RU2706756C1 - Bearing fixing device on shaft - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to design and production of mechanisms and machines and can be used in production and restoration of bearing assemblies of various configurations. Device for attachment of bearings on shaft comprises expanding sleeve with longitudinal connector, external cylindrical and internal conical surfaces, and its system of movement into gap between tapered shaft surface and lower bearing ring cylindrical surface, the latter consists of tensioning screw that holds tensioning disc with separator ring and balls inserted therein, retaining nut and locking ring. Required degree of bearing tension is set by value of axial movement of expanding sleeve or angle of rotation of tensioning disc, and its contact with expanding bushing occurs through separator with balls.

EFFECT: creation of device for attachment of bearings on shaft, in which there is no need in special equipment and removal of shaft with bearings from working zone.

1 cl, 1 dwg

Description

Устройство относится к проектированию и производству механизмов и машин и может быть использовано при производстве и восстановлении подшипниковых узлов различных конфигураций.The device relates to the design and manufacture of mechanisms and machines and can be used in the manufacture and restoration of bearing assemblies of various configurations.

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).A device for mounting and mounting bearings on shafts is known, and the bearings are kept on the shaft from turning due to the stress state of the surfaces of the shaft and the inner ring of the bearing. For example, similar arrangement of bearings is used in the gearboxes of metal-cutting machine tools (RF patent No. 863941, published September 15, 1981, bulletin No. 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).Also known is the axle box bearing unit of the wheels of the railway transport, it contains a two-row block of roller bearings, perceiving the radial and axial load when the vehicle is moving. The bearing with cylindrical rollers is mounted on the outside of the axle box. A bearing with tapered rollers, perceiving both radial and axial loads, is located on the inside of the axle box. An interference fit in a roller bearing is provided by installing a deformable annular sealing gasket under the bearing and flange mounting flanges (RF patent No. 2649106, published November 16, 2017, Bulletin No. 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.The disadvantage of these devices is the need to use special equipment to install and remove the bearing, remove the mounted assembly from the working area. Moreover, as the size of the shafts increases, the complexity of these works increases many times.

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.The technical task is to create such a device for installing and changing bearings, in which there was no need for special equipment and removing the shaft with bearings from the working area.

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.The problem is solved by the use of a special expansion sleeve with an axial connector, an inner conical, and an outer cylindrical surface, which is mounted on the conical surface of the shaft. Due to the movement of the sleeve along the axis of the shaft, an increase in its outer diameter occurs, the necessary contact of the shaft and the inner ring of the bearing is created. As a result, the inner ring of the bearing elastically deforms and rotates together with the shaft and the expanding sleeve.

Сущность устройства поясняется схемой, где на фиг. 1 дана схема установки разжимной втулки на валу и кольца подшипника на разжимной втулке. The essence of the device is illustrated by the scheme, where in FIG. 1 shows a diagram of the installation of the expansion sleeve on the shaft and bearing rings on the expansion sleeve.

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.The bearing 1 is held onto the shaft 2 by means of an expansion sleeve 3. It is fixed to the shaft by the tension disk 4 located on the tension screw 5. The position of this screw in the shaft is limited by the stop 6. The movement of the disk along the screw is controlled by means of the lock nut 7 and lock washer 8. The position of the bearing in the housing on the shaft is limited by the cover 9. Between the end of the expanding nut and the supporting surface of the disk there is a separator 10 with balls 11, rods 12 are screwed into the holes of the disk, holding the disk 13 with the inner usnoy surface.

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 соотношенияBy rotating the tension disk 4, the expansion sleeve 3 is brought into contact with the inner ring of the bearing, while the free movement of the ring relative to the sleeve and the movement along the axis of the shaft disappears. Further introduction of the sleeve into the bearing ring creates the necessary interference. The necessary movement of the sleeve is calculated from the ratio

$$П=H\cdot O_k$$

$$P=H\cdot O_k$$

_,,

где Н – принимаемый радиальный натяг,where H is the received radial interference,

О_к – обратная конусность внутренней поверхности втулки,About _{to the} inverse taper of the inner surface of the sleeve,

$$O_k=\frac{L}{k}$$

, $$O_k=\frac{L}{k}$$

,

где L – длина конусной поверхности ,k – увеличение радиуса конусной поверхности на этой длине.where L is the length of the conical surface, k is the increase in the radius of the conical surface at this length.

Величину перемещения П, создающего необходимый контакт между подшипником и валом контролируют:The amount of movement P creating the necessary contact between the bearing and the shaft is controlled by:

1) нутромером по изменению зазора между диском 4 и нижним кольцом подшипника,1) caliper to change the gap between the disk 4 and the lower bearing ring,

2) по лимбу, размещаемому на цилиндрической поверхности разжимной втулки, по углу поворота диска 4 относительно разжимной втулки из соотношения2) on the limb placed on the cylindrical surface of the expansion sleeve, the angle of rotation of the disk 4 relative to the expansion sleeve from the ratio

$$N=\frac{П}{t_{хв}}$$

N= П/t_хв , $$N=\frac{P}{t_{x\mathrm{in}}}$$

N = П / t _хв ,

где N – число оборотов диска 4, t_хв – шаг винта 5.where N is the number of revolutions of the disk 4, t _xv is the pitch of the screw 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.The use of this invention provides advantages as a high quality device connecting shafts and bearings. These advantages are especially evident when bearings are repeatedly replaced and reinstalled due to the formation of surface defects on the shaft during disassembly of the joint under traditional conditions, which is associated with the movement of the ring under conditions of plastic deformation along the shaft during disassembly of their joints. Having opened the screw, rotating the tension disk in the opposite direction, remove the tension nut using rods 12 and disk 13 from contact with the bearing ring, making it possible to remove the bearing.

Claims (1)

Устройство для крепления подшипников на валу, отличающееся тем, что содержит разжимную втулку с продольным разъемом и внутренней конусной поверхностью, и систему перемещения её в зазор между конусной поверхностью вала и цилиндрической поверхностью нижнего кольца подшипника, которая состоит из винта натяжения, удерживающего перемещаемый по нему диск натяжения с сепараторным кольцом и вставленными в него шариками, контрогайку и стопорное кольцо, причем необходимая степень натяжения подшипника устанавливается по величине осевого перемещения разжимной втулки или углу поворота диска натяжения, а контакт его с разжимной втулкой происходит через сепаратор с шариками. A device for mounting bearings on a shaft, characterized in that it contains an expanding sleeve with a longitudinal connector and an inner conical surface, and a system for moving it into the gap between the conical surface of the shaft and the cylindrical surface of the lower bearing ring, which consists of a tension screw holding the disk moving along it tension with a separator ring and balls inserted into it, a lock nut and a lock ring, and the required degree of bearing tension is set according to the value of the axial the expansion sleeve or the angle of rotation of the tension disk, and its contact with the expansion sleeve occurs through a cage with balls.

Images