Конструирование валов, страница 2

Невозможность постановки фаски возникает тогда, когда высокий бурт tне позволяет захватить лапками съёмника за внутреннее кольцо, утопленное в бурте. Для надёжного захвата достаточно, как и для упора, кольцевой площадки высотой не менее 1 мм. Следует помнить, что съём подшипника за наружное кольцо запрещён по технологии ремонта из-за опасности его разрушения.

Подшипник должен иметь надёжный упор в торец головки. В атласе конструкций [9] кроме основных размеров подшипников приведены размеры, позволяющие исключить расчёты высоты заплечика:  d_аmin – минимально допускаемый диаметр вала из условия надёжного упора подшипника и D_аmax - максимально допускаемый диаметр корпусной детали из условия съёма подшипника захватом за наружное кольцо. К примеру, подшипники в [9] имеют следующие размеры:

207 -  d´ D´ В ´r ´ d_аmin ´ D_аmax = 35 ´ 72 ´ 17 ´2 ´ 42 ´ 65;

307 -  d´ D´ В ´r ´ d_аmin ´ D_аmax = 35 ´ 80 ´ 21 ´2,5 ´ 42 ´ 71.

В данном примере отношение d_аmin /d = 42/35 = 1,2, то есть размер d_аmin не предусматривает фаску рекомендуемых размеров (табл. 6) на заплечике. Максимально возможный диаметр  d_аmax зависит от толщины кольца подшипника s, размеров фасок на наружных rи внутренних r₁ торцах подшипника и от высоты надёжного захвата внутреннего кольца (1 мм). Ориентировочно можно принять r₁ = 0,5r (рис. 10). Толщина кольца зависит от типа и серии подшипника. Ориентировочно для шариковых и роликовых радиальных подшипников

s = 0,15(D – d),                                                (14)

а максимальный диаметр бурта

d_amax = d+ 2(s– r₁ – 1).                                            (15)

Для рассмотренного примера результаты вычислений высоты бурта сведены в табл. 7.

Таблица 7

Результаты вычислений, мм

Исходя из данных табл. 7, отношение d_amax / d=40 / 35 = 1,15 для подшипника 207 и 42 / 35 = 1,2 для подшипника 307. Таким образом, при постановке подшипника 207 следует ограничиться притуплением торца головки, а при подшипнике 307 принять фаску размером меньше рекомендуемого табл. 6.

Все переходные сечения является концентраторами напряжений. Для снижения концентрации напряжений переход ступеней снабжают радиусной галтелью (поз. 6), размер которой, так же как и фаски, выбирают в зависимости от диаметра (табл. 6).

При назначении высоты бурта t шейки (рис. 15, а) необходимо учитывать, что на хвостовике расположена ступица полумуфты или шкива с внутренней фаской с, которая должна быть больше радиуса галтели r_г; для ступицы необходим упор размером больше 1 мм, а шейка для облегчения посадки подшипника должна иметь наружную фаску с. Детальное изображение данного элемента на примере подшипника показано на рис. 10.   

Кольцевые проточки (поз. 9) для выхода шлифовального круга устраняют необходимость применения фасонных шлифовальных кругов для обработки галтели, но снижают усталостную прочность валов из-за концентрации напряжений. Их применяют на валах с большим запасом прочности, например, на быстроходных валах редукторов, диаметры которых увеличены для вписывания в 20%-ную разность диаметров хвостовиков валов двигателя и редуктора.  Вариант I (рис. 15, б)с конусным переходом предпочтительнее варианта II с цилиндрическим переходом (рис. 15, в). Размеры канавок приведены в прил. Д.

При несогласованной высоте упорного бурта и колец подшипников рекомендуется ставить дистанционные кольца специальной формы (рис. 15, а, поз. 10) или втулки. Удачно решает задачу съёма и постановка мазеудерживающих колец (рис. 8), которые выполняют и другую функцию – изоляцию от жидкого масла подшипникового узла, заполняемого пластичной смазкой.