Оцените работоспособность подшипниковых узлов

[npoekTaHT]

Здравствуйте!

Коллеги специалисты оцените, пожалуйста, подшипниковые узлы (эскиз). Конкретно интересует узел со звездочкой (корпус штифтуется, подшипник упорный-упрощенно), вал несет осевые нагрузки. Работоспособная схема ?

[Kirilius83]

неа))))
в первой - как натягивтаь будете? через шестерню винтиком? а сдвинет? а контролировать как?
во второй - качется же будет на сферическом, нафига он там?!!!! да и в первом....

чем не устраивают стандартные подшипники? нафига вообще изобретать велосипед? откройте Орлова чтоль....

[Dometer]

Надо ли понимать, что это опоры ОДНОГО вала ?
И надо понимать, что в ясном рассудке и твёрдой памяти, разработчик представляет, что нагрузка на вал односторонняя. И эта нагрузка в процессе эксплуатации не должни ни менять направление, ни обнуляться !


Замечания.
1. Затяжка звёздочки воспринимается шариками упорного шарикоподшипника. Следует кольцо, в которое упирается упорный подшипник упереть так же и в буртик вала.
2. Центры сфер упорного и роликосферического подшипника не совпадают. Надо либо совместить центры (выбрать другой радиус, отдалить упорную шайбу), либо дать больше радиальной свободы сфероупорной шайбе (предусмотреть радиальный зазор).
3. Корпус штифтуется ? А смысл ? Выставить "по месту"? Лучше выставить "по месту" базовае платики [с дыркой под вал], имеющие расточку для чёткой фиксации корпусов. Штифтовать принято в конструкциях, где выставление "по месту" производится в горизонтальной плоскости - тогда вес вала не мешает его подвинуть в нужное место. Или у вас вал вертикально [на самом деле] расположен ?
4. Корпус со свободного конца. Зачем расточка не сквозаная а со ступенькой ?
5. И как-то хочется фиксации осевого положения подподшипниковой втулки на валу. Или надо следить, чтоб [от вибраций] не сползла.

6,7. Сферические роликоподшипники допускают гораздо больший перекос вала, чем может выдержать стандартное манжетное уплотнение. В этом смысле уместнее делать самоустанавливающимся ВЕСЬ (вместе с уплотнениями) подшипниковый узел. Но тогда лучше "не изобретать", а попытаться использовать уже готовый (покупной) подшипниковый [корпус с подшипником с встроенным уплотнением] узел.
(На память не помню как они у  SKF обозначаются. Что-то связанное с  Y- подшипниками).

[npoekTaHT]

Dometer, это опоры одного вала, нагрузка на вал односторонняя не меняет направления и при работе действует постоянно, правда с разной силой.

Уточню, что вес вала составляет  ок. 850 кг , длинна 7,5м  частота вращения 30-35 об. мин.

1.  Если  кольцо упереть в буртик, будет ли зажиматься упорный подшипник ?
  2.  об этом знаю , спасибо, нарисовано просто немного упрощенно.
  3. корпус будет переделан
  5. вибрации практически отсутсвуют.

 


   

[Dometer]

1. На самом деле (если принять во внимание отсутствие противоположного упорного подшипника и свободу второй опоры) упорный подшипник не зажмёт. Но кольцо при затяжке болта упрётся в буртик. При чём сдвинется вал [и вторая опора], а остальноё всё остаётся на месте. ...
  Но всё таки чертёж должен подразумевать рабочее положение деталей, а не грузить воображение.
Однако возможен зажим роликосферического подшипника от усилия упорного если допуска плохо сойдутся. Нужно подгонять толщину упомянутого кольца. А при сборке придётся напяливать на вал весь узел в сборе - чтобы упорный подшипник не распадался, рискуя повредить манжеты. По удобству сборки не чувствуется продуманности.

Может быть лучше подшипники одеть на ступицу звёздочки - всё равно без привинченной звёзочки узел не способен воспринимать осевую нагрузку.  (Вся осевая нагрузка на маленький болтик (даже если их три) !)

[Dometer]

И по второй опоре.
Затяжку гайки конусной втулки надо [иметь возможность] осуществлять в любой момент. а - судя по картинке - даже крышку невозможно снять без "разваливания" конструкции (болтами стянута). Или опять "ускоренная графика" и корпус подшип-узла сварной ?

[npoekTaHT]

Изначально рассматривался вариант составного корпуса подшипника.  Переделали все, корпуса будут вытачиваться полностью.

