Ильченко А. А. (snr_roulements@mail.ru)


В последнее время получили большое распространение так называемые корпусные шариковые подшипники различных конструкций. В отличие от стандартных шариковых они имеют наружное кольцо с внешней сферической поверхностью для компенсации перекосов (несоосности); а так же, часто и увеличенное внутреннее кольцо (обойму).

В зависимости от условий применений различаются четыре основных конструкционных типа, определяющий метод установки на вал:

·     подшипник с увеличенным внутренним кольцом и стопорными штифтами (винтами);

·     подшипник с увеличенным внутренним кольцом и эксцентриковым фиксирующим кольцом;

·     подшипник с коническим отверстием для установки с помощью закрепительной втулки;

·     подшипник со сферической наружной поверхностью основной конструкции.

Подшипники с увеличенными внутренними кольцами используются для облегчения посадки на вал и использования в качестве опор гладких валов. Такие подшипники фиксируются на валах двумя методами: при помощи стопорных штифтов (в ряде случаев винтами) и эксцентриковым кольцом.

Стопорные штифты устанавливаются в отверстия, проделанные во внутреннем кольце (обойме) подшипника и расположенные под углом 120° по отношению друг другу. Такая конфигурация позволяет надежно фиксировать подшипник на валу и предотвратить его вращение по валу в обе стороны.



Рис. 1. Фиксация с помощью штифта

Этот способ установки рекомендован:

·     при незначительных нагрузках,

·     в небыстроходных узлах,

·     для легкости разборки узла.

При повышенных температурах работы (свыше 100 °С), когда из-за линейного расширения вал удлиняется, фиксация подшипника с помощью стопорных штифтов становится не рациональной. В этом случае для компенсации температурного расширения на вале проделываются пазы под стопорные штифты (или винты), что позволяет им перемещаться в осевом направлении - "плавать". Но при всем том происходит ослабление вала (к примеру, не возможно использовать полый вал), а также уменьшается скорость вращения и воспринимаемые нагрузки.



Рис. 2. Фиксация с помощью "плавающего" винта

Более выгодным для работы при повышенных температурах является установка с помощью эксцентрикового фиксирующего кольца.

На одной стороне внутреннего кольца подшипника имеется эксцентрически расположенный выступ, который входит в паз фиксирующего кольца. При повороте фиксирующего кольца в направлении вращения вала оно входит в зацепление с внутренним кольцом, обеспечивая фиксацию подшипника на валу. Обычно для предотвращения разворачивания фиксирующего кольца используют стопорные штифты.



Рис. 3. Фиксация с помощью эксцентрикового кольца

Этот способ установки подшипника на вал используется:

·     при незначительных нагрузках,

·     в небыстроходных узлах,

·     при вращении подшипника во время работы только в одну сторону.

Когда подшипниковому узлу предъявляются повышенные требования к быстроходности и воспринимаемым нагрузкам, рекомендуются использовать подшипники установленные с помощью закрепительной втулки или основной конструкции, устанавливаемые на вал со значительным натягом.



Рис. 4. Установка с помощью закрепительной втулки

Установка с помощью закрепительной втулки используется:

·     для увеличения скорости вращения, за счет увеличения натяга между подшипником и втулкой с одной стороны, втулкой и валом с другой стороны;

·     для предотвращения проворачивания подшипника и использования на валах вращающихся в одну или попеременно в разные стороны.

Но при этом подшипниковый узел усложняется, увеличиваются его габариты и возникает возможность перетяжки подшипника при монтаже (уменьшается зазор между телами качения и обоймами), что может привести к его заклиниванию.



Рис. 5. Корпусной подшипник основной конструкции

Для уменьшения размеров подшипникового узла используют подшипники без увеличенного внутреннего кольца с цилиндрическим отверстием (так называемые подшипники основной конструкции). Однако предельная скорость вращения таких подшипников меньше, чем у подшипников устанавливаемых при помощи закрепительной втулки. Корпусные подшипники основной конструкции используются в качестве опор ступенчатых валов.

Корпусные подшипники могут воспринимать помимо радиальных нагрузок и осевые в диапазоне:

Po = 0.6 Fr+ 0.5 Fa,

где Po – статическая эквивалентная нагрузка, Fr – радиальная нагрузка, действующая на опору, Fa – осевая нагрузка, действующая на опору.

Способность воспринимать осевую нагрузку в основном зависит от способа фиксации, в меньшей степени от точности изготовления вала (посадки на вал).

На рисунке 6 приведены типичные примеры установки корпусных подшипников на вал, обеспечивающие максимальное восприятие подшипником осевой нагрузки (показана красной стрелкой).



Рис. 6. Примеры установки корпусных подшипников на валу при действии осевой нагрузки

Простейшим способом крепления на валу является упор подшипника в буртик вала (рисунок 6, а). Осевая нагрузка в этом случае передается через буртик на внутренне кольцо подшипника и далее на стопорные штифты. При этом необходимо учитывать предельный момент трения штифтов.

При действии сильных ударных и вибрационных нагрузок рекомендуется использовать осевую затяжку подшипника стопорной гайкой (рисунок 6, б), что надежно фиксирует подшипник на валу и позволяет применить более свободную посадку.

В зависимости от условий действия нагрузок возможно применение и других методов крепления на валу.


По материалам www.snr.com.ru