Справочник

Конструкции деталей под подшипники качения

1. Конструкция стаканов

В зависимости от схемы расположения подшипников стаканы конструируют по одному из вариантов, представленных на рис. 1. При постановке стакана в корпус с натягом фланец выполняют уменьшенным без отверстий под винты.

Конструкции стаканов для подшипников

Рис. 1. Конструкции стаканов для подшипников: а – для универсальной сборки; б – для двух конических подшипников (внутри стакана); в – для двух конических подшипников (один снаружи и один внутри); г – для двух конических подшипников с буртами

Стаканы обычно выполняют из чугунного литья марки СЧ15 и из стали, которые применяют в чугунном или силуминовом корпусе при значительных нагрузках.

Толщину стенки стаканов δ, мм, принимают в зависимости от диаметра D отверстия стакана под подшипник по табл. 1.

Таблица 1. Выбор толщины стенки стакана δ

Диаметр отверстия, D, ммТолщина стенки, δ, мм
до 524…5
свыше 52 до 806…8
свыше 80 до 1208…10
свыше 120 до 17010…12,5

Толщину упорного буртика δ1 и толщину фланца δ2 (рис. 1) принимают: δ1 ≈ δ; δ2 ≈ 1,2δ. Высоту упорного буртика h назначают по той же зависимости, что и высоту заплечика вала (табл. 4) по формуле:

диаметр буртика –

Диаметр фланца Dф следует выполнять минимальным. Для этого принимают:

где d – диаметр винта. Число винтов для крепления стакана к корпусу – в табл. 2.

Таблица 2. Число винтов для крепления стакана к корпусу

D0, мм21÷3740÷6265÷7580÷95100÷145
d, мм568810
Число винтов34466

Вместо фланца может быть выполнен буртик, наружный диаметр которого равен:

а высота его равна высоте фланца.

У торцов наружной цилиндрической поверхности и отверстия стакана выполняют фаски для удобства его установки в корпус и монтажа подшипников (рис. 1). Чтобы торец фланца стакана и торец корпуса сопрягались по плоскости, в углу на наружной поверхности стакана выполняют канавку для выхода шлифовального круга такого же профиля и размеров, как для валов (табл. 2).

Для уменьшения наружной посадочной поверхности стакана иногда делают занижение в средней части сопрягаемой поверхности стакана (лучше, где нет подшипника) или на выступающей части из корпуса до 0,5 ÷ 1,0 мм на диаметр (рис. 2).

Посадка стакана в корпус

Рис. 2. Посадка стакана в корпус

Длину посадочных участков внутри стакана берут равной или на 1-2 мм больше ширины кольца подшипника. Канавки в отверстиях стаканов делать не следует, поскольку их выполнять сложнее, чем на наружной поверхности. Кроме того, они затрудняют установку подшипников.

Стаканы для подшипников вала конической шестерни перемещают при сборке для регулировки осевого положения конической шестерни. Для этого применяют посадку стакана в корпусе H7/js6. Другие стаканы после их установки в корпус остаются неподвижными. Тогда применяют посадки типа H7/ k6 или H7/m6.

2. Конструкция крышек и уплотнений для подшипников

Осевое положение вала в корпусе определяется с помощью торцовых крышек. Торцовые крышки должны быть достаточно прочными, чтобы выдержать осевые нагрузки, передаваемые валами через наружные кольца подшипников.

Крышки подшипников изготовляют из чугуна марки СЧ15. Различают крышки глухие и с отверстиями для прохода валов (табл. 3). Крышки изготовляются с центрирующим выступом и без него. Центрирующий выступ обычно контактирует с наружным кольцом подшипника для фиксирования положения вала в корпусе. Наружный диаметр выступа равен диаметру расточки под подшипник по посадке h9, а внутренний соответствует размеру t в стакане. Толщина и наружный диаметр фланца, диаметр, на котором расположены отверстия и их количество, определяются так же, как для стакана.

Если крышка не имеет контакта с подшипником, то она может быть выполнена без центрирующего пояска (плоской) (табл. 3, тип 1).

Если крышка выполнена с отверстием для прохода вала, то она отличается тем, что в ней, как правило, предусматривается место для установки уплотнения, которое защищает подшипник от попадания грязи и от вытекания смазки. Наличие уплотнения и деталей крепления подшипника на валу определяет в осевом сечении конфигурацию торцовой наружной и внутренней поверхности крышки (табл. 3, тип 2 и 3).

