Что делать, если провернулся подшипник в картере, и ослабла его посадка.
Бывает, что подшипник в картере провернулся, его посадка в блоке двигателя или в картере какого то агрегата (коробки передач или заднего моста) ослабевает, и эксплуатировать автомобиль или мотоцикл с такой неисправностью нельзя, так как посадочное место подшипника ещё больше разобьётся. Такая неисправность может произойти от многократного или неправильного монтажа подшипника в отверстие (гнездо) картера, недостатка смазки (подшипник клинит и он проворачивается), или просто от неточного изготовления отверстия подшипника. И с такой неисправностью часто сталкиваются владельцы любого транспортного средства, или просто какого то станка или агрегата. Как легко избавиться от такой неисправности в домашних условиях, не имея гальванического оборудования, даже самого простого (для покрытия цинком) мы и рассмотрим в этой статье.
Конечно же можно нарастить диаметр наружной обоймы подшипника, если покрыть его хромом, или слоем цинка, и об этом я уже писал (почитать можно вот в этой статье). Но для этого потребуется изготовить специальные заглушки (чтобы слой покрытия не попал на шарики, сепаратора и внутренние поверхности обойм), да и придётся повозиться с химреактивами.
В этой же статье, мы рассмотрим другой, ещё более простой способ наращивания наружного диаметра обоймы подшипника, который сможет осуществить как в своём гараже, так и в полевых условиях любой человек, даже школьник.
Для начала рассмотрим более распространённые традиционные методы восстановления разбитого посадочного отверстия в подшипнике, может кто то из новичков не знает о них и они кому то пригодятся. А уже после этого разберём более редкий способ, о котором большинство ремонтников не знает.
Восстановление посадочного отверстия с помощью втулки.
1 — картер, 2 — втулка, 3 — наружная обойма подшипника.
Так вот, если подшипник монтируется в картере какого то агрегата или его крышке, и посадочное отверстие разбито, то крышку закрепляют через планшайбу в токарном станке, а картер в кардинатно-расточном станке, и растачивают диаметр посадочного отверстия примерно на 3 — 4 мм и после этого запрессовывают в расточенное место ремонтную втулку, в которой внутренний диаметр немного больше (с припуском на чистовую обработку) и после завтуливания, растачивают внутренний диаметр втулки под диаметр наружной обоймы подшипника (см. рисунок 1).
Этот способ достаточно распространён, не смотря на то, что многим мастерам приходится искать кардинатно-расточной или токарный станок и изготавливать ещё и приспособление для точного закрепления детали. К тому же такой способ не подойдёт, если толщина металла стенки корпуса, после расточки станет тонкой и не обеспечит достаточной жёсткости отверстию подшипника. И многих это и останавливает, да и грамотного станочника не везде найдёшь.
Некоторые «мастера» пытаются вообще обойтись просто кернением посадочной поверхности, но вряд ли стоит надеяться, что такого «ремонта» хватит надолго, как правило на пару часов. Ведь обойма подшипника при таком способе будет лежать не на всей поверхности посадочного отверстия, а лишь на мизерных площадках (пупырышках), которые имеют мизерную площадь. Да и накерненные места быстро сминаются уже при монтаже подшипника (особенно в мягком алюминиевом картере), и обойма подшипника снова начинает болтаться и проворачиваться.
Наиболее доступные и эффективные способы ремонта, это когда увеличенное отверстие подшипника вообще не трогают, а занимаются лишь наращиванием толщины обоймы подшипника. И способов тут тоже несколько, это и напыление металла специальными установками, которые пока очень мало распространены, это и покрытие обоймы хромом, ну и более доступное в домашних условиях покрытие обоймы цинком, о котором я уже писал (ссылка выше в тексте).
Но существует ещё один малоизвестный, но очень простой способ наращивания размера любой круглой металлической детали, а в данном случае обоймы подшипника, который не сложно осуществить у себя дома, в гараже и даже в путешествии (на обочине дороги). Причём особой квалификации или какого то секретного мастерства не потребуется, и любой водитель, способный открыть капот на своей машине, справится с этой несложной операцией довольно легко, особенно если будет помогать помощник.
Принцип наращивания металла этим простым способом, основан на принципе работы контактной сварки. И для работы нам потребуется всего лишь пара рессор, например от Москвича или Волги, пара кусков толстого провода (подойдут кабели с зажимом «крокодил», для «прикуривания») ну и хорошо заряженный аккумулятор, или сварочный трансформатор (может подойти и мощное пуско-зарядное устройство).
Подключение самодельной установки для наплавки подшипников.
1 — батарея, 2 — рессоры, 3 — подшипник, 4 — стол с подставками.
И чтобы нарастить диаметр наружной обоймы подшипника, этот подшипник нужно будет прокатывать между двух рессор, подключив к рессорам электрический ток (см. рисунок 3). И как я уже говорил, подойдут рессоры от наших отечественных машин, но если подшипник гораздо большего размера, например от грузовика, то и ширину рессор нужно подобрать пошире, от того же грузовика (можно найти старые рессоры на пунктах приёма металлолома, или в автохозяйствах).
Длинна рессор тоже зависит от диаметра подшипника, но как правило хватает длины одной рессоры около метра, а вторую можно отрезать до полуметра (так будет удобнее работать). Соединяем каждую рессору кабелем с полюсными наконечниками батареи или трансформатора, обеспечив хороший контакт.
Можно использовать клеммы от автомобиля, чтобы плотно подсоединить кабели к аккумулятору, ну а к рессорам можно зажать кабели с помощью болтов с шайбами, или мощных зажимов «крокодил» (типа сварочных). Причём полярность при подключении рессор может быть любая.
Большую рессору удобнее закрепить где нибудь на столе или верстаке, прогибом вверх, далее на неё устанавливается подшипник, во внутреннюю обойму которого вставляется круглая палка, и сверху на подшипник ложится прогибом вниз более короткая рессора.
Конечно работать удобнее вдвоём, так как один человек удерживает подшипник палкой и старается, чтобы он не ушёл в сторону от прямолинейного направления (подруливает). А второй человек, накрыв подшипник верхней рессорой, прокатывает её по поверхности наружной обоймы, при этом подшипник будет немного прокатываться и по нижней рессоре.
Наплавленные подшипники с разной толщиной наплавки.
а — толщина наплавки 0,1 мм, б — толщина наплавки 0,25 мм, в — толщина наплавки в 0,5 мм.
Прокатку выполняют несколько раз, и при этом поверхность наружной обоймы постепенно покрывается большим количеством мелких привариваемых бугорков из металла рессор (см фото слева). И достаточно сделать несколько прокаток, и поверхность наружной обоймы подшипника уже наращивается до такого диаметра, что обойма уже не будет болтаться в своём разбитом отверстии.
На концы верхней рессоры полезно одеть резиновые перчатки и примотать их скотчем, или просто намотать изоленту. Это позволит избежать короткого замыкания рессор и порчи аккумулятора, если при прокатке верхняя рессора своим концом коснётся нижней рессоры.
Это часто случается, если диаметр восстанавливаемого подшипника маленький. И если подшипник уж очень маленького диаметра, то полезно при работе наоборот развернуть верхнюю рессору прогибом вверх.
При работе с аккумулятором, чтобы его не испортить,полезно вообще не защищать ржавчину на рессорах, так как ржавчина обладает дополнительным сопротивлением, которое будет препятствовать чрезмерному росту тока. Но при желании можно подключить и реостат, которым можно будет точно подобрать нужную силу тока.
Если же вместо аккумулятора будет использоваться сварочный трансформатор, то конечно лучше использовать тот, на котором есть регулировка тока. Сварочный ток выставляют в пределах 100 — 150 ампер, и чем ток больше, тем быстрее будет происходить наращивание металла, но и крупнее будут наплавляемые частицы.
Поэтому полезно подобрать золотую середину, чтобы и частицы наплавляемого металла (вкраплений) были не крупные, и возиться долго не пришлось. Можно потренироваться сперва на негодном подшипнике. Но как правило, для нормального увеличения диаметра 110- миллиметрового подшипника на 0,5 мм, потребуется ток в 150 ампер и примерно пять минут накатки. И при этом подшипник нагревается всего лишь до 100 градусов, а значит структура его металла не изменяется.