Dometer,  Ваше мнение, если на первой опоре втулку и вал под ней удлинить и использовать как стопорную (с винтами), звездочку  в нее не упирать. Т.е. схема такая.  Корпус, подшипники устанавливаются на вал, как изображенно. Зажимается через втулку пи помощи спец. устройства т.е усилие именно на втулку (без использования крышки и болта, вал не сдвигается) Далее втулка стопорится. Как вы считаете это будет работать ?

[Dometer]

Втулками изначально назывались цилиндрические или слабоконические детали, которые "завтуливались" (т.е. вставлялись "в тело [туловище]" с натягом. Причем, втулка не обязательно трубчатая.
Поскольку я склонен придерживаться (при обдумывании или рассуждениях) исходных значений слов, то из всего нарисованного никаких ВТУЛОК не наблюдаю. Детали кольцевой формы рекомендую называть кольцами (а если сильно длинные - трубками).

Я понял так. Кольцо, по которой трётся манжета, будет удлинено и фиксироваться стопорными винт[ик]ами. Оно же должно воспринимать силу (природа которой секретна, как и размеры всего нарисованного).

И мне показалось, что вас безпокоят осевые сдвижки вала. Но если на задней опоре предусмотрено несколько миллиметров под то-ли тепловое удлинение вала, то-ли на монтажные  погрешности, то вряд ли какие-то доли миллиметра осевой подвижки на передней опоре что-то значат.

Если осевая нагрузка такая, что её выдерживают стопорные винтики, то ставьте стопорные винтики и выбрасывайте упорный подшипник (роликосферический подшипник и без помощи упорного шарикоподшипника способен сорвать полдюжины таких винтиков).
Если осевая нагрузка и вправду способна прилично загрузить упорный шарикоподшипник нарисованного размера, воспринимайте осевую нагрузку болтами фиксации звёздочки (только увеличить размеры и количество). Но я не знаю откуда берётся эта осевая нагрузка. Если при замене звёздочки и отпускании болтов вал сдвинется по оси и осевая нагрузка обнулится (либо сделать упор с неприводного конца вала [для монтажно-демонтажных целей]), а при повторной затяжке всё вернётся на место, то не стоит безпокоиться - это самый надёжный и дешовый вариант. Если же "отпускать" вал неприемлемо, а звёздочка заменяется заметно чаще, чем подшипники, то такие варианты:
1) Зубчатый венец звёздочки соединить со ступицей болтами. Тогда можно будет менять только венец звёздочки, не трогая ступицу.
2) После буртика, в который (через кольцо) упирается роликоподшипник сделать канавку под стопорное кольцо DIN 471 (немного увеличится осевой габарит, но кольцо между роликоподшипником и буртиком можно выкинуть, [и упорный подшипник какой-то сомнительной толщины]).
Если прочности кольца DIN 471 не хватит, то можно поставить разрезное точёное кольцо. Тогда конструкция усложнится (надо предусмотреть фиксацию полуколец в канавке какой-то обоймой - надвижным кольцом). Так что имеет смысл сперва проверить прочность DIN 471 (или вариант 1 ?).

[Kirilius83]

откуда вообще берется изгиб вала и какая величина перекоса в подшипниках? может обычные шариковые её допускают? они и осевое усилие держат получше сферических. есть еше шариковые радиально-упорные - поставить один подшипник в место двух будет заметно проще.

ЗЫ втулка может не только вставлятся в отверстие, но и одеватся на вал. Во всяком случае в станкостроении втулками називают длинное кольцо - если ширина маленькая, то кольцо, если заметно больше толщины стенки - то втулка. И даже совсем длинные втулки обычно не называют трубами - как-то не прижилось, хотя бывает и такое. Но может просто и детали такие - редкость, а если передают момент - то это полый вал.

[Dometer]

ЗЫ втулка может не только вставлятся в отверстие, но и одеватся на вал.

Это противоречит первооснове слова.
втулка Искон. Суф. производное от втулить «заткнуть», преф. образования от тулить «закрывать» (от тулъ «затычка»). См. притулиться.
Школьный этимологический словарь русского языка. Происхождение слов. — М.: Дрофа Н. М. Шанский, Т. А. Боброва 2004

(от старинного русского слова тул — колчан, вместилище для стрел) — имеет несколько различных значений, из которых главное представляет трубку, помещаемую внутри вращающегося предмета для предохранения от истирания. Например, колесная втулка (см. Колесо), В. в подшипниках, поддерживающих вращающиеся валы, и т. п. В этом случае В. делаются металлическими, чаще из меди и ее сплавов, наиболее стойких от истирания и в то же время достаточно мягких для того, чтобы не изнашивать быстро трущихся поверхностей осей и вращающихся валов. Кроме того, В. называются пробки, или затычки, которыми закрываются отверстия; например, дульной и казенной В. в артиллерии называются деревянные цилиндрические пробки, вставляемые спереди и сзади в канал орудия для предохранения последнего; цинковый навинтованный цилиндр с головкой, который ввинчивается в отверстие (очко) головной части снарядов; деревянная пробка, закрывающая отверстие бочки и т. п.
Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона. — С.-Пб.: Брокгауз-Ефрон 1890—1907