Таблица 3. Размеры глухих прижимных крышек

Размеры глухих прижимных крышек
DD1D2D3Отверстия под винтыНН2H1b
ddld2число
40-42

44-47

54

60

70

78

34

38

712144102054
50-52668244
55-58

60-62

759548

52

227
65-68

70-72

75

84

90

105

110

58

62

64

915204122684
80-85

90-95

100

110

120

130

72

80

6
10012014590
105-11013015595
115-120

125-130

140

150

165

175

105

115

1118246153295
135-140160185125
145170195130

Уплотнения валов, размещаемых в крышках, приведены на рис. 3.

Уплотнения валов, размещаемых в крышках

Рис. 3. Уплотнения валов, размещаемых в крышках: а – манжетное; б – щелевое (l=0,2…0,4; t=4,5…6; r=1,2…2); в – лабиринтное (l=0,2…0,4; f1=1…2; f2=1,5…3)

Так как щелевые уплотнения недостаточно надежно защищают подшипники от попадания пыли и грязи, то их применяют для подшипников качения машин, работающих в чистой и сухой воздушной среде (табл. 4).

Лабиринтные уплотнения (рис. 3, в) самые надежные, особенно при больших частотах вращения валов. Уплотнения, основанные на действии центробежной силы, применяют в качестве наружных и внутренних. В ответственных случаях применяют комбинированные уплотнения.

Таблица 4. Размеры щелевых уплотнений с кольцевыми проточками, мм

Размеры щелевых уплотнений с кольцевыми проточками Размеры щелевых уплотнений с кольцевыми проточками
dвеtt1ra
10-500,24,531,52
50-800,34,531,52
80-1100,46423
110-1800,57,552,53

3. Уплотнения манжетные резиновые армированные для валов

Уплотнения манжетные резиновые армированные для валов предназначены для работы в среде минеральных масел и воды при избыточном давлении не более 5 Н/см2 и в интервале температур от минус 45 до 120°С и кратковременно (не более 2 ч) до 130°С. Манжета не должна нагреваться выше 90°С. При шлифованных шейках вала под уплотнение окружная скорость поверхности шейки вала может достигать 8 м/с, при полированных – выше (рис. 3, а).

Уплотнения манжетные резиновые армированные для валов предназначены предотвратить вытекание масла в месте выхода вращающегося вала из корпуса. Манжета предотвращает также попадание воды и грязи в корпус. Разность давлений по обе стороны манжеты не должна превышать 5 Н/см2.

К сопряженным деталям предъявляются следующие требования:

для вала (втулки)

  • а) твердость поверхности трения не менее 50 HRC;
  • б) допускаемое отклонение не более h11;
  • в) шероховатость не ниже Ra=0,32 с последующей полировкой, не допускаются продольные риски и другие дефекты;

для посадочного гнезда (отверстия)

  • а) допускаемое отклонение по Н8;
  • б) шероховатость поверхности не ниже Ra 2,5.

Для монтажа манжеты необходимо предусматривать заходную фаску 15° (рис. 4). Рабочая кромка манжеты при снятой пружине должна без зазора прилегать к валу по всей окружности. К рабочей кромке манжеты должен быть обеспечен доступ смазки.

Таблица 5. Размеры уплотнений манжетных резиновых армированных, мм

Размеры уплотнений манжетных резиновых армированных
dDh1h2dDh1h2dDh1h2dDh1h2
287454565101495
153072847101470751001216
3285065102
162864748701014801051216
3073050101472110
328527085110

115

1216
3584850721014
183063250101475115
328527211014901201216
357355010145275125
37855801216120
2032657751014951251216
3585855801216130
378123652

55

58

101482100125

130

135

1216
388751014
40101458801216
421082

Таблица 6. Размеры прижимных крышек с отверстиями для манжетных уплотнений, мм

Размеры прижимных крышек с отверстиями для манжетных уплотнений
DD1D2D3D4Крепежные отверстияНhh1ВbsB1b1lh2
dd1d2n
13; 1512; 158; 11
151511
65; 68;

70; 72;

75

84

90

90

105

110

110

58

62

64

68

72

72

9152041761215415112; 32
12; 153
15
80; 85

90; 95

100

110

120

130

72

80

80

92

6286
3
100

105; 110

120

130

145

155

90

95

100

110

1118242381518; 20571711; 13;

6

20
Примечания:

  1. Размеры под манжетное уплотнение – см. табл. 5.
  2. Диаметр отверстия в крышке (отклонение по Н12) определяется по соответствующему диаметру вала или втулки.
  3. Значения Н1, h3, l3 крышек для конических подшипников выбирать из ряда.
РазмерыДиаметр вала или втулки
151720253035404550
H1222227282830283133
h37712131010121315
l1101012121313151618

Защита для манжеты

Рис. 4. Защита для манжеты 

При запыленности внешней среды перед манжетой необходимо устанавливать защитные устройства (отражатели, уплотнения с кольцевыми проточками, лабиринтные уплотнения и др.). Для предохранения манжеты от выворачивания при перепаде давления более 5 Н/см2, а также при сборке и работе рекомендуется применять конусный упор 1 (рис. 4), и для защиты вала от износа рекомендуется устанавливать втулку 2.

