Устройство для крепления подшипников на валу в его средней части

Устройство для крепления подшипников на валу в его средней части

Изобретение относится к проектированию и производству механизмов и машин и может быть использовано при производстве и восстановлении подшипниковых узлов различных конфигураций.

Известно устройство для установки и крепления подшипников на валах, причем подшипники удерживаются на валу от проворачивания за счет напряженного состояния поверхностей вала и внутреннего кольца подшипника используемое в коробках скоростей металлорежущих станков (А.С. №219985, опубликовано 05.06. 1976).

Недостатком данного устройства является необходимость использования специального оборудования для установки и снятия подшипника, удаления монтируемого узла из рабочей зоны. Причем по мере увеличения размеров валов трудоемкость этих работ во много раз возрастает.

Известно устройство для демонтажа и монтажа подшипников узлов по SU 745641 А1, В23Р19/027, 05.07.1980. Недостатком данного устройства является необходимость использования специального оборудования для установки и снятия подшипника, удаления монтируемого узла из рабочей зоны.

Технической задачей является расширение арсенала технических средств путем создание устройства установки и смены подшипников, при котором необходимость в специальном оборудовании и удалении вала с подшипниками из рабочей зоны отсутствовала бы.

Поставленную задачу решают применением устройства для соединения и разъединения подшипника с валом, содержащего разжимную втулку с внутренней конусной поверхностью и толкатели, причем оно снабжено опорным кольцом с наружной конусной поверхностью и диска натяжения с шариковым сепаратором, при этом упомянутые толкатели расположены с возможностью взаимодействия с разжимной втулкой на осях, установленных в диске натяжения с возможностью их фиксации посредством штифтов, разжимная втулка выполнена с продольным разъемом и с возможностью размещения своей наружной поверхностью во внутреннем кольце подшипника, а своей внутренней конусной поверхностью- на наружной конусной поверхности опорного кольца, выполненного с возможностью закрепления на валу, при чем упомянутые конусные поверхности выполнены с одинаковой конусностью по величине, которая больше величины конусности самоторможения в конусном соединении опорного кольца и разжимной втулки, а диск натяжения с возможностью установки на валу с осуществлением поворота и передачи при повороте через шариковый сепаратор осевого перемещения разжимной втулки для установки заданной степени натяжения подшипника и с возможностью закрепления на валу посредством стопорных винтов.

За счет перемещения втулки вдоль оси вала происходит увеличение её наружного диаметра, создается необходимый контакт вала и внутреннего кольца подшипника. В результате внутреннее кольцо подшипника упруго деформируется и вращается вместе с валом и разжимной втулкой.

Сущность устройства поясняется схемой, где на фиг. 1 дана схема установки.

На валу 1 подшипник 2 имеет опорное кольцо с радиальными надрезами 3. Опорное кольцо с радиальными надрезами 3 удерживается на валу 1 с помощью стопорных колец 4 и 5. В нее в кольцо 3 заходит разжимная с продольным разъемом втулка 6 с помощью диска натяжения 7, содержащего дисковые толкатели 8 с осями 9 и штифты 10. В диске натяжения 7 находится сепараторное кольцо 11 с шариками 12, и стопорные винты 13 для фиксации диска натяжения 7. Осевое положение подшипника на валу, совпадение торцевых плоскостей кольца и подшипника достигается элементами конструкции подшипникового узла.

Работает устройство следующим образом, вращением диска натяжения 7 вводят разжимную втулку 6 в соприкосновение с наружной поверхностью опорного кольца 3. При этом исчезает свободное перемещение разжимной втулки 6 вдоль оси вала 1. Дальнейшим вращением натяжного диска 7 и введением натяжной втулки 6 в зазор между нижним кольцом подшипника 2 и наружной поверхностью опорного кольца 3 создают необходимый натяг подшипника 2. Необходимое перемещение диска натяжения 7 рассчитывают из соотношения

P = HO_k

где Н - принимаемый радиальный натяг, О_k - обратная конусность внутренней поверхности втулки,

O_k = L/k,

где L - длина конусной поверхности, k - увеличение радиуса конусной поверхности на этой длине.

Величину перемещения P, создающего необходимый контакт между подшипником и валом (через опорное кольцо) контролируют:

1) нутромером по изменению зазора между диском натяжения 7 и верхним кольцом подшипника 2.

2) по лимбу, размещаемому на цилиндрической поверхности диска, отражающему угол поворота диска натяжения 7 относительно разжимной втулки 6 из соотношения.

Применение данного изобретения дает преимущества как устройства высокого качества соединения валов и подшипников. Эти преимущества особенно проявляются при неоднократной замене и переустановке подшипников, в связи с образованием на валу при разборке его соединения в традиционных условиях поверхностных дефектов, что связано с движением кольца в условиях пластической деформации по валу при разборке подшипникового соединения. Расстопорив стопорные винты 13, вращением натяжного диска 7 в обратную сторону выводят натяжную гайку из зоны подшипникового узла с помощью тяг 8 с осями 9 и штифтами 10 из контакта с кольцом подшипника, получая возможность для снятия подшипника.