Опора качения вала

 

Использование: в области машиностроения, в частности в подшипниковых узлах. Сущность: опора качения вала содержит цапфу вала, два радиально-упорных подшипника качения, установленных узкими торцами внутренних колец друг к другу, и устройство для обеспечения осевого натяга. Опора снабжена смонтированным на наружных кольцах подшипников ступенчатым кольцом с по меньшей мере одним осевым каналом. Наружные кольца со стороны их широких торцов выполнены с кольцевыми пазами. Устройство для обеспечения осевого натяга выполнено в виде замкнутой заполненной гидропластом камеры, образованной кольцевыми пазами наружных колец, торцами ступеней ступенчатого кольца и осевым каналом. Это обеспечивает повышение надежности и долговечности за счет поддержания требуемого натяга в процессе эксплуатации. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к подшипниковым узлам, состоящим из роликовых подшипников качения и служащим опорами валов.

Известна схема установки двух радиально-упорных подшипников в опоре, при этом в зависимости от характера внешней нагрузки подшипники в паре могут устанавливаться либо широкими торцами внутренних колец, либо широкими торцами наружных колец друг к другу [1] .

Для обеспечения предварительного натяга в таких узлах применяется подшлифовка торцов подшипников, установка набора металлических прокладок либо регулирующей гайки (крышки), осуществляющей осевое смещение колец подшипников при монтаже узла и его регулировке в процессе эксплуатации.

Недостатком данных способов осуществления натяга является уменьшение последнего в процессе эксплуатации по мере изнашивания и дорожек качения и связанная с этим необходимость периодического регулирования узла.

В качестве прототипа выбрана опора вала, содержащая два радиально-упорных конических подшипника, установленных узкими торцами внутренних колец друг к другу, и устройство создания осевого зазора-натяга в виде пружины сжатия, установленной между широкими торцами наружных колец подшипников и взаимодействующей с ними посредством нажимной втулки [2] .

Недостатком данной конструкции для осуществления осевого натяга является постоянство усилия натяга, не зависящего от внешней нагрузки, что ведет к повышенным потерям на трение при невысоких нагрузках.

Целью изобретения является повышение надежности и долговечности за счет обеспечения требуемого распределения нагрузки между подшипниками.

Поставленная цель достигается тем, что опора качения вала, содержащая цапфу вала, два радиально-упорных подшипника качения, наружные кольца которых установлены друг к другу широкими торцами, и устройство обеспечения осевого натяга, снабжена смонтированным на наружных кольцах ступенчатым кольцом с по меньшей мере одним осевым каналом, при этом наружные кольца подшипников со стороны их широких торцов выполнены с кольцевыми пазами, а устройство для обеспечения осевого натяга выполнено в виде замкнутой заполненной гидропластом камеры, образованной кольцевыми пазами наружных колец, торцами ступеней ступенчатого кольца и осевым каналом.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Опора качения вала содержит цапфу вала 1, два радиально-упорных подшипника 2, 3 качения и устройство для обеспечения осевого натяга. Наружные кольца подшипников 2, 3 установлены друг к другу широкими торцами и на них смонтировано ступенчатое кольцо 4 с осевым каналом 5. На широких торцах наружных колец подшипников 2, 3 выполнены кольцевые пазы 6, 7.

Устройство для осуществления осевого натяга выполнено в виде замкнутой заполненной гидропластом камеры 8, образованной кольцевыми пазами 6, 7, торцами ступеней ступенчатого кольца 4 и его осевым каналом 5 и взаимодействующей с наружными кольцами подшипников 2, 3. Закрепление опоры на цапфе вала 1 осуществляется посредством стопорного кольца 9.

В процессе работы внешнее осевое усилие Fа, действующее на вал 1, посредством камеры 8 с гидропластом передается через подшипник 2, нагружая его, на корпус. При этом за счет поршневого действия и разности рабочих площадей пазов 6, 7, сообщенных каналом 5, в замкнутой камере 8 создается давление рабочей среды, нагружающее также подшипник 3 осевой силой, являющейся его натягом. Величина последнего определяется рабочей площадью паза 7 и выбирается в зависимости от силовых и геометрических параметров подшипников 2, 3.

При наличии существенного износа тел и дорожек качения подшипников 2, 3 также обеспечивается необходимый натяг подшипника 3, поскольку внутренние кольца подшипников 2, 3 имеют возможность осевого смещения относительно ступенчатого кольца 4. Автоматическое обеспечение требуемого распределения усилий в опоре в процессе эксплуатации позволяет избежать необходимости в периодическом регулировании узла. Указанные факторы позволяют существенно повысить надежность и долговечность опоры. Автономность опоры (не требует внешних источников давления и имеет внутреннюю изолированную камеру 8) позволяет осуществлять ее изготовление независимо от возможных вариантов применения и обеспечить взаимозаменяемость и заданный уровень унификации. (56) 1. Комиссар А. Г. Опоры качения в тяжелых режимах эксплуатации. М. : Машиностроение, 1987.

2. Орлов П. И. Основы конструирования. Справочно-методическое пособие. М. : Машиностроение, 1977, кн. 2, рис. 464г.

Формула изобретения

ОПОРА КАЧЕНИЯ ВАЛА, содержащая цапфу и два радиально-упорных подшипника качения, установленных широкими торцами наружных колец друг к другу, а также устройство для обеспечения осевого натяга, отличающаяся тем, что она снабжена смонтированным на наружных кольцах ступенчатым кольцом с по меньшей мере одним осевым каналом, при этом наружные кольца подшипников со стороны их широких торцов выполнены с кольцевыми пазами, а устройство для обеспечения осевого натяга выполнено в виде замкнутой заполненной гидропластом камеры, образованной кольцевыми пазами наружных колец, торцами ступенчатого кольца и осевым каналом.

РИСУНКИ

Рисунок 1