Размеры уплотнений манжетных резиновых приведены в табл. 5.

Размеры крышек под уплотнения манжетные резиновые приведены в табл. 6.

4. Войлочные уплотнения

Кольца войлочных уплотнений изготовляются из войлока грубошерстного по ГОСТ 6418-81, полугрубошерстного по ГОСТ 6308-71 и предназначены для работы при окружной скорости поверхности шейки вала не более 2-3 м/с; тонкошерстного войлока и предназначены для работы при окружной скорости поверхности шейки вала не более 5 м/с.

Твердость шейки вала рекомендуют не менее 45 HRC.

Войлочные уплотнения не рекомендуют применять в ответственных конструкциях и в условиях повышенной загрязненности окружающей среды; при наличии избыточного давления с одной из сторон кольца и при температурах свыше 90°С.

При работе войлочных уплотнений в среде, вызывающей повышенный износ валов, рекомендуется устанавливать на вал защитные втулки диаметром d (табл. 7).

Таблица 7. Размеры войлочных уплотнений и канавок для них, мм

Размеры войлочных уплотнений и канавок для них
ПроточкаКольцо
dd1DbSmind2D1b1
СтальЧугун
2021313101319303,5
222333321323,5
252638424375,0
2829412720
303143122942
3233453144
3536483447
3839513750
4041533952
4243554151
4546584457
4849614760
505167549666,0
5253695168
555672155471
58

60

59

61

75

77

57

59

74

76

6263796178
6566826481
6869856784
707189669887,0
7273917190
7576947493
7879977796

При работе в сильно загрязненной, пыльной и влажной среде рекомендуется применять войлочные кольца в сочетании с уплотнениями с кольцевыми проточками и с лабиринтными уплотнениями.

Контактные уплотнения в виде колец из войлока или фетра (табл. 7) перед укладкой в расточку в крышке пропитывают маслом, нагретым до 80-90°С.

Войлочные уплотнения более эффективны при консистентной смазке; допустимая температура – от -50 до 120°С.

5. Уплотнение кольцами из латуни, текстолита и графита

При обильной смазке применяются уплотнения из латунных колец 1 типа поршневых (рис. 5).

Уплотнения из латунных колец

Рис. 5. Уплотнения из латунных колец

Каждое кольцо закладывается в паз и силой упругости материала прижимается наружной поверхностью к сопряженной детали. В зависимости от интенсивности разбрызгивания масла в картере, устанавливают от одного до четырех уплотнительных колец.

К подобным же уплотнениям относятся текстолитовые кольца или кольца из прессованного графита, состоящие из двухтрех частей, вставленных в крышку подшипника и прижатых к валу пружинами (рис. 6).

Уплотнение, состоящее из графитовых или текстолитовых разъемных колец

Рис. 6. Уплотнение, состоящее из графитовых или текстолитовых разъемных колец

Давление кольца на вал не должно превышать 5-6 Н/см2. Уплотнения из графита могут работать при окружной скорости до

60 м/с и температуре до 360° и допускают давление до 320 Н/см2.

6. Уплотнение центробежного типа

Защитные кольца на внешней поверхности (рис. 7) имеют ребро треугольного сечения и вращаются вместе с валом. При этом вытекающее из подшипника масло отбрасывается центробежной силой на стенку корпуса и возвращается в подшипник. Размеры этих колец приведены в табл. 8.

Таблица 8. Размеры центробежных колец

dDD1Bbd1lcdDD1Bbd1lc
304665143М6б1140165200195М671,5
355275143М661150175210195М671,5
405885143М661160185220195М671,5
456592143М661170195230195М671,5
5070100164М661,5180205240195М671,5
5575105164М661,5190215250195М671,5
6080110164М661,5200230270226М882
6585115164М661,5220250290226М882
7090120164М661,5240270310226М882

уплотнения центробежного типа

Рис. 7. Защитные уплотнения центробежного типа

Для предотвращения вытекания смазочного материала из корпуса редуктора или выноса его в виде масляного тумана и брызг применяют различные уплотняющие материалы и устройства.