После накатки, как видно на фотографиях, поверхность обоймы имеет несколько шершавый вид, что даже лучше, так как он никогда больше не провернётся в своем отверстии (сцепление шершавой поверхности лучше чем гладкой). Но всё же, если кто то захочет восстановить таким способом поверхность наружной обоймы до заводского гладкого состояния, тогда вполне возможно сделать покрытие в два раза толще (вместо 0,5 мм сделать 1 мм). А после этого отдать подшипник токарю, который заполирует обойму до гладкого состояния, сняв с поверхности примерно 0,5 мм.
Способом, описанным в этой статье, была восстановлена посадка провернувшихся в своих местах подшипников не только легковых автомобилей и мотоциклов, но и грузовиков, и были сэкономлены не малые деньги, так как картер коробки передач или заднего моста, ступицу колеса, или блок двигателя уже не нужно было менять, чего и вам желаю; удачи всем.
Как закрепить прослабленный подшипник
Три метода восстановления посадочного места подшипника
Металлополимеры или двухкомпонентные эпоксидные металлопластики WEICON – продукты, предназначенные для быстрого и долгосрочного ремонта, восстановления и техобслуживания металлических поверхностей, узлов и деталей. Используя металлопластики, можно проводить следующие работы:
- ликвидация повреждений от коррозии, в т. ч. точечной;
- создание моделей, инструментов и форм, противостоящих высокотемпературному режиму;
- проведение капремонта металлических поверхностей, а также заделка трещин;
- восстановление посадочных мест подшипников и вал-втулочных соединений;
- ремонт изделий из различных металлов, бетона, пластика и резины.
Характеристики металлополимеров
Перед применением металлополимеров WEICON изучите физическую, токсикологическую и экологическую информацию о выбранном продукте. В инструкции по эксплуатации указаны меры предосторожности и сертификаты по безопасности. Успешный технологический процесс зависит от тщательной подготовки поверхностей. Пыль, грязь, жир, масло, ржавчина и влага имеют негативное влияние на адгезию эпоксидных смол.
Металло-Пластики WEICON в жидком и затвердевшем состоянии:
Что делать, если ослаблено посадочное место под подшипник – три метода восстановления
Для реставрации посадочного места подшипника (от 1 мм в диаметре) используется пастообразный композит, наполенный сталью, WEICONA (wcn10000005).
При высоких нагрузках и температурах эксплуатации восстанавливаемой поверхности, допустимо использование:
- WEICON Ti (wcn10430005-34) пастообразный композит, наполненный сталью с длительной полимеризацией;
- WEICON SF (wcn10250005-34) эпоксидный композит (паста) с быстротвердеющей сталью для быстрого ремонта;
- Универсальный очиститель для обезжиривания поверхностей CLEANER S (wcn15200005);
- Разделительный жидкий агент WEICON F 1000 (wcn10604025) для гладких поверхностей.
Подбор двухкомпонентного эпоксидного композита WEICON осуществляется согласно технической таблице, представленной выше и требуемых технических характеристик для восстанавливаемой поверхности.
За консультацией по подбору металл полимера WEICON обращайтесь к нашему менеджеру по телефону 8 863 270 39 73 или закажите обратный звонок. Отправить запрос или получить дополнительную информацию можно по e-mail: info@energosnab.com
Если объем ремонта небольшой или носит разовый характер, рекомендуем применить Mould Release Agent (wcn11450400-34) для всех случаев, где необходимо защитить поверхность от прилипания металлополимера. Для грубых и текстурных поверхностей оптимально использование разделительного агент-воска WEICON Р 500 (wcn10604500).
Метод №1
Методика восстановления посадочного места подшипника:
- Замерьте величину h1, h2 и h3. Подготовьте маячки для центрирования (рисунок №1).
- Расточите посадочное место на 1-2 мм величины с диаметром (рисунок №2)
- Используя CLEANER S, обезжирьте посадочное место.
- Подготовьте WEICON TI или WEICON SF, согласно инструкции.
- Первый слой втирайте в поверхность движением «крест-на-крест».
- Второй слой следует наносить с избытком – до толщины большего износа. Установите маячки в композит.
- На подшипник нанесите тонким слоем, используя кисть, смазку WEICON F 1000илиWEICON Р 500. В завершении, подшипник нужно запрессовать в композит.
- Через 30-60 мин уберите излишек композита. При необходимости подшипник можно выбивать по истечении 3-4 часов.
При требованиях точности, в качестве центрирования можно использовать «грибок» или вал. Если необходимо собрать сложный узел или механизм, с учетом дальнейшей корректировки подшипника, используйте металлполимеры с длительной полимеризацией. Для срочного ремонта, рекомендуем, применять наши эпоксидные композиты cбыстрой полимеризацией, например WEICONSF или WEICONWR.
Метод №2
Этап 1: Подготавливаем поверхность
Технология разработана для восстановления посадочного места подшипника в корпусе, в т.ч. для подшипников качения и скольжения.
К сведению: Данный способ не подходит для подшипника гидродинамического типа.
Технологические этапы ремонта:
- Механическое очищение поврежденного посадочного места.
- Обработку механическим методом рекомендуем проводить за счет расточки корпуса, используя борштангу или абразивный инструмент, как на рисунке №3.
- Чистая поверхность должна соответствовать параметрам шероховатости Ra-20 мкм
Этап 2: Обезжириваем поверхность
Завершив механическую подготовку, обработайте поверхность универсальным очистителем CLEANER S. Для заказа очистителя используйте арт.wcn15200010
Обезжиривать поверхность рекомендуется чистой тканью, предварительно смоченной в очистителе. Процесс очистки повторить по необходимости.
Контроль за чистотой поверхности проверяется смоченной в очистителе чистой белой тканью – следов не должно оставаться.
Этап 3: Подбор композитного материала для ремонтных работ
Композиционный материал следует выбирать, основываясь на нагрузках, воздействующих на подшипник (рисунок №4):
Выбирая полимерный материал, рассчитайте удельную нагрузку на посадочное место. Воспользуйтесь таблицей тех.характеристик и подберите полимерный материал, удовлетворяющим Вашим требованиям.
Получите подробную информацию и помощь в подборе материалов для реставрации посадочного места по телефону (863) 2703973 или направив запрос на e-mail: info@energosnab.com
Этап 4: Обработка поверхности кондуктора
- Подбирайте втулку в соответствии с диаметром и допуском на него. Поверхность рекомендуется отшлифовать для снижения шероховатости. Недопустимо наличие рытвин.
- Обработайте поверхность втулки смазкой WEICON F 1000(купить по артикулу wcn10604025) или примените WEICON Р 500(купить по артикулу wcn10604500).
Втулка может быть разъемной и состоять из 2-х половинок. Однако следует иметь разжимное устройство, которое будет прижимать кондуктор к поврежденной плоскости.
Аналогом втулки может служить сам подшипник. Его поверхность предварительно следует обработать смазкой для разделения F 1000 или Р 500.
Этап 5: Наносим материал и устанавливаем втулку
- Подготовьте материал, согласно инструкции.
- Нанесите тонким слоем и тщательно вотрите его в шероховатую поверхность.
- Полимерный материал нанести толщиной, которая обеспечит предельную связку с поверхностью втулки.
- Установите втулку в корпус, как на рисунке №6 так, чтобы металлополимер сформировал необходимую плоскость, выдавив избыток. Излишки удалите шпателем.
Метод №3
Этап 1: Подготовка
Исходные условия: t° воздуха от +15°С, влажность 50% — 90%
- Изготовление оправки, как на рисунке №7
- Проведение диагностики ремонтируемого узла.
- Разбор узла.
- Проверка посадки оправки.
- Замер диаметра вала.
Этап 2: Очистка поверхности посадочного места
Механическим методом очистите поврежденное посадочное место. Следует избавиться от старой смазки и коррозии. Очистка может проводиться борфрезой. Оптимальный результат – шероховатость от Ra-20 мкм.
Этап 3: Обезжириваем поверхность
После обработки механическим способом, используйте очиститель CLEANER S. Возьмите чистую ткань, для обезжиривания, предварительно смоченную в очистителе.
По необходимости процедуру повторить. Контроль чистой поверхности осуществляется белой тканью – на ней не должны оставаться следы.
Этап 4: Устанавливаем центрирующий маятник
- Посадка маятника проводится в соответствии параметрам плотной или легкопрессовой посадке
Этап 5: Использование композитного материала и установка подшипника на втулку
- Наружное кольцо подшипника отшлифуйте бумагой с зернистость №400.
- Используйте CLEANER S для очистки и обезжиривания подшипника.
- Нанесите смазку F 1000 или P 500 .
- Полимерный материал подготовьте, согласно инструкции на упаковке.
- Нанесите тонким слоем материал на поверхность тех.отверстия и тщательно вотрите его.
- Далее, нанесите полимерный материал толщиной, которая обеспечит полную связку с поверхностью подшипника.
- Установите подшипник на центрирующий маятник в корпус с нанесенным металлополимером, как на рисунке №9.
Спустя 24 часа завершиться полимеризация. Снимите маятник и соберите агрегат.
Вы можете зарегистрироваться в интернет-магазине компании «Волгодонскэнергоснаб». Это позволит Вам самостоятельно формировать заказ и выводит на печать счет для оплаты выбранной продукции.
Ознакомиться со стандартными условиями оплаты, формы и доставки Вы можете в этом разделе.
Свяжитесь с нами по телефону 8 863 270 39 73 или закажите обратный звонок.Отправить запрос или получить дополнительную информацию можно по email:info@energosnab.com
Автор статьи — Екатерина Иванова
Подшипник и посадочное место
После ремонта насоса кама при притирке щёток обнаружил что внешняя обойма прокручивается в пос месте с небольшой скоростью из способов устранения:
1.Накернить пос место- возможен выс подьём металла подшипник не встанет на своё м-то.
2.Подложить тонкую фольгу м-ду обоймой и пос местом- не факт что подшипник влезет.
3.Обработать спец составом LOCTITE-50мл.-1800 деревом ремонт теряет смысл по фин соображениям.
- Посадить на быструю эпоксидку-трудности при посл возможной разборке узла.
Помогите (советом) кто как делает в подобных случаях!
ТЭИ написал :
1.Накернить пос место- возможен выс подьём металла подшипник не встанет на своё м-то.
Куда он денется супротив киянки. Еще можно облудить внешнюю обойму подшипника.
ТЭИ написал :
1.Накернить пос место- возможен выс подьём металла подшипник не встанет на своё м-то.
самое то, в своё время так делах на ступицах ТАЗа-05го и всё было ОК!
Есть ещё такой способ — вместо штатного подшипника поставить меньший по диаметру, и запрессовать туда выточенную обойму(втулку).
Service-man написал :
и запрессовать туда выточенную обойму(втулку)
либо резиновый вкладыш (уплотнитель) подшипника.
Есть еще один способ.Берется стандартный подшипник.Зажимается с 2-х сторон листами железа или старыми рессорами и прокатывается м/у ними.Предварительно к листам подключают сварочный на малый ток.Происходит точечное наплавление металла.Очень надежно и просто, правда сам еще не пробовал только читал и видел картинки.
Если посадочное место не критично разбито, а зазор десятки миллиметра (т.е. особо ничего не вставишь), обычно задний подшипник не сильно оборотистого инструмента, где нет резинового колпачка, то два варианта. Несколько слоев клея (типа старый желтый Момент), последовательно наносить после высыхания. Если подшипник ложится в алюминий, можно попробовать плотно посадить на ФУМ ленту (с подбором направления вращения ).
Если честно ко всяким подкладываниям и подматываниям изоленты и фольги — отношусь негативно. Видел много плохих последствий такого кустарного подхода.
Сваркой на малом токе , медным многожильным проводом поводить по подшибнику , лишнее убрать напильником
ТЭИ написал :
Посадить на быструю эпоксидку-трудности при посл возможной разборке узла.
имхо самый простой вариант , если очень опасаетесь за проблемы с разборкой — можно взять анаэробный герметик для труб, в кр случае обычный силиконовый герметик.
Винт написал :
Есть еще один способ.Берется стандартный подшипник.Зажимается с 2-х сторон листами железа или старыми рессорами и прокатывается м/у ними.Предварительно к листам подключают сварочный на малый ток.Происходит точечное наплавление металла.Очень надежно и просто, правда сам еще не пробовал только читал и видел картинки.
Владимир С написал :
Сваркой на малом токе , медным многожильным проводом поводить по подшибнику , лишнее убрать напильником
Люди упомянули действенный метод неоднократно применяемый на предприятии где я работал. Там таким образом решались вопросы пролетов посадочных размеров колонок для пресс-форм. Напай меди способ надежный и простой если не пользоваться сварочным аппаратом и рессорами. Возьмите просто медный провод закрепите его на клеймах аккумулятора от авто, и закорачивая вал с подшипником, пройдитесь по всей поверхности посадочного места. Образовавшийся наплав на подшипнике доведите надфилем. Надфилем не переусердствуйте. Медь мягкий материал, и излишки вытянет при запресовке.
Что делать, если провернулся подшипник в картере, и ослабла его посадка
Бывает, что подшипник в картере провернулся, его посадка в блоке двигателя или в картере какого то агрегата (коробки передач или заднего моста) ослабевает, и эксплуатировать автомобиль или мотоцикл с такой неисправностью нельзя, так как посадочное место подшипника ещё больше разобьётся. Такая неисправность может произойти от многократного или неправильного монтажа подшипника в отверстие (гнездо) картера, недостатка смазки (подшипник клинит и он проворачивается), или просто от неточного изготовления отверстия подшипника. И с такой неисправностью часто сталкиваются владельцы любого транспортного средства, или просто какого то станка или агрегата. Как легко избавиться от такой неисправности в домашних условиях, не имея гальванического оборудования, даже самого простого (для покрытия цинком) мы и рассмотрим в этой статье.
Конечно же можно нарастить диаметр наружной обоймы подшипника, если покрыть его хромом, или слоем цинка. Но для этого потребуется изготовить специальные заглушки (чтобы слой покрытия не попал на шарики, сепаратора и внутренние поверхности обойм), да и придётся повозиться с химреактивами.
В этой же статье, мы рассмотрим другой, ещё более простой способ наращивания наружного диаметра обоймы подшипника, который сможет осуществить как в своём гараже, так и в полевых условиях любой человек, даже школьник.
Для начала рассмотрим более распространённые традиционные методы восстановления разбитого посадочного отверстия в подшипнике, может кто то из новичков не знает о них и они кому то пригодятся. А уже после этого разберём более редкий способ, о котором большинство ремонтников не знает.
Восстановление посадочного отверстия с помощью втулки.
1 — картер, 2 — втулка, 3 — наружная обойма подшипника.
Так вот, если подшипник монтируется в картере какого то агрегата или его крышке, и посадочное отверстие разбито, то крышку закрепляют через планшайбу в токарном станке, а картер в кардинатно-расточном станке, и растачивают диаметр посадочного отверстия примерно на 3 — 4 мм и после этого запрессовывают в расточенное место ремонтную втулку, в которой внутренний диаметр немного больше (с припуском на чистовую обработку) и после завтуливания, растачивают внутренний диаметр втулки под диаметр наружной обоймы подшипника (см. рисунок 1).
Этот способ достаточно распространён, не смотря на то, что многим мастерам приходится искать кардинатно-расточной или токарный станок и изготавливать ещё и приспособление для точного закрепления детали. К тому же такой способ не подойдёт, если толщина металла стенки корпуса, после расточки станет тонкой и не обеспечит достаточной жёсткости отверстию подшипника. И многих это и останавливает, да и грамотного станочника не везде найдёшь.
Некоторые «мастера» пытаются вообще обойтись просто кернением посадочной поверхности, но вряд ли стоит надеяться, что такого «ремонта» хватит надолго, как правило на пару часов. Ведь обойма подшипника при таком способе будет лежать не на всей поверхности посадочного отверстия, а лишь на мизерных площадках (пупырышках), которые имеют мизерную площадь. Да и накерненные места быстро сминаются уже при монтаже подшипника (особенно в мягком алюминиевом картере), и обойма подшипника снова начинает болтаться и проворачиваться.
Наиболее доступные и эффективные способы ремонта, это когда увеличенное отверстие подшипника вообще не трогают, а занимаются лишь наращиванием толщины обоймы подшипника. И способов тут тоже несколько, это и напыление металла специальными установками, которые пока очень мало распространены, это и покрытие обоймы хромом, ну и более доступное в домашних условиях покрытие обоймы цинком, о котором я уже писал (ссылка выше в тексте).
Но существует ещё один малоизвестный, но очень простой способ наращивания размера любой круглой металлической детали, а в данном случае обоймы подшипника, который не сложно осуществить у себя дома, в гараже и даже в путешествии (на обочине дороги). Причём особой квалификации или какого то секретного мастерства не потребуется, и любой водитель, способный открыть капот на своей машине, справится с этой несложной операцией довольно легко, особенно если будет помогать помощник.
Принцип наращивания металла этим простым способом, основан на принципе работы контактной сварки. И для работы нам потребуется всего лишь пара рессор, например от Москвича или Волги, пара кусков толстого провода (подойдут кабели с зажимом «крокодил», для «прикуривания») ну и хорошо заряженный аккумулятор, или сварочный трансформатор (может подойти и мощное пуско-зарядное устройство).
Подключение самодельной установки для наплавки подшипников.
1 — батарея, 2 — рессоры, 3 — подшипник, 4 — стол с подставками.
И чтобы нарастить диаметр наружной обоймы подшипника, этот подшипник нужно будет прокатывать между двух рессор, подключив к рессорам электрический ток (см. рисунок 3). И как я уже говорил, подойдут рессоры от наших отечественных машин, но если подшипник гораздо большего размера, например от грузовика, то и ширину рессор нужно подобрать пошире, от того же грузовика (можно найти старые рессоры на пунктах приёма металлолома, или в автохозяйствах).
Длинна рессор тоже зависит от диаметра подшипника, но как правило хватает длины одной рессоры около метра, а вторую можно отрезать до полуметра (так будет удобнее работать). Соединяем каждую рессору кабелем с полюсными наконечниками батареи или трансформатора, обеспечив хороший контакт.
Можно использовать клеммы от автомобиля, чтобы плотно подсоединить кабели к аккумулятору, ну а к рессорам можно зажать кабели с помощью болтов с шайбами, или мощных зажимов «крокодил» (типа сварочных). Причём полярность при подключении рессор может быть любая.
Большую рессору удобнее закрепить где нибудь на столе или верстаке, прогибом вверх, далее на неё устанавливается подшипник, во внутреннюю обойму которого вставляется круглая палка, и сверху на подшипник ложится прогибом вниз более короткая рессора.
Конечно работать удобнее вдвоём, так как один человек удерживает подшипник палкой и старается, чтобы он не ушёл в сторону от прямолинейного направления (подруливает). А второй человек, накрыв подшипник верхней рессорой, прокатывает её по поверхности наружной обоймы, при этом подшипник будет немного прокатываться и по нижней рессоре.
Наплавленные подшипники с разной толщиной наплавки.
а — толщина наплавки 0,1 мм, б — толщина наплавки 0,25 мм, в — толщина наплавки в 0,5 мм.
Прокатку выполняют несколько раз, и при этом поверхность наружной обоймы постепенно покрывается большим количеством мелких привариваемых бугорков из металла рессор (см фото слева). И достаточно сделать несколько прокаток, и поверхность наружной обоймы подшипника уже наращивается до такого диаметра, что обойма уже не будет болтаться в своём разбитом отверстии.
На концы верхней рессоры полезно одеть резиновые перчатки и примотать их скотчем, или просто намотать изоленту. Это позволит избежать короткого замыкания рессор и порчи аккумулятора, если при прокатке верхняя рессора своим концом коснётся нижней рессоры.
Это часто случается, если диаметр восстанавливаемого подшипника маленький. И если подшипник уж очень маленького диаметра, то полезно при работе наоборот развернуть верхнюю рессору прогибом вверх.
При работе с аккумулятором, чтобы его не испортить,полезно вообще не защищать ржавчину на рессорах, так как ржавчина обладает дополнительным сопротивлением, которое будет препятствовать чрезмерному росту тока. Но при желании можно подключить и реостат, которым можно будет точно подобрать нужную силу тока.
Если же вместо аккумулятора будет использоваться сварочный трансформатор, то конечно лучше использовать тот, на котором есть регулировка тока. Сварочный ток выставляют в пределах 100 — 150 ампер, и чем ток больше, тем быстрее будет происходить наращивание металла, но и крупнее будут наплавляемые частицы.
Поэтому полезно подобрать золотую середину, чтобы и частицы наплавляемого металла (вкраплений) были не крупные, и возиться долго не пришлось. Можно потренироваться сперва на негодном подшипнике. Но как правило, для нормального увеличения диаметра 110- миллиметрового подшипника на 0,5 мм, потребуется ток в 150 ампер и примерно пять минут накатки. И при этом подшипник нагревается всего лишь до 100 градусов, а значит структура его металла не изменяется.
После накатки, как видно на фотографиях, поверхность обоймы имеет несколько шершавый вид, что даже лучше, так как он никогда больше не провернётся в своем отверстии (сцепление шершавой поверхности лучше чем гладкой). Но всё же, если кто то захочет восстановить таким способом поверхность наружной обоймы до заводского гладкого состояния, тогда вполне возможно сделать покрытие в два раза толще (вместо 0,5 мм сделать 1 мм). А после этого отдать подшипник токарю, который заполирует обойму до гладкого состояния, сняв с поверхности примерно 0,5 мм.
Способом, описанным в этой статье, была восстановлена посадка провернувшихся в своих местах подшипников не только легковых автомобилей и мотоциклов, но и грузовиков, и были сэкономлены не малые деньги, так как картер коробки передач или заднего моста, ступицу колеса, или блок двигателя уже не нужно было менять, чего и вам желаю; удачи всем.
Крепление подшипников на валах
Основным способом крепления подшипников на валу является затяжка внутренней обоймы подшипников гайкой. Такое крепление обеспечивает точную осевую фиксацию подшипника, надежно страхует от проворота внутренней обоймы на валу и позволяет устанавливать подшипник на вал с небольшим натягом без опасности смятия и разбивания посадочной поверхности вала.
Наиболее сильную затяжку обеспечивает упор в заплечики или буртик на валу (рис. 763, а), в промежуточную втулку (вид б) или в насадную деталь, в свою очередь, опирающуюся на заплечики или буртик.
Широко распространена затяжка подшипника на валу через насадную деталь (вид в) и установка подшипника между дистанционными втулками (вид г), стягиваемыми гайкой.
При упоре в кольцевой стопор (вид д) осуществить силовую затяжку невозможно из-за опасности среза стопора или выжимания его из канавки.
Стопорные кольца круглого сечения, усиленные охватывающими коническими кольцами (вид е), выдерживают повышенные силы затяжки.
Описанные способы применяют как в концевых, так и в промежуточных установках.
В концевых установках силовую затяжку осуществляют также внутренними гайками (вид ж) и шайбами, притягиваемыми к торцу вала центральным болтом (вид з) или несколькими болтами (вид и).
Все другие способы крепления не обеспечивают силовой затяжки и, как правило, требуют применения посадок с увеличенным натягом и повышения твердости вала во избежание смятия посадочной поверхности.
В малонагруженных подшипниковых узлах применяют фиксацию кольцевыми стопорами (виды к, л). Для того чтобы обеспечить беззазорную фиксацию с помощью кольцевых стопоров (особенно из круглой проволоки), нужно или строго выдерживать расстояние между канавками стопоров, или применять калиброванные промежуточные шайбы (вид м).
В слабонагруженных подшипниковых узлах иногда ограничиваются посадкой подшипников на вал с натягом до упора в фиксирующий буртик (вид н). Этот способ не исключает возможности смещения подшипника с вала при ослаблении натяга. Правильнее в таких случаях застраховать подшипник от сдвига с помощью кольцевого стопора (вид о).
Фиксация концевого подшипника шайбами, подкладываемыми под болты, расположенные на периферии торца вала (вид п), а также планкой (вид р) не обеспечивает затяжки, так как во избежание перекоса крепящие элементы должны прилегать к торцу вала.
Почти вышли из употребления способы фиксации подшипников полукольцами, стянутыми пружинными разрезными кольцами (вид с) и установочными кольцами с нажимными винтами (вид m). Последний способ иногда еще применяют для установки подшипников на гладком валу при необходимости реагирования осевого положения подшипников.
Монтаж подшипников качения
Подшипники качения, поступившие на сборку с истекшим сроком хранения (консервации), должны быть расконсервированы. Подшипники качения расконсервируют в минеральном масле (индустриальное 12 или 20), с нагревом до температуры 90°С. После остывания подшипники промывают в бензине с добавлением 6-8% минерального масла (индустриальное 12). Точные подшипники должны быть установлены в сборочные единицы не позже чем через 2 часа после их расконсервации.
Установку подшипников на посадочные места при условии, что заданная посадка вызывает образование натяга между сопряженными поверхностями, осуществляют при помощи ручного или гидравлического пресса, а в случае значительной величины натяга – с предварительным нагревом подшипников (при посадке внутреннего кольца на вал) либо корпуса (при посадке наружного кольца в корпус).
Установка подшипников с посадками, при которых между сопряженными поверхностями должен быть гарантирован зазор или незначительный натяг, осуществляют при помощи ударного инструмента либо от руки.
При этом необходимо учитывать, где должно быть расположено вращающееся кольцо подшипника – на валу или в корпусе.
1. Основные приемы монтажа подшипников
При монтаже подшипников необходимо особо тщательно следить за чистотой рабочего места, монтажного инструмента и сопрягаемых деталей.
При сборке следует обратить внимание, чтобы на деталях были предусмотрены элементы, которые обеспечивали бы более точный и облегченный монтаж и демонтаж подшипника. Вот некоторые из них:
- на шейке вала и у расточки корпуса или стакана должны быть фаски;
- поверхность опорных шеек под подшипники качения с внутренним кольцом качения и без внутреннего кольца должна быть не ниже 46 HRC;
- диаметр шейки вала под посадку внутреннего кольца подшипника должен быть больше, чем диаметры предыдущих участков вала, чтобы кольцо подшипника свободно проходило через них.
В отдельных случаях допускают равенство номинальных диаметров участков вала, посадочного места и расположенного перед ним. Однако при этом обработка обоих участков должна быть выполнена с различными допусками так, чтобы нагретый в минеральном масле до t=100°С подшипник проходил свободно на посадочное место.
Посадка подшипников на валы, в гнезда корпусов деталей может быть выполнена вручную, с помощью ручных, гидравлических или пневматических прессов, с подогревом в горячем масле (80-90°С) или с охлаждением твердой углекислотой – сухим льдом (температура мину. 11-80°С).
Для запрессовки шарикоподшипника на шейку вала могут быть использованы ручные приспособления – монтажные стаканы и оправки (рис. 1; а, б, в). Применение оправок обеспечивает равномерную посадку подшипника на шейку вала, предотвращает перекос при установке и предохраняет подшипник от повреждений. Для запрессовки подшипников на валы, имеющие на конце резьбу, часто используют гаечные и винтовые устройства (рис. 1, г).
При всех способах монтажа подшипников на валы и в корпусы необходимо соблюдать следующие основные правила.
Прикладывать усилие запрессовки только к тому кольцу подшипника, которое устанавливается на посадочное место с натягом (рис. 1, д).
Рис. 1. Приспособление для запрессовки подшипников: а – запрессовка подшипника с помощью оправки и ручного пресса; б – с помощью стакана 1 и кольца 2; в – с помощью ручной оправки; г – с помощью гаечного устройства; 1 – гайка; 2 – корпус; 3 – шайба; 4 – державка
При одновременной установке подшипника на вал и в корпус усилие запрессовки передавать через оба кольца (рис. 1; б, в).
Для установки кольца подшипника на посадочное место без перекоса усилие запрессовки должно распределяться равномерно по всей торцовой поверхности кольца. Для этой цели следует пользоваться специальными монтажными оправками, трубами или кольцами. При установке подшипника при помощи молотка и медной выколотки необходимо наносить удары поочередно по всем точкам монтируемого кольца, причем каждый последующий удар наносить в диаметрально противоположной зоне торца кольца.
Не следует применять таких способов монтажа подшипников, при которых усилие запрессовки может передаваться на тела качения, а также не следует наносить удары молотком непосредственно по кольцам подшипников.
Монтажные приспособления должны быть выполнены так, чтобы при запрессовке подшипников усилия не передавались на сепаратор.
При прогреве подшипников, монтируемых на валы, следует применять ванны с электрическим подогревом или сдвоенные баки; один из баков (внутренний) наполняется маслом, а другой (наружный) – водой, которую доводят до кипения. Прогрев подшипников ведется в минеральном масле, нагретом до 80-90°С. Прогрев корпусов осуществляют погружением их в нагретое масло либо путем обдувки горячим воздухом.
Существенную роль в обеспечении нормальной работы подшипниковых узлов имеет правильное крепление колец подшипников на валу и в корпусе.
Вращающееся кольцо подшипника на валу не должно проворачиваться, так как это ведет к износу посадочных мест. Это достигается гарантированным натягом.
Для предотвращения перемещения под действием осевого усилия кольца закрепляются на валу с помощью специальных устройств.
При наличии больших осевых усилий и высоких угловых скоростей крепление колец подшипников должно быть особенно надежным. Следует помнить, что осевое крепление колец не может обеспечить закрепление их от проворачивания, если не предусмотрена надлежащая посадка.
2. Посадки подшипников на вал и в корпус
Внутренние кольца подшипников часто закрепляют на валах посредством только соответствующей посадки (рис. 2, а).
Рис. 2. Основные схемы крепления подшипников на валу: а – неподвижное соединение по прессовой посадке; б – торцовой шайбой с винтом и стопорной планкой; в – круглой шлицевой гайкой и стопорной шайбой; г – стопорным кольцом; д – конусной разрезной втулкой и натяжной круглой гайкой и стопорной шайбой
Выбор характера посадки подшипника на вал и в корпус зависит от ряда факторов: типа и размера подшипника, условий его эксплуатации, величины, направления и характера нагрузок, класса точности подшипника, нагружения неподвижного кольца.
Различают следующие виды нагружения неподвижных колец: местное циркуляционное и колебательное.
Местная нагрузка воспринимается ограниченным участком дорожки качения и передается на ограниченный участок корпуса.
Циркуляционная нагрузка воспринимается всей окружностью дорожки качения и передается на всю опорную поверхность корпуса. Это наблюдается в том случае, когда вектор нагрузки вращается.
Колебательная нагрузка распространяется на определенный участок невращающегося кольца, например, при качательном движении.
Для вращающегося кольца, передающего внешнее усилие, следует назначать неподвижные посадки, например, в редукторах внутреннее кольцо подшипника должно насаживаться на вал с натягом. Наружное кольцо подшипника, сопряженное с неподвижной частью машины, должно иметь посадку, обеспечивающую весьма малый натяг или даже небольшой зазор, дающий возможность кольцу при работе несколько проворачиваться относительно своего посадочного места, что обеспечивает более равномерный износ беговых дорожек.
Посадка внутреннего кольца подшипника на вал или ось осуществляется по системе отверстия, а наружного кольца в корпус – по системе вала.
В связи с этим соединение внутренних колец подшипников с валами при переходных посадках будет фактически неподвижным с гарантированным натягом. При осуществлении неподвижной посадки следует очень тщательно следить за тем, чтобы соединение имело определенный натяг: ослабление посадки ведет к проскальзыванию вала по внутреннему кольцу, температура подшипника резко повышается, и он выходит из строя. При увеличенном натяге внутреннее кольцо подшипника расширяется, радиальный зазор между внутренним и наружным кольцом уменьшается. Это может привести к заклиниванию тел качения: подшипники нагреваются и быстро разрушаются.
Особенно тщательно следует осуществлять посадки радиальных шарикоподшипников. Шейки валов и расточенные отверстия корпусов с грубо обработанными посадочными поверхностями не должны допускаться к монтажу.
Шероховатость обработки и геометрические формы посадочных мест в значительной степени влияют на долговечность подшипников.
Овальность, конусность и биение заплечиков должны быть в пределах допусков, установленных для поверхностей, сопрягаемых с подшипниками.
Следует помнить, что от точности заплечиков валов и корпусов, а также размеров галтелей вала зависит нормальная работа подшипников качения и всего узла. При сборке необходимо следить за тем, чтобы заплечики валов и корпусов были строго перпендикулярны к оси вала, и кольца подшипников плотно прилегали к заплечикам по всей поверхности.
Размеры заплечиков вала и корпуса должны быть такими, чтобы при действии значительной осевой нагрузки торцы заплечиков не сминались. Однако очень большие заплечики затрудняют демонтаж подшипников, так как в этом случае захватить кольцо подшипника, из-за выступающего заплечика, не представляется возможным. Нормальная высота заплечиков ориентировочно должна быть равна 1/2 толщины внутреннего кольца. Если нельзя предусмотреть заплечики нормальной высоты, то применяют специальные упорные кольца.
Радиус галтели вала должен быть всегда несколько меньше, чем радиус фаски внутреннего кольца подшипника. То же относится к наружному кольцу.
При проектировании валов часто вместо галтелей делают проточки. Однако они ослабляют вал, вызывая концентрацию напряжений, и поэтому ими можно заменять галтели только в том случае, если вал имеет значительный запас прочности.
В тяжело нагруженных валах максимальные напряжения сосредоточиваются на посадочных местах вала у заплечиков. В таких случаях делать выточки и даже галтели нежелательно. Рекомендуется применять плавный конусный переход и ставить специальную упорную шайбу.
3. Установка конических роликоподшипников
Особенностью конструкции конического роликового подшипника является то, что сепаратор выступает за пределы наружного кольца на m и n (рис. 3, а). Это следует учитывать при установке смежных с подшипниками деталей, например, шлицевых гаек (рис. 3, б), или при установке двух рядом расположенных подшипников (рис. 3, в).
Смежная деталь должна отстоять от торца наружного кольца конического роликоподшипника на b=4…6 мм. Чтобы цилиндрические поверхности смежных деталей не касались сепаратора, высоты h1 и h2 не должны превышать величин: h1=0,1(D–d); h2=0,05(D–d).
Рис. 3. Установка конических роликоподшипников
Именно поэтому в очень распространенном креплении конического подшипника шлицевой гайкой (рис. 3, б) между торцами внутреннего кольца подшипника и гайки устанавливают дистанционную втулку 1. Примерно половиной своей длины втулка 1 заходит на вал диаметром d, выполненным под установку подшипника, а оставшейся длиной перекрывает канавку для выхода инструмента при нарезании резьбы.
4. Регулировка зазоров в подшипниках
Регулировка зазоров в подшипниках оказывает большое влияние на их долговечность и точность работы всего механизма. Различают два вида зазоров: радиальный и осевой. В процессе монтажа и эксплуатации подшипников эти зазоры изменяют свою величину.
Перед монтажом подшипник имеет так называемый начальный зазор, после установки подшипника в узле – посадочный зазор и, наконец, в процессе эксплуатации – рабочий зазор.
Рабочий зазор в радиально-упорных и упорных подшипниках должен быть таким, чтобы, с одной стороны, осуществлялось легкое вращение вала, а, с другой стороны, при температурном удлинении вала не защемлялись тела качения.
Регулировку радиально-упорных и упорных подшипников часто приходится осуществлять во время их эксплуатации, чтобы компенсировать зазоры, образующиеся от износа. Осевые и радиальные зазоры в радиально-упорных и упорных подшипниках имеют определенную геометрическую зависимость.
Оптимальная осевая игра (зазор) в подшипниках регулируемого типа зависит от многих факторов: конструкции и размера подшипников, температуры узла во время работы, жесткости опор, точности посадочных мест; поэтому величина осевой игры устанавливается индивидуально для каждого узла.
Следует учитывать, что отсутствие зазора, так же как и чрезмерно большой зазор, ведет к быстрому износу подшипников. Исключение составляют узлы точных станков, которые монтируются на подшипниках с предварительным натягом.
Радиально-упорные подшипники и особенно роликовые конические лучше работают при малой осевой игре.
Если в узле обеспечена высокая точность расточки посадочных мест, расстояние между подшипниками невелико и нет опасения защемления тел качения, то следует выбирать нижние пределы осевой игры.
Если вышеуказанные условия в узле не выполняются, то пределы осевой игры выбираются по табл. 1, 2 и 3 с учетом теплового удлинения вала.
Таблица 1. Примерные значения осевой игры для регулировки конических роликоподшипников
Таблица 2. Примерные значения осевой игры для регулировки радиально-упорных шарикоподшипников
Таблица 3. Примерные значения осевой игры для регулировки двойных упорных подшипников
В зависимости от схемы установки подшипников осевая игра регулируется: прокладками между корпусом и торцом крышки (рис. 4; а, б); резьбовыми кольцами на валу или в корпусе; гайкой и специальной шайбой (рис. 4, в) и др.
В данной схеме в фиксированной опоре вала устанавливают два подшипника (рис. 4). Внутренние кольца подшипников обеих опор закрепляют на валу. Наружные кольца подшипников, расположенных в фиксированной опоре, закрепляют в корпусе. Наружное кольцо подшипника плавающей опоры оставляют свободным.
Рис. 4. Конструкция узла опоры с фиксированной парой подшипников
В фиксированной опоре радиальные и осевые зазоры сводятся к минимуму соответствующей регулировкой, и «игра» валов почти отсутствует. Жесткость опоры увеличивается. Кроме того, расположение двух подшипников в фиксированной опоре увеличивает и жесткость вала.
Рис. 5. Схема определения осевой игры вала
Геометрическая зависимость в коническом роликоподшипнике между зазором g по линии давления (перпендикулярно образующей дорожки качения наружного кольца), радиальным зазором А (перпендикулярно оси вращения подшипника) и осевой игрой S (параллельно оси вращения подшипника) (рис. 5) определяется следующими формулами:
где β – угол между образующей конуса наружного кольца подшипника и осью подшипника.
Величина осевой игры S влияет только половину полной осевой игры вала, смонтированного на двух конических роликоподшипниках. То же относится и к случаям установки вала на двухили четырехрядных конических роликоподшипниках.
Регулировка осевой игры радиально-упорных шарикоподшипников при помощи прокладок производится следующим образом: надевают комплект прокладок на одну из крышек, устанавливают ее в корпус и зажимают болты до отказа.
Вторую крышку (без прокладок) также ставят на место; несколько не дожав болты до конца, проворачивают вал. Затем сильно зажимают болты крышки, добиваясь такого положения, чтобы вал проворачивался туго (зазор полностью уничтожен).
Далее замеряют щупом зазор между фланцем крышки и корпусом. К величине найденного щупом зазора прибавляют величину необходимого осевого зазора (осевой игры). Эта сумма размеров и составляет необходимую толщину комплекта прокладок для регулирования осевой игры. Осевая игра распределяется между двумя подшипниками.
Крышку без прокладок после измерения величины осевой игры следует снять, подобрать комплект прокладок и снова поставить с прокладками, зажать болты до отказа и при этом проворачивать вал от руки.
Если вал вращается туго, то необходимо добавить еще одну тонкую прокладку, после этого следует проверить величину полученной осевой игры (при помощи индикатора или щупа):
Например, короткие валы при отсутствии значительного нагрева можно крепить посредством двух опор. При сборке для предупреждения защемления тел качения в радиальных подшипниках предусматривают минимальный осевой зазор а=0,2…0,3 мм между крышкой подшипника и наружным кольцом, а в радиально-упорных – осевую регулировку путем изменения общей толщины набора прокладок б между фланцем крышки подшипника и его корпусом (рис. 6).
Рис. 6. Конструкция сборочной единицы для регулировки зазора
После того как установится при работе узла нормальный тепловой режим, зазор уменьшается до нормальных пределов или исчезает. Величину начального зазора а устанавливают обычно для каждого изделия опытным путем.
Поэтому данная схема осевой фиксации валов применяется при относительно коротких валах и при дуплексировании (подборе пар подшипников для установки с предварительным натягом) упорных шарикоподшипников, которые применяются в быстроходных механизмах.
Точность регулировки подшипников в значительной степени зависит от качества прокладок, которые должны быть изготовлены точно (штампованная калиброванная латунь или мягкая сталь).
Регулировка осевой игры радиально-упорных подшипников при помощи резьбовых колец на валу производится следующим образом: внутреннее кольцо подшипника зажимают резьбовым кольцом до полного уничтожения зазора в подшипниках. Затем резьбовое кольцо несколько отворачивают на 1/3 или 1/4 оборота, в зависимости от шага резьбы и требуемого осевого зазора, добиваясь свободного проворота вала; после этого резьбовое кольцо стопорят.
При регулировании прокладками зазора в конических роликоподшипниках сначала зажимают крышку без прокладок до тех пор, пока вал не будет провертываться очень туго. Затягивая гайки или винты, вал нужно повернуть на несколько оборотов, чтобы ролики подшипника имели возможность правильно установиться.
При зажатой до конца крышке зазора в подшипнике нет. Замеряя в этом положении в двух-трех местах зазор А (рис. 7, а) между крышкой 1 и корпусом и прибавляя к нему требуемое осевое перемещение вала С, определим толщину Т калиброванной прокладки 2, которую нужно подложить под крышку, т. е. Т=А+С.
Рис. 7. Схемы регулирования зазора в конических роликоподшипниках: а – крышкой; б – болтом 4 в промежуточную крышку 3; в – втулкой 6 и угольником 7
При регулировании зазора в подшипнике болтом 4 и гайкой 5 (рис. 7, б) сначала их затягивают до тугого провертывания вала (это показывает, что зазоры выбраны правильно). Затем по величине шага Р резьбы определяют, на какой угол φ следует провернуть винт или гайку обратно, чтобы получить требуемый зазор: φ=С/(Р•360°) (обычно – это четверть оборота).
5. Дуплексация подшипников
К работе целого ряда подшипников предъявляются особо высокие требования (узлы точных приборов, авиационных двигателей, шпиндели точных станков и т. п.).
Вибрации валов, которые возникают при наличии даже нормальных зазоров, для этих узлов недопустимы.
Зазоры в подшипнике и упругие деформации его элементов под действием рабочей нагрузки вызывают осевые и радиальные вибрации вала. Уничтожение в подшипниках качения осевого и радиального зазоров (осевой и радиальной игры) и значительное повышение жесткости комплекта подшипников качения может быть обеспечено созданием предварительного натяга, т. е. приложением предварительной осевой нагрузки, в результате чего возникает начальная упругая деформация и исчезают осевые зазоры в комплекте.
Если затем к подшипнику приложить рабочую осевую нагрузку, то относительное перемещение его колец будет значительно меньше, чем до создания предварительного натяга. Следует иметь в виду, что по мере износа тел и дорожек качения в процессе эксплуатации или длительных испытаний величина предварительного натяга будет уменьшаться. Для сохранения предварительного натяга одно из колец подшипника смещают в осевом направлении устройством для компенсации износа или деформации деталей узла подшипников на величину, соответствующую значению натяга.
Предварительный натяг осуществляется различными способами. Для этого применяют дистанционные кольца h2 (рис. 8) между внутренними и наружными кольцами подшипников, крышки с резьбой и специальные пружины (рис. 9), компенсирующие износ и деформацию деталей узла подшипников.
Рис. 8. Дуплексация подшипников: а – определением размера внутреннего кольца; б – определением размера наружного кольца
Рис. 9. Прорезная пружина: а – общий вид; б – осевое сечение (1 – прорезь, 2 – перемычка)
В понятие дуплексации подшипников входит подбор комплекта шариковых радиально-упорных подшипников, доработка посадочных поверхностей и деталей, их соединяющих, для выбора зазоров и создания натяга.
Точность сопрягаемых с подшипниками деталей должна соответствовать точности применяемых в узле подшипников. Например, цилиндричность и конусность отверстия шариковых радиально-упорных подшипников для внутришлифовального шпинделя станка, параллельность беговой дорожки и торцов, радиальное биение и параллельность торцов подшипников – не более 0,5 мкм. Допуск точности шариков по размеру и форме – не более 0,125 мкм. Разброс угла контакта шариков с дорожками качения – не более 1-2° у пары подшипников. Эти параметры проверяются и по результатам проверки подбираются пары подшипников с примерно одинаковыми параметрами.
При дуплексированной установке этой пары подшипников необходимо обеспечить точность шеек шпинделя и посадочных отверстий в корпусе под подшипники: круглость — 0,5-2 мкм, овальность – 1-3 мкм, радиальное биение относительно оси – 1-2 мкм, несоосность отверстий под подшипники в корпусе – 2 мкм на длине 400 мм, шероховатость поверхности – Ra=0,025-0,1 мкм. Эти параметры должны быть проверены перед сборкой.
В зависимости от радиального размера подшипников величина осевого усилия, которым обеспечивается предварительный натяг подшипников, может изменяться от 30 до 60 кГ. При монтаже дуплексированных подшипников следует придерживаться следующих рекомендаций:
- подшипники должны подбираться парами, с примерно одинаковыми параметрами;
- максимумы радиального биения внутренних колец подшипников и максимум радиального биения посадочной шейки вала, на которую должны быть смонтированы кольца подшипников, должны быть направлены в противоположные стороны, а максимальное торцовое биение колец подшипников должно быть направлено в сторону, противоположную максимальному торцовому биению заплечиков валов;
- наружные кольца подшипников следует устанавливать в посадочные отверстия корпуса так, чтобы максимумы радиального биения всех подшипников были направлены в одну сторону.
При ремонте конкретных узлов с дуплексированными подшипниками целесообразно пользоваться руководством по эксплуатации и учитывать при этом конструктивные особенности механизма.
6. Монтаж игольчатых подшипников
Сборку подшипниковых сборочных единиц, в опорах которых применяют свободные игольчатые ролики, выполняют при помощи вспомогательных втулок. Диаметр наружной поверхности таких втулок должен быть на 0,2-0,3 мм меньше диаметра шейки вала с беговой дорожкой под игольчатые ролики.
На поверхность дорожки качения в отверстии корпуса наносят слой консистентной мази (используемой для смазки подшипникового узла), на которую «наклеивают» иглы в один или несколько рядов. В образовавшееся отверстие вводят вспомогательную втулку; благодаря уменьшенному (против диаметра вала) размеру диаметра наружной поверхности втулка легко входит в отверстие между иглами. К торцу вспомогательной втулки плотно прижимают монтируемый вал и вместе со вспомогательной втулкой проталкивают в отверстие (рис. 10).
Рис. 10. Монтаж игольчатого некомплектного подшипника
Вспомогательная втулка в процессе установки вала на свое место удерживает иглы на поверхности отверстия и не дает им возможности выпасть из отверстия, а монтируемый вал своей фаской прижимает иглы к поверхности дорожки качения в корпусе.
Комплектные игольчатые подшипники (с наружным и внутренним кольцами), а также с тонкостенным штампованным наружным кольцом монтируют теми же способами, которые применимы для установки подшипников других типов с массивными кольцами. При этом посадка подшипников со штампованным наружным кольцом в корпус должна осуществляться только при помощи ручного или механического пресса, так как даже легкие местные удары молотка через медную выколотку по тонкостенному кольцу вызывают его деформацию и повреждения. Наиболее целесообразно пользоваться специальными приспособлениями (рис. 11).
