Устройство узла регулирования осевого зазора в подшипниках качения

 

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к редукторостроению, и может быть использовано для регулирования осевых зазоров в подшипниках качения. Устройство включает в себя две закладные крышки, одна из которых непосредственно контактирует с наружным кольцом подшипника, а вторая - через промежуточный элемент, установленный с возможностью перемещения. При этом промежуточный элемент выполнен в виде кольца, торец которого, сопрягаемый с упорным буртиком закладной крышки, имеет винтовую поверхность. Упорный буртик закладной крышки выполнен, в свою очередь, на торце с аналогичной, как на торце кольца, поверхностью, при этом закладная крышка установлена в отверстии корпуса с возможностью проворота вокруг продольной оси и фиксации в этом отверстии, а кольцо установлено в отверстии корпуса с возможностью только продольного перемещения и ограничения от проворота. Технический результат - повышение надежности регулирования осевого зазора в подшипниках качения, исключение возможности утечки масла. 2 з. п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, преимущественно к редукторостроению, а точнее к устройствам узлов регулирования зазора в опорах с подшипниками качения цилиндрических зубчатых передач редукторов, коробок передач и т.п., и может быть использовано для регулирования осевых зазоров в подшипниках качения как в процессе их сборки, так и при эксплуатации в случае износа подшипников качения.

Известны различные устройства для регулирования осевого зазора в подшипниках качения. Наиболее часто применяются для этого торцевые крышки подшипников с набором металлических прокладок [1]. В этом случае фиксация подшипников в корпусе производится торцевыми крышками подшипников, а регулировочные прокладки устанавливаются между торцом бобышки корпуса и опорной поверхностью крышки подшипника, при этом крышки на корпусе закрепляются винтами. Недостатком применения торцевых крышек подшипников является необходимость использования большого количества крепежных деталей, что неудобно и трудоемко при регулировании зазоров за счет необходимости монтажа-демонтажа крышек, манипулируя этими крепежными деталями. Это особенно отрицательно сказывается при проведении работ в труднодоступных местах.

Известно применение для регулирования осевых зазоров подшипников качения врезной (закладной) крышки [2] , где регулировочные прокладки помещаются между ее торцом и наружным кольцом подшипника. Врезные крышки могут применяться только в разъемных корпусах. Недостатком при применении таких крышек является неудобства и увеличение трудоемкости при регулировании осевых зазоров в подшипниковых опорах в процессе эксплуатации за счет необходимости разборки корпуса с крышкой.

Наиболее близким решением из известных к предложенному является устройство узла регулирования осевого зазора радиально-упорных подшипников с применением закладных крышек [3], в котором подшипники являются опорами вала, установлены в отверстиях разъемного корпуса и поджимаются двумя закладными крышками, одна из которых непосредственно контактирует с наружным кольцом подшипника, а вторая - через промежуточный элемент в виде самоустанавливающейся жесткой шайбы, имеющей возможность перемещения. При этом со средней частью упомянутой шайбы контактирует нажимной винт, установленный в осевом резьбовом отверстии закладной крышки, а шайба самоустанавливается по торцу наружного кольца подшипника благодаря наличию сферической поверхности на торце этого винта.

Недостатком такого устройства является отсутствие стопорения винта, что, несмотря на применение резьбового соединения с мелким шагом, может привести к самоотвинчиванию винта и нарушению регулировки осевого зазора в подшипниках. Кроме того, наружное кольцо подшипника имеет возможность установления с перекосом на величину зазора между его наружным диаметром и диаметром посадочного отверстия корпуса ввиду поджима кольца подшипника с приложением усилия зажима по центральной оси шайбы, что не создает необходимой жесткости соединению. При этом возможна еще и утечка масла через резьбовое соединение винта с крышкой.

Задачей изобретения является повышение надежности регулирования осевого зазора в подшипниках качения, получение гарантированной выстановки наружного кольца подшипника без перекоса и исключение возможности утечки масла через устройство узла регулирования осевого зазора.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве узла регулирования осевого зазора в подшипниках качения, являющихся опорами вала и установленных в отверстиях корпуса и крышки (далее - разъемного корпуса) с возможностью охвата их при этом двумя закладными крышками, одна из которых непосредственно контактирует с наружным кольцом подшипника, а вторая - через промежуточный элемент, установленный с возможностью перемещения, согласно изобретению промежуточный элемент выполнен в виде кольца, торец которого, сопрягаемый с упорным буртиком закладной крышки, имеет винтовую поверхность, а упорный буртик закладной крышки выполнен в свою очередь на торце с аналгичной, как на торце кольца, поверхностью.

