Смотреть картинку Что такое натяг подшипника. Картинка про Что такое натяг подшипника. Фото Что такое натяг подшипника

Рассчитаем подшипник 46316 средней серии (d = 8 см; D = 17 см; dср = 12,5 см; dш = 2,8 см; β = 26°; число шариков z = 12).

Примем n = 3000 об/мин (w = 314 рад·с –1 ); коэффициент трения f = 0,02.

Диаметры окружностей контакта по формулам (351) и (352)

Что такое натяг подшипника. Смотреть фото Что такое натяг подшипника. Смотреть картинку Что такое натяг подшипника. Картинка про Что такое натяг подшипника. Фото Что такое натяг подшипника

Угловая скорость центров шариков по формуле (350)

Что такое натяг подшипника. Смотреть фото Что такое натяг подшипника. Смотреть картинку Что такое натяг подшипника. Картинка про Что такое натяг подшипника. Фото Что такое натяг подшипника

Центробежная сила шарика по формуле (355)

Что такое натяг подшипника. Смотреть фото Что такое натяг подшипника. Смотреть картинку Что такое натяг подшипника. Картинка про Что такое натяг подшипника. Фото Что такое натяг подшипника

Минимальная осевая сила, предупреждающая вращение шариков, по формуле (359)

Что такое натяг подшипника. Смотреть фото Что такое натяг подшипника. Смотреть картинку Что такое натяг подшипника. Картинка про Что такое натяг подшипника. Фото Что такое натяг подшипника

В подшипниках, нагруженных достаточно большой осевой силой, вращение шариков обычно не происходит (за исключением шариков, диаметр которых в пределах допуска на изготовление меньше диаметра остальных шариков).

В ненагруженных подшипниках (замыкающие подшипники парных установок) вращение наблюдается при недостаточно сильной затяжке, а также при ослаблении натяга в результате осевого перемещения вала под действием рабочей нагрузки.

В подшипниках, нагруженных только радиальной силой, вращение может происходить в ненагруженной зоне подшипника. Для предотвращения этого явления необходимо затягивать подшипники достаточно большой осевой силой (А > Аmin).

В радиальных шариковых подшипниках гироскопические моменты возникают при наклоне линий контакта в результате приложения осевых сил, а также при перекосах подшипника. Вследствие незначительности углов β гироскопические моменты невелики.

В конических роликовых подшипниках гироскопические моменты, достигающие при больших углах β значительной величины, воспринимаются поверхностями контакта и вызывают увеличение кромочных нагрузок.

Предварительный натяг

Правильно выбранный натяг обеспечивает плотное прилегание шариков к беговым дорожкам, уменьшает износ поверхностей качения, повышает нагружаемость и долговечность подшипников, предупреждает вращение шариков под действием гироскопических моментов и, следовательно, снижает коэффициент трения.

Чрезмерный натяг столь же опасен, как и недостаточный, так как вызывает защемление шариков, перегрузку поверхностей качения и повышенное тепловыделение.

Предварительный натяг осуществляют следующими основными способами:

1) затяжкой подшипников на мерное осевое смещение наружных обойм относительно внутренних;

2) затяжкой подшипников до получения определенного момента сопротивления вращению;

3) приложением к подшипникам постоянной осевой силы (пружинный натяг).

При первом способе между внутренними и наружными обоймами парных подшипников устанавливают дистанционные втулки неравной длины. При установке по схеме X (см. рис. 776) внутренние обоймы затягивают гайкой 1 (рис. 778, а) до упора в торец дистанционной втулки. При этом в схеме возникает натяг, определяемый разностью (а) длин втулок.

Что такое натяг подшипника. Смотреть фото Что такое натяг подшипника. Смотреть картинку Что такое натяг подшипника. Картинка про Что такое натяг подшипника. Фото Что такое натяг подшипника

При установке по схеме О (вид б) затягивают гайкой 2 наружные обоймы до упора в торец внешней дистанционной втулки.

Применяют также затяжку наружных обойм концевой шайбой 3 (вид в) до выбора зазора (а), регулируемого мерными шайбами 4. Если подшипники расположены рядом (виды г, д), натяг достигается установкой между обоймами калиброванных шайб 5 толщиной, отличающейся на величину (а) от толщины фиксирующего элемента (кольцевого стопора).

Промышленность выпускает сдвоенные радиально-упорные подшипники с заранее установленным зазором (а), выбираемым при затяжке (виды е—з).

Необходимый натяг зависит от формы поверхностей качения, угла контакта, расстояния между подшипниками, характера нагрузки, частоты вращения, температуры узла, коэффициента трения, величины рабочей нагрузки (радиальной и осевой) и других факторов. Учесть в расчете все эти факторы очень трудно.

Заводы-изготовители, выпускающие подшипники для установки с предварительным натягом, придерживаются норм, действительных только для подшипников данного типоразмера и с данным расстоянием между подшипниками. В остальных случаях приходится подбирать натяг опытным путем.

Ориентировочные цифры: для подшипников малого и среднего размера при установке на небольшом расстоянии один от другого а = 0,05—0,07 мм, для крупных подшипников 0,07—0,12 мм. При высоких нагрузках, малых частотах вращения и больших углах контакта применяют большие значения (а); при больших частотах вращения и малых углах контакта — меньшие.

Рекомендуется избегать совместного натяга подшипников, расположенных на больших расстояниях один от другого, когда возникают трудно учитываемые деформации. В таких случаях целесообразно выполнять фиксирующую опору в виде сдвоенных подшипников 6 с предварительным натягом, а вторую опору сделать плавающей в виде радиального (вид и) или сдвоенного (вид к) подшипника с предварительным натягом.

В опорах, где первоначальный натяг быстро теряется (тяжелонагруженные опоры, подшипники с малым углом контакта β), необходимо предусматривать возможность периодической подтяжки подшипников.

Регулировка с помощью калиброванных шайб 1 (рис. 779, а) неудобна. Чаще применяют бесступенчатое регулирование посредством затяжки гайкой 2 внутренних (вид б) или гайкой 3 наружных (вид в) обойм. Остальные обоймы (наружные на виде б и внутренние на виде в) устанавливают жестко.

Что такое натяг подшипника. Смотреть фото Что такое натяг подшипника. Смотреть картинку Что такое натяг подшипника. Картинка про Что такое натяг подшипника. Фото Что такое натяг подшипника

Натяг регулируют путем затяжки гаек до получения беззазорного, но достаточно легкого вращения.

Обычно применяют следующие достаточно грубые способы.

1. Гайку затягивают до момента, пока вал (или установленная на нем деталь) перестает вращаться от руки, после чего гайку отвертывают на определенный угол (обычно на четверть оборота) и стопорят в этом положении.

2. Гайку затягивают до отказа и затем медленно отвертывают, постепенно прилагая к проверяемой детали усилие руки. Как только деталь начинает вращаться, гайку стопорят.

Если к деталям присоединены какие-либо механизмы, исключающие возможность проворачивания, то гайку затягивают нормированным моментом, предварительно устанавливаемым опытным путем. При этом надо учитывать переменность трения в резьбе и на посадочной поверхности затягиваемой обоймы. Повышенное трение может поглотить большую часть силы затяжки.

Пружинный предварительный натяг

При этом способе в систему вводят спиральные или тарельчатые пружины, обеспечивающие натяг практически постоянной величины, почти независимо от износа поверхностей качения, колебаний линейных размеров и тепловых деформаций.

Пружинный натяг применяют:

— в опорах, расположенных на больших расстояниях одна от другой;

— в прецизионных узлах, где необходимо исключить биения, нарушающие точность производимых машиной операций;

— в быстроходных агрегатах, где зазоры вызывают смещение центра тяжести вращающихся деталей с геометрической оси вращения и появление повышенных центробежных нагрузок;

— в агрегатах, подверженных динамическим нагрузкам, где зазоры приводят к разбиванию и быстрому износу поверхностей качения.

В схеме пружинного натяга (рис. 780, а) подшипник 1 жестко закреплен на валу и в корпусе; подшипник 2 плавает наружной обоймой в корпусе. Плавающая обойма нагружена пружинами, создающими в обоих подшипниках постоянный натяг.

Что такое натяг подшипника. Смотреть фото Что такое натяг подшипника. Смотреть картинку Что такое натяг подшипника. Картинка про Что такое натяг подшипника. Фото Что такое натяг подшипника

Конструкция (б) отличается от предыдущей тем, что подшипник 2 плавает внутренней обоймой на валу.

Недостаток обеих конструкций состоит в том, что вал жестко зафиксирован только в одном направлении (светлые стрелки). В противоположном направлении вал фиксируется только силами пружин и при осевой нагрузке, превышающей силу пружин, может перемещаться в пределах зазора (s) в натяжном устройстве.

Эти конструкции применимы в случаях:

— когда рабочая осевая нагрузка направлена в одну сторону, а нагрузок в противоположном направлении нет или они невелики по сравнению с силой затяжки пружин;

— когда допустимо осевое смещение вала в пределах зазора под действием повышенных сил, противоположных рабочей нагрузке.

Практически беззазорную фиксацию обеспечивает конструкция (в), где подшипники установлены с предварительным натягом путем затяжки на внутреннюю дистанционную втулку 3, длина которой несколько меньше длины внешней дистанционной втулки 4. Натяг создается спиральной пружиной, действующей на наружные обоймы подшипников.

Так как подшипники установлены в корпусе жестко, то конструкцию применяют при небольших расстояниях между подшипниками, когда тепловые деформации невелики.

При больших расстояниях фиксирующую опору выполняют в виде спаренных радиально-упорных подшипников 5 с пружинным предварительным натягом (вид г). Вторую опору делают плавающей в виде одиночного радиально-упорного подшипника 6 с пружинным натягом или в виде сдвоенных радиально-упорных подшипников 7 (вид д) с предварительным натягом.

Определить силу пружинного предварительного натяга расчетным путем трудно. Расчет натяга из условия предупреждения вращения шариков под действием гироскопических моментов по формуле (359) дает даже при коэффициентах запаса 1,5—2 уменьшенные значения силы предварительного натяга. Это объясняется тем, что сила пружин должна быть достаточной для преодоления силы трения на посадочных поверхностях подвижных обойм, поэтому силу предварительного натяга устанавливают опытным путем.

В системах с пружинным натягом должны быть предусмотрены средства регулирования силы пружин.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *