Применение подшипников

Проверка осевого смещения

Фактический внутренний зазор может ограничить допустимое осевое смещение. Перекос уменьшает величину допустимого осевого смещения. Поэтому величина фактического осевого смещения подлежит проверке.

1. Определите требуемое осевое смещение

  • Тепловое расширение вала можно определить с помощью формулы
    sreq = α L ΔT
  • Если при расчёте необходимо учесть дополнительные факторы, может потребоваться сложное моделирование или проведение испытаний.

2. Определите максимальный перекос

  • Оцените величину перекоса β посадочных мест корпуса на основе указанных допусков.
  • Если при расчёте необходимо учесть дополнительные факторы, может потребоваться сложное моделирование или проведение испытаний.

3. Проверьте допустимое осевое смещение

Проверьте допустимое осевое смещение в обоих направлениях в зависимости от используемого подшипника:

  • открытый подшипник с сепаратором (рис. 1)
  • бессепараторный подшипник со стопорным кольцом (рис. 2)
  • уплотнённый подшипник (рис. 3)

sreq < s1 - β k1 B

или

sreq < s2 - β k1 B

В случае слишком большого значения sreq рассмотрите возможность монтажа со смещением.

4. Проверьте внутренний зазор

  • Определите величину уменьшения зазора в результате осевого смещения.
    Clearance reduction caused by axial displacement
  • Определите величину уменьшения зазора из-за влияния других факторов и оцените остаточный зазор («Зазор подшипника»).

Обозначения

Bширина подшипника [мм]
Cred
уменьшение радиального зазора в результате осевого смещения от центрального положения [мм]
k1
коэффициент перекоса (→ таблица подшипников)
LДлина вала между подшипниками [мм]
s1предел осевого смещения в подшипниках с сепаратором (рис. 1) или в бессепараторных подшипниках (рис. 2) при смещении в направлении от стопорного кольца [мм] (→ таблица подшипников)
s2предел осевого смещения в уплотнённых (рис. 3) и бессепараторных подшипниках (рис. 2) при смещении в направлении уплотнения или стопорного кольца соответственно [мм] (→ таблица подшипников)
sreqтребуемое осевое смещение от центрального положения [мм]
αкоэффициент теплового расширения [°C–1]
= 12 x 10–6 для стали
βперекос [°]
ΔTразница температур [°C]

Пример расчёта

Условия применения (рис. 4):
  • Подшипник C 3040
    - d = 200 мм
    - D = 310 мм
    - B = 82 мм
    - Нормальный зазор: мин. 170 мкм
    - s1 = 15,2 мм
    - k1 = 0,123
    - k2 = 0 095
  • Длина вала L = 3000 мм
  • Рабочий диапазон температур вала: от 20 до 90 °C [от 70 до 195 °F]
  • Макс. перекос: 0,46°

Проверка осевого смещения:

  1. Требуемое осевое смещение
    sreq = α L ΔT
    sreq = 12 x 10-6 x 3 000 x (90 - 20) = 2,5 мм
  2. Макс. перекос
    Предоставленные данные: 0,46°
  3. Проверка допустимого осевого смещения
    sreq < s1 - β k1 B
    2,5 < 15,2 - 0,46 x 0,123 x 82 ≈ 10,5
    → в норме
  4. Проверка внутреннего зазора
    Clearance reduction caused by axial displacement
    Calculation example
    Мин. внутренний зазор при смещении подшипника
    170 - 7 = 163 мкм

    Определите величину уменьшения зазора из-за влияния других факторов (т. е. посадки с натягом, разницы температур между внутренним и наружным кольцами) и оцените величину остаточного зазора («Зазор подшипника»)
Свободное пространство с обеих сторон подшипника

Для компенсации осевого смещения вала относительно корпуса необходимо обеспечить свободное пространство с боковых сторон подшипника, как показано на рис. 5. Величина этого свободного пространства зависит от:

  • значения Ca (→ таблица подшипников)
  • ожидаемого осевого смещения колец подшипника из центрального положения во время работы
  • величины смещения колец, вызванного перекосом

Расчёт свободного пространства с обеих сторон подшипника

Careq = Ca + 0,5 (s + β k1 B)

где

Bширина подшипника [мм]
Caминимальное пространство, необходимое с обеих сторон подшипника [мм] (→ таблица подшипников)
Careqпространство, необходимое с обеих сторон подшипника [мм]
k1коэффициент перекоса (→ таблица подшипников)
sотносительное осевое смещение колец, например, при тепловом расширении вала [мм]
βперекос [°]
Монтаж со смещением

Если возможно значительное изменение длины вала из-за температурного воздействия, внутреннее кольцо может быть установлено со смещением относительно наружного в пределах осевого смещения до s1 или s2 (рис. 6) в направлении, противоположном предполагаемому осевому смещению (рис. 7). Увеличенное допустимое осевое смещение используется, например, в самоустанавливающихся подшипниковых узлах сушильных цилиндров бумагоделательных машин.

Подшипники на втулках

Подшипники CARB с коническим отверстием могут устанавливаться:

  • закрепительная втулка на гладких или ступенчатых валах (рис. 8 или рис. 9):
    • Закрепительные втулки поставляются в комплекте с фиксирующим устройством.
    • Необходимо использовать соответствующую конфигурацию закрепительной втулки SKF, чтобы предотвратить контакт фиксирующего устройства с сепаратором (→ таблица подшипников).
  • стяжная втулка на ступенчатых валах (рис. 10)

Необходимо точно определить осевое смещение, поскольку относительное перемещение колец s1 (→ таблица подшипников) может быть реализовано не в полной мере.

Дополнительная информация о втулках представлена в разделе «Принадлежности подшипников».

Корпуса подшипников

Стандартные корпуса SKF изготавливаются для большинства подшипников CARB серий C 30, C 31, C 22 и C 23.

Две распространённые схемы установки с применением стандартных корпусов:

  • подшипники CARB с коническим отверстием на закрепительной втулке и гладком валу
  • подшипники CARB с цилиндрическим отверстием на ступенчатом валу

Широкий ассортимент корпусов подшипников SKF представлен в следующих таблицах:

SKF logo