При этом закладная крышка установлена в отверстии корпуса с возможностью проворота вокруг своей оси и фиксации в этом отверстии после регулировки осевого зазора при сборке и в процессе эксплуатации подшипников в случае их абразивного износа, а кольцо установлено в отверстии корпуса с возможностью только продольного перемещения и ограничения от проворота вокруг своей оси. Применение для регулировки осевого зазора в подшипниках качения сопрягаемых между собой по винтовой поверхности кольца и закладной крышки позволяет существенно повысить надежность регулирования зазора в подшипниках за счет повышения жесткости соединения, путем создания натяга непосредственно в зоне контактирования нажимного элемента - закладной крышки и кольца - с наружным кольцом подшипника. Этому способствует и применение самотормозящей винтовой поверхности торца кольца и упорного буртика закладной крышки.

Кроме того, кольцо, непосредственно контактирующее с подшипником, на наружной поверхности содержит продольный паз, который охватывает штырь, установленный неподвижно в корпусе с возможностью продольного перемещения кольца. При этом закладная крышка имеет возможность фиксации от проворота стопорным винтом, установленным в корпусе.

Такая конструктивная взаимосвязь элементов в узле регулирования осевого зазора обеспечивает гарантированную выстановку наружного кольца подшипника без перекоса за счет создания натяга в соединении непосредственно между нажимным кольцом и кольцом подшипника, причем первое кольцо, непосредственно контактирующее с кольцом подшипника, имеет возможность только осевого, вдоль своего паза, перемещения. А осевой поджим кольца подшипника, без торцового кругового скольжения по нему нажимным элементом дополнительно улучшает установку подшипника в отверстии корпуса за счет создания только осевого натяга в соединении.

Кроме того, закладная крышка, имеющая возможность проворачивания вокруг оси в процессе регулирования осевого зазора в подшипниках, на своей наружной поверхности со стороны наружного торца содержит уплотняющее кольцо, которое перекрывает зазор между поверхностями этой крышки и отверстия корпуса. Так решается задача исключения утечки масла через подвижную часть устройства узла регулирования осевого зазора в подшипниках качения.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 показано устройство узла регулирования осевого зазора в подшипниках качения - общий вид, в разрезе; на фиг.2 - промежуточный элемент в виде кольца; на фиг. 3 - вид А на фиг.2 - вид кольца с торца, содержащего винтовую кольцевую поверхность; на фиг.4 - кольцо в разрезном варианте; на фиг.5 - вид А на фиг.4; на фиг.6 - развертка разрезного кольца; на фиг.7 - закладная крышка, контактирующая с кольцом - общий вид; на фиг. 8 - вид Б на фиг.7 - вид закладной крышки с торца, на упорном буртике которого выполнена винтовая кольцевая поверхность.

Устройство узла регулирования осевого зазора "а" в подшипниках качения 1 и 2, являющихся опорами вала 3 и установленных в отверстиях "б" и "в" разъемного корпуса 4, включает в себя две закладные крышки 5 и 6, которые поджимают упомянутые подшипники, причем крышка 5 непосредственно контактирует с наружным кольцом подшипника 1, а крышка 6 с подшипником 2 контактирует через промежуточный элемент, в виде кольца 7 (фиг.1). Торец кольца 7 выполнен в виде винтовой кольцевой поверхности "г" (фиг.2 и 4). При этом кольцо может быть цельное (фиг.2 и 3) или разрезное (фиг.4 и 5) с зазором "В". Последний вариант выполняется для упрощения технологии изготовления кольца путем гибки из листового материала, при этом длина развертки кольца определяется по формуле: L=πD_ср-В или
L=π(D_отв-с)-B (фиг.2/6),
где D_cp - средний диаметр кольца, мм;
В - зазор между торцами концов разрезного кольца, мм;
D_отв - диаметр отверстия разъемного корпуса, в который установлен подшипник, мм;
с - толщина кольца, мм.

Кольцо 7 на наружной поверхности содержит продольный паз 8, в который входит штырь 9, установленный неподвижно в отверстии "в" нижней части разъемного корпуса 4. При этом сопряжение паза и штыря выполнено с возможностью перемещения кольца вдоль своего паза 8 под воздействием закладной крышки 6 (фиг.1-5).

В закладной крышке 6 упорный буртик 10 выполнен на своем торце, сопрягаемом с кольцом 7, с такой же винтовой кольцевой поверхностью "г", как и поверхность торца кольца 7 (фиг.7).

Закладная крышка 6 установлена в отверстии "в" корпуса 4 с возможностью проворота вокруг своей продольной оси и фиксируется от проворота после регулировки зазора в подшипниках 1 и 2 стопорным винтом 11, который установлен в крышке разъемного корпуса 4. При этом закладная крышка 6 своим кольцевым буртиком 12 установлена в кольцевое углубление 13 корпуса 4, а стопорение крышки 6 производится по этому буртику винтом 11 и контргайкой 14 (фиг.1).

