Способы передачи нагрузок с вала на корпус

Осевая фиксация вала.Обычно вал устанавливают на двух опорах. Кон­структивное оформление цапфы в значительной степени зависит от спосо­ба осевой фиксации вала, в соответ­ствии с чем различают плавающие и фиксирующие опоры. Плавающие опоры допускают осевое перемещение вала в любом направлении;, фиксирующие опоры ограничивают осевые перемещения в одном или обоих направлениях. Валы, устанавливаемые на плавающих опорах, имеют возможность самоустанавливаться при работе. Их осевая фиксация осуществляется другими элементами конструкции, например зубьями шевронных зубчатых колес.

Цапфы, работающие в подшипниках скольжения, выполняют цилиндрическими (рис. 14, а, б), конически­ми (рис. 14, в), сферическими (рис. 14, г). Основное применение имеют цилиндрические цапфы. Для облегчения сборки и фиксации вала в осе­вом направлении концевые цапфы делают меньшего, чем у соседнего участка, диаметра. Для разъемного корпуса с целью предотвращения осевых смещений в обоих направле­ниях возможна цапфа с уступами с двух сторон (рис. 14, б). Конические цапфы помимо осевой фиксации вала позволяют регулировать зазо­ры в подшипниках. Сферические цапфы применяют для разъемных корпусов при необходимости значи­тельных угловых. смещений, оси вала. Они сложны в изготовлении и имеют ограниченное применение. Цапфу, передающую осевую силу (главным образом в вертикальных валах), называют пятой, а саму опору подпятником, который может быть выполнен самоустанавливающимся (рис. 14, д).

Рис. 14. Цапфы валов для подшипников скольжения: а - цилиндрическая гладкая; б - цилиндрическая с уступами; в -коническая; г - сферическая; д - подпятник

Рис.15. Цапфы валов для подшипников качении: а - цилиндрическая с заплечиком без дополнительного крепления; б - в резьбой и круглой шлицевой гайкой; в – с винтом и торцовой шайбой; г – с пружинным кольцом; д – с винтом и центрируемой шайбой

 

Цапфы валов для подшипников качения характеризуются меньшей длиной (при установке в опоре одного подшипника). Как правило, цапфы для подшипников качения выполняют цилиндрическими (рис. 15, а).

Подшипники с коническим отверстием устанавливают или непосредственно на коническую цапфу, или на цилиндрическую при помощи закрепительных или стяжных втулок. Конусность конического отверстия подшипника 1:12 (угол конуса 4°46'18,8") или 1:30 (угол конуса 1°54'34,9"). При этом наименьший диаметр конуса, измеренный в плоскости торца внутреннего кольца, соответствует диаметру d подшипника с цилиндрическим отверстием. Подшипники с коническим отверстием, устанавливаемые непосредственно на коническую цапфу, обычно закрепляют гайками, для чего изготовляют на валу резьбу. Конические цапфы позволяют регулировать зазоры в подшипниках вслед ­ствие упругого деформирования внутренних колец при их осевом перемещении.

Рис. 16. Средства регулирования двух подшипников в фиксирующей опоре перемещением внутреннего кольца: а — прокладками; 6— гайкой с деформируемым бортиком

 

Цилиндрические цапфы для подшипников качения при необходимости осевого закрепления колец выполняют с наружной или внутренней резьбой (рис. 15, б, в, д), канавкой под пружинное кольцо (рис. 15, г) и другими средствами.

При установке в фиксирующей опоре двух подшипников предусматривают возможность их регулирования, например, винтом, торцовой шайбой и набором прокладок 1 (рис. 16, а), гайкой с деформируемым бортиком (рис. 16, б).

Цапфы шлифуют, предусматривая перед заплечиком канавку для выхода шлифовального круга. При высокой напряженности вала переходную поверхность выполняют галтелями различной конфигурации.