Особенности радиально-упорных подшипников

Под действием внешней радиальной нагрузки F_r со стороны вала (рис. 7.6) в однорядных радиально-упорных подшипниках возникают осевые составляющие F_S, обусловленные наклоном площадок контакта под углом α.

Для шариковых ПК F_S = eF_r, для роликовых F_S = 0,83eF_r, где e – параметр осевого нагружения: у шариковых ПК (первоначальный контакт в точке) e зависит от угла α и отношения F_a / C₀ (C₀ – статическая грузоподъемность ПК); у роликовых ПК (первоначальный контакт по линии) e = 1,5tgα.

Сила F_S стремится разъединить детали ПК, т.е. увеличить в нем осевой и радиальный зазоры. Это недопустимо, так как тогда вся нагрузка F_r будет приходиться лишь на одно тело качения, расположенное по линии действия F_r. Чтобы не произошло раскрытия зазоров, к ПК надо приложить осевое усилие

F_а из условия F_a > F_S.

Радиально-упорные однорядные подшипники обязательно должны регулироваться:

– при F_a = F_S – на нулевой зазор;

– при F_a > F_S – с предварительным натягом.

Есть понятие “осевая игра” вала – это допустимые монтажные осевые зазоры в комплекте подшипников (в сумме на обеих опорах) с учетом выборки их при рабочей температурной деформации вала для нормальной эксплуатации узла. При средних габаритных размерах ПК – “осевая игра” находитсяв пределах 0,05…0,15 мм.

В узлах точного вращения (станки, роботы, средства автоматизации и др.) предварительный натяг ПК обязателен. Суть его в том, что пару подшипников при сборке нагружают осевой силой, которая устраняет зазоры и создает начальную упругую деформацию в местах контакта колец с телами качения. После нагружения рабочей осевой нагрузкой осевое относительное перемещение ПК будет значительно меньше. Жесткость узла выше. Рекомендуемая сила натяга F_AH ≈ 1,7F_rtgα, а по рекомендациям практики при d > 10 мм F_AH » 10 Н на 1 мм диаметра d (например, при d = 50 мм F_AH » 500 Н).

Радиальная реакция F_r подшипника (рис. 7.6) считается приложенной к валу в точке O – пересечения нормали n к серединам площадок контакта с осью вала. Расстояния а от внешних торцов радиально-упорных ПК до точек O приводятся в справочниках.

Для радиальных ПК точка O расположена на середине (α = 0°) ширины подшипника (рис. 6.3, а).