Разъемы составных корпусов герметизируют специальными мазями, наносимыми на плоскости разъема перед сборкой корпуса. Во фланцевых соединениях, когда положение фланца не определяет осевой зазор в подшипниковом узле, могут применяться также мягкие листовые прокладочные материалы.

Таблица 9. Кольца резиновые уплотнительные круглого сечения, мм (ГОСТ 9833-73)

Кольца резиновые уплотнительные круглого сечения
Сечение кольца Ш
Ш2,5Ш3Ш3,6Ш4,6Ш5,8Ш8,5
d1 ном
25,544,084,5105,0162,0211,5
26,549,086,5108,0167,0216,5
27,550,087,5110,0172,0221,0
28,554,088,5112,0177,0226,0
29,555,090,5115,0182,0231,0
31.058,092,0118,0187,0236,0
33,059,093,0120,0191,5241,0
35,062,094,0122,5196,5245,5

В настоящее время для герметизации фланцевых соединений широко применяют уплотнения в виде резиновых колец круглого сечения (табл. 9).

7. Уплотнение круглым кольцом

Для герметизации стыков типа фланец-корпус с центровочным буртом применяют установки колец в канавку (табл. 10, б), в торец (табл. 10, в) и в фаску (табл. 10, г). Установка колец в канавку занимает больше места в осевом направлении, но удобна при совмещении с регулировочными прокладками между фланцем и корпусом для осевого зазора, поскольку в этом случае изменение толщины прокладок не связано с деформацией сечения кольца, которым производится уплотнение по посадочной поверхности. Размеры установочных мест под резиновые уплотнительные кольца круглого сечения приведены в табл. 10. Эти же кольца можно применять для уплотнения плоских стыков (не обязательно круговых). Для этого на одной из соединяемых деталей должна быть выполнена канавка. Примеры кругового уплотнения кольцами приведены в табл. 10.

Таблица 10. Размеры сечений круглых колец и установочных мест для них, мм

Размеры сечений круглых колец
РазмерыДиаметр кольца, d, мм
2,53,03,64,6
D24-5425-10028-20536-260
b3,64,04,75,6
h1,852,352,83,7
с2,02,02,52,5
а3,54,55,06,0
е1,852,22,63,3
М3,34,25,07,2

8. Защита подшипников

Для защиты подшипника от обильной жидкой смазки и от попадания в них продуктов износа применяют защитные шайбы (рис. 8; а, б).

Внутренние уплотняющие устройства для подшипников

Рис. 8. Внутренние уплотняющие устройства для подшипников: а и б – подвижные маслоотражательные кольца; в – неподвижное мазеудерживающее кольцо

На рис. 9 показано щелевое маслооотражательное подвижное уплотнение – диск с проточками для отделения консистентой смазки подшипника от жидкой смазки, применяемой для смазки зубчатого зацепления. Диск с буртиком b, равным заплечику, имеет 2-4 канавки треугольного профиля и наружный диаметр на 0,1-0,2 мм меньше наружного посадочного диаметра подшипника. Диск устанавливается так, чтобы его торец выступал из посадочного отверстия на 1-2 мм. К данной группе уплотнений относят также уплотнения с защитными с неподвижными шайбами (рис. 8, в).

Щелевое подвижное уплотнение с проточками

Рис. 9. Щелевое подвижное уплотнение с проточками

Торцовые уплотнения

Рис. 10. Торцовые уплотнения: а – исполнение I; б – исполнение II

9. Торцовые уплотнения

Торцовые уплотнения применяют при жидкой смазке. Торцовой частью (рис. 10) толщиной 0,5…0,6 мм уплотнение прижимается к торцу кольца подшипника и предохраняет подшипник от попадания продуктов износа и загрязнений и от вытекания масла. Размеры уплотнений приведены в табл. 11, где исполнение I предназначено для закрепления на валу, а исполнение II – для закрепления в корпусе.

Таблица 11. Уплотнительные торцовые (маслоотражательные) кольца

Уплотнительные торцовые (маслоотражательные) кольца
Диаметры

подшипника

Общие

размеры

Исполнение IИсполнение II
dDshD1dd1d2DD2
2047

52

0,3241,2

44,8

2029

33

25,7

27,2

47

52

37

40

2552

62

2,547

54,8

2536

40

31,5

32,2

52

62

42

47

3062

72

56,2

64,8

3044

48

36,3

37,2

62

72

47

56

3572

80

64,8

70,7

3548

54

43

45

72

80

56

65

401400,53,5127,510072,5140110

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *