Результат интеллектуальной деятельности: Устройство крепления подшипников на валу

Устройство 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. Например, в коробках скоростей металлорежущих станков применяют подобное размещение подшипников (патент на изобретение РФ №863941, опубликовано 15.09.1981, бюллетень №34).

Также известен буксовый подшипниковый узел колес железнодорожного транспорта, содержит двухрядный блок роликовых подшипников качения, воспринимающий радиальную и осевую нагрузку при движении транспортного средства. Подшипник с цилиндрическими роликами устанавливают с внешней стороны буксы. Подшипник с коническими роликами, воспринимающий как радиальную, так и осевую нагрузку, располагают с внутренней стороны буксы. Натяг в роликовом подшипнике обеспечивается установкой деформируемой кольцевой герметизирующей прокладки под фланцем крепления подшипников и крышки (патент на изобретение РФ №2649106, опубликовано 16.11.2017, бюллетень №10).

Недостатком данных устройств 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.

Технической задачей является создание такого устройства установки и смены подшипников, при котором необходимость в специальном оборудовании и удалении вала с подшипниками из рабочей зоны отсутствовала.

Поставленную задачу решают применением специальной разжимной втулки с осевым разъемом, внутренней конической, и наружной цилиндрической поверхностями, которая устанавливается на конусной поверхности вала. 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 разжимной втулки на валу и кольца подшипника на разжимной втулке.

Подшипник 1 удерживается на валу 2 с помощью разжимной втулки 3. Она фиксируется на валу с помощью диска натяжения 4 ,расположенного на винте натяжения 5. Положение этого винта в валу ограничивается с помощью упора 6. Перемещение диска по винту контролируется с помощью стопорной контрогайки 7 и стопорной шайбы 8. Положение подшипника в корпусе на валу ограничивается крышкой 9. Между торцом разжимной гайки и опорной поверхностью диска расположен сепаратор 10 с шариками 11 ,в отверстия диска ввинчиваются тяги 12 , удерживающие диск 13 с внутренней конусной поверхностью.

Вращением натяжного диска 4 вводят разжимную втулку 3 в соприкосновение с внутренним кольцом подшипника, при этом исчезает свободное перемещение кольца относительно втулки и перемещение вдоль оси вала. Дальнейшим введением втулки в кольцо подшипника создают необходимый натяг. Необходимое перемещение втулки рассчитывают из соотношения

_,

где Н – принимаемый радиальный натяг,

О_к – обратная конусность внутренней поверхности втулки,

,

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

Величину перемещения П, создающего необходимый контакт между подшипником и валом контролируют:

1) нутромером по изменению зазора между диском 4 и нижним кольцом подшипника,

2) по лимбу, размещаемому на цилиндрической поверхности разжимной втулки, по углу поворота диска 4 относительно разжимной втулки из соотношения

N= П/t_хв ,

где N – число оборотов диска 4, t_хв – шаг винта 5.

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 их соединения. Расстопорив винт, вращением натяжного диска в обратную сторону выводят натяжную гайку с помощью тяг 12 и диска 13 из контакта с кольцом подшипника, получая возможность для удаления подшипника.