Для герметизации подвижного соединения, - закладной крышки 6 относительно отверстия "в" корпуса 4, - упомянутая крышка на своей наружной поверхности в канавке 15, расположенной в зоне наружной торцевой поверхности "д", содержит уплотняющее кольцо 16 (фиг.1 и 7), выполненное из маслостойкой резины или войлочного материала.

Устройство узла регулирования осевого зазора в подшипниках качения работает следующим образом.

Регулирование зазоров в подшипниках качения 1 и 2 проводят осевым перемещением наружных колец. При этом в подшипниковом узле, установленном в отверстиях "б" и "в" разъемного корпуса 4, подшипники поджимают двумя закладными крышками 5 и 6, перемещая наружные кольца этих подшипников в осевом направлении навстречу друг другу и устанавливая требуемый осевой зазор "а".

Осевой зазор в подшипниках устанавливается при сборке изделия или при регулировке в случае износа и смятия микронеровностей в самих подшипниках и в соединении их с корпусом. При этом стопорный винт 11 выкручивают на 0,5-1 оборот в резьбовом отверстии, освобождая от стопорения закладную крышку 6, после чего, проворачивая последнюю вокруг оси, воздействуют на наружное кольцо подшипника 2 через промежуточный элемент в виде кольца 7. Кольцо 7 сопрягается с крышкой 6 по винтовой кольцевой поверхности, где при контакте упомянутых поверхностей происходит продольное перемещение кольца, которое зафиксировано от проворота в корпусе 4 штырем 9, входящим в его продольный паз 8 с обеспечением возможности только продольного перемещения кольца 7. Проворот крышки 6 осуществляется с использованием торцевых отверстий 17 закладной крышки. После получения необходимого осевого зазора в подшипниках 1 и 2, закладная крышка 6 фиксируется в корпусе 4 посредством стопорного винта 11 и контргайки 14.

Так производится регулирование зазора в подшипниках качения. А при необходимости регулирования положения вала, зубчатого колеса, установленного на нем, производят подрезку торца закладной крышки 5 и регулировку зазора закладной крышкой 6, как описано выше.

Наличие в устройстве уплотняющего кольца 16 решает задачу герметизации подвижного соединения закладной крышки 6 с отверстием "в" корпуса 4.

Преимуществом предложенного устройства перед известными аналогами является простота и надежность регулирования осевого зазора в подшипниках качения, надежность выстановки и фиксации подшипников в отверстиях корпуса, обеспечение герметичности устройства. Оно удобное в наладке и переналадке подшипниковых узлов.

Изготовлен опытный образец, опробован в работе, показал хорошие эксплуатационные показатели.

Источники информации
1. В. Н. Кудрявцев и др. Конструкции и расчет зубчатых редукторов. Л.: Машиностроение, 1971, с.250-251, рис.III.96, в, г.

2. В. Н. Кудрявцев и др. Конструкции и расчет зубчатых редукторов. Л.: Машиностроение, 1971, с. 250-251, рис.III.96, а, б.

3. П.Ф.Дунаев и О.П.Леликов. Конструирование узлов и деталей машин. М.: Высшая школа, 2000, с.127-128, рис.7.33, б.

Формула изобретения

1. Устройство узла регулирования осевого зазора в подшипниках качения, являющихся опорами вала и установленных в отверстиях разъемного корпуса с возможностью охвата их при этом двумя закладными крышками, одна из которых непосредственно контактирует с наружным кольцом подшипника, а вторая - через промежуточный элемент, установленный с возможностью перемещения, отличающееся тем, что промежуточный элемент выполнен в виде кольца, торец которого, сопрягаемый с упорным буртиком закладной крышки, имеет винтовую поверхность, а упорный буртик закладной крышки выполнен в свою очередь на торце с аналогичной, как на торце кольца, поверхностью, при этом закладная крышка установлена в отверстии корпуса с возможностью проворота вокруг продольной оси и фиксации в этом отверстии, а кольцо установлено в отверстии корпуса с возможностью только продольного перемещения и ограничения от проворота.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кольцо на наружной поверхности содержит продольный паз, который охватывает штырь, установленный неподвижно в корпусе с возможностью продольного перемещения кольца, а закладная крышка имеет возможность фиксации от проворота стопорным винтом, установленном в корпусе.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что закладная крышка на наружной поверхности, со стороны наружной торцевой поверхности содержит уплотняющее кольцо, установленное с возможностью перекрытия зазора между поверхностями закладной крышки и отверстия корпуса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8