Тулить
тулить "укрывать, прятать, закрывать", притули́ть, приту́л "приют", втули́ть "воткнуть", вту́лка, зату́лка "затычка", укр.тули́ти "прикладывать, прижимать", втули́ти "засунуть", блр. тулíць "укрывать", цслав. затулити "прятать", болг. ту́ля, сербохорв. ту́лити, ту̑ли̑м "тушить", словен. túliti, -im "сжимать, прижимать", pritúliti sе "пригнуться", чеш. touliti, tuliti "прижимать", слвц. túlit᾽sа "прижиматься", польск. tulić "успокаивать", zatulić "закрыть", в.-луж. tulić "прижимать, гнуть", н.-луж. tuliś "гнуть, укрощать, прятать". Обычное объяснение от *tulъ (см. тул) сомнительно ввиду разнообразия значений, вопреки Брюкнеру (584), Младенову (642), Преобр. (Труды I, 15 и сл.), Голубу – Копечному (388); Брюкнер (там же) предполагает для *tulъ знач. "укрытие". Кроме того, сближают с арм. tΏоуl "позволение", "мягкий" (см. Мейе, Ét. 420) и – с сомнением – с лит. tū́noti "оставаться в том же положении, сидеть на корточках", лтш. taũn̨ât "кутать" (М.–Э. 4, 138). •• [Якобсон (IJSLP, 1/2, 1959, стр. 273) связывает друг с другом слова тули́ть,тул, ту́ловище, тулья́. – Т.] Этимологический словарь русского языка. — М.: Прогресс М. Р. Фасмер 1964—1973

Тулка ж. втулка; гвоздь, пробка, затычка, чем затыкают что, напр. бочонок; трубка, вставляемая во что, напр. в ступицу колесную. | Новг. лагун? Тула ж. сар. скрытное, недоступное место, затулье, притулье, для защиты, приюта, или для заточенья. С этим может быть в связи названье города.
Тулить - Толковый словарь Даля - Энциклопедии & Словари

..в станкостроении втулками называют длинное кольцо - если ширина маленькая, то кольцо, если заметно больше толщины стенки - то втулка...

Это результат форсированной индустриализации. Если подольше в цеху по-прислушиваться, то ЭТО и железкой назовут, и фигнёй, или вообще как-нить неприлично.

[Николай]

Применяем латунные втулки. Если втулку прессуем на вал- втулка вращается вместе с валом в неподвижном корпусе. Если  втулку прессуем в корпус- вал вращается в неподвижной втулке. О чём спор?

[Dometer]

<прошу модератора удалить это сообщение>

[Dometer]

Нельзя спорить не по теме. Просто уточнял терминологию. Я вполне могу расшифровать варварские термины "на входе", но не обязан делать "обратный перевод" в своих выкладках.

По теме (но, похоже, всё далеко "запущено")
В ситуациях когда свирепствует осевая нагрузка, но требуется самоустановка, полезно вспомнить существование упорных [упорно-радиальных] роликосферических подшипников. В отличие от шариковых упорных они допускает заметную (до половины осевой) радиальную нагрузку и допускают перекосы.

Но если учитывать необходимость хороших уплотнений, то следует рассмотреть возможность применения подшипников без самоустановки, а самоустановку делать за счёт  подвижного корпуса.

откуда вообще берется изгиб вала и какая величина перекоса в подшипниках? может обычные шариковые её допускают? они и осевое усилие держат получше сферических. есть еще шариковые радиально-упорные - поставить один подшипник в место двух будет заметно проще.

"Обычные" шарикоподшипники допускают некоторый перекос и могут неплохо воспринимать осевые нагрузки...НО ИЛИ/ИЛИ !
Нагружение шарикоподшипника  (не сферического) большой осевой силой лишает его возможности самоустановиться.

[Kirilius83]

"Обычные" шарикоподшипники допускают некоторый перекос и могут неплохо воспринимать осевые нагрузки...НО ИЛИ/ИЛИ !

Да. Но шариковые упорные, да и вообще упорные - вообще перекосов не терпят!
Хотя больше от нагрузки зависит - если она заметна для упорного, то перекос недопустим. А если незначительна - то упорный её нормально переварит, но тогда  и упорный не нужен - достаточно радиального.