Рис. 11. Приспособление для монтажа игольчатого некомплектного подшипника с тонкостенным штампованным наружным кольцом
7. Стаканы для подшипников
Для размещения опор валов, состоящих из нескольких подшипников, применяют стаканы (рис. 12). Стаканы обычно выполняют из чугунного литья марки СЧ15 и из стали, которые применяют в чугунном или силуминовом корпусе при значительных нагрузках.
Рис. 12. Конструкции стаканов для подшипников: а – для универсальной сборки; б – для двух конических подшипников (внутри стакана); в – для двух конических подшипников (один снаружи и один внутри); г – для двух конических подшипников с буртами
Толщину стенки стаканов δ, мм, принимают в зависимости от диаметра D отверстия стакана под подшипник. Стаканы для подшипников вала конической шестерни (рис. 12, а) перемещают при сборке для регулировки осевого положения конической шестерни. Для этого применяют посадку стакана в корпусе H7/js6. Другие стаканы после их установки в корпус остаются неподвижными. Тогда применяют посадки типа H7/k6 или H7/m6.
8. Крышки и уплотнения для подшипников
Осевое положение вала в корпусе определяется с помощью торцовых крышек. Торцовые крышки должны быть достаточно прочными, чтобы выдержать осевые нагрузки, передаваемые валами через наружные кольца подшипников.
Крышки подшипников изготовляют из чугуна марки СЧ15. Различают крышки глухие и с отверстиями для прохода валов (рис. 13). Крышки изготовляются с центрирующим выступом и без него. Центрирующий выступ обычно контактирует с наружным кольцом подшипника для фиксирования положения вала в корпусе. Наружный диаметр выступа равен диаметру расточки под подшипник по посадке h9, а внутренний соответствует размеру t в стакане. Толщина и наружный диаметр фланца, диаметр, на котором расположены отверстия, и их количество определяются так же, как для стакана.
Рис. 13. Уплотнения валов, размещаемых в крышках: а – манжетное; б – щелевое (l=0,2…0,4; t=4,5…6; r=1,2…2); в – центробежное; г – лабиринтное (l=0,2…0,4; f1=1…2; f2=1,5…3)
Если крышка не контактирует с подшипником, то она может быть выполнена без центрирующего пояска (плоской). Если крышка выполнена с отверстием для прохода вала, то она отличается тем, что в ней, как правило, предусматривается место для установки уплотнения, которое защищает подшипник от попадания грязи и от вытекания смазки (рис. 13, а). Наличие уплотнения и деталей крепления подшипника на валу определяет в осевом сечении конфигурацию торцовой наружной и внутренней поверхности крышки (рис. 13).
Так как щелевые уплотнения недостаточно надежно защищают подшипники от попадания пыли и грязи, то их применяют для подшипников качения машин, работающих в чистой и сухой воздушной среде. Лабиринтные уплотнения (рис. 13, в) – самые надежные, особенно при больших частотах вращения валов. Уплотнения, основанные на действии центробежной силы (рис. 13; а, в, г), применяют в качестве наружных и внутренних. В ответственных случаях применяют комбинированные уплотнения (в). Уплотнения манжетные резиновые для валов приведены в табл. 4.
Таблица 4. Уплотнения манжетные резиновые для валов
| Манжета резиновая армированная, мм | d | D | h1 | h2 |
 |
20; 21; 22 | 40 | ||
| 24 | 41 | |||
| 25 | 42 | |||
| 26 | 45 | |||
| 30; 32 | 52 | |||
| 35; 36; 38 | 58 | 10 | 14 | |
| 40 | 60 | |||
| 42 | 62 | |||
| 45 | 65 | |||
| 48; 50 | 70 | |||
| 52 | 75 |
Для предотвращения вытекания смазочного материала из корпуса редуктора или выноса его в виде масляного тумана и брызг применяют различные уплотняющие материалы и устройства. Разъемы составных корпусов герметизируют специальными мазями, наносимыми на плоскости разъема перед сборкой корпуса. Во фланцевых соединениях, когда положение фланца не определяет осевой зазор в подшипниковом узле, могут применяться также мягкие листовые прокладочные материалы.
В настоящее время для герметизации фланцевых соединений широко применяют уплотнения в виде резиновых колец круглого сечения (рис. 14, а).
Для герметизации стыков типа фланец-корпус с центровочным буртом применяют установки колец в канавку (рис. 14, б), в торец (рис. 14, в) и в фаску (рис. 14, г). Установка колец в канавку занимает больше места в осевом направлении, но удобна при совмещении с регулировочными прокладками между фланцем и корпусом для осевого зазора, поскольку в этом случае изменение толщины прокладок не связано с деформацией сечения кольца, которым производится уплотнение по посадочной поверхности. Размеры установочных мест под резиновые уплотнительные кольца круглого сечения приведены в табл. 5. Эти же кольца можно применять для нецентрованных плоских стыков (не обязательно круговых). Для этого на одной из соединяемых деталей должна быть выполнена канавка. Пример кругового уплотнения показан на рис. 14, д.
Таблица 5. Размеры сечений круглых колец и установочных мест для них
| Размеры | Диаметр кольца, d, мм | |||
| 2,5 | 3,0 | 3,6 | 4,6 | |
| D | 24-54 | 25-100 | 28-205 | 36-260 |
| b | 3,6 | 4,0 | 4,7 | 5,6 |
| h | 1,85 | 2,35 | 2,8 | 3,7 |
| с | 2,0 | 2,0 | 2,5 | 2,5 |
| а | 3,5 | 4,5 | 5,0 | 6,0 |
| е | 1,85 | 2,2 | 2,6 | 3,3 |
| М | 3,3 | 4,2 | 5,0 | 7,2 |
Рис. 14. Уплотнение круглым кольцом
9. Смазка подшипников
Смазка подшипников должна обеспечивать уменьшение трения, отвод тепла и равномерное распределение его во всех частях подшипника, уменьшение шума, предохранение от коррозии, улучшение работы уплотнений путем заполнения зазоров между вращающимися и неподвижными деталями узла.
Для смазки подшипников качения применяются жидкие масла и консистентные смазки, которые должны удовлетворять следующим требованиям: иметь химическую и физическую стабильность, не выделять твердых осадков; не содержать механических примесей; содержание в них свободной воды, кислот и щелочей должно быть в пределах допустимых норм.
Жидкие масла по сравнению с консистентными смазками более стабильны, могут применяться при более высоких угловых скоростях и при высоких и низких температурах, когда консистентные смазки теряют свои смазывающие свойства; допускают полную смену масла без разборки агрегата.
Консистентные смазки имеют следующие преимущества: не вытекают из корпусов (уплотнения могут быть более простые); хорошо заполняют зазоры между вращающимися и неподвижными деталями узлов; могут работать в подшипниковом узле в течение продолжительного срока (6-10 месяцев).
При выборе смазки определяющими факторами являются: скорость вращения, нагрузка на подшипник, рабочая температура узла, состояние окружающей среды.
Для подшипников качения выбирают преимущественно консистентную смазку; однако ее не следует применять при высокой температуре и значительных угловых скоростях, а также при низкой температуре.
Выбор наиболее рациональной смазки для подшипников качения связан в основном с установлением оптимально необходимой вязкости масла и его стабильностью. При увеличении скорости вращения потери на трение в смазке увеличиваются, и поэтому для опор быстроходных валов следует применять смазки с меньшей вязкостью.
С увеличением нагрузки и уменьшением числа оборотов следует выбирать масла с большей вязкостью.
Подшипники качения требуют незначительного количества смазки. Так, при консистентной смазке корпус подшипника должен быть заполнен от 1/2 до 2/3 своего свободного объема. При жидком масле его уровень должен быть при числе оборотов n=1500 об/мин не выше центра нижнего шарика или ролика, а при n>1500 об/мин уровень должен быть еще ниже.
Избыток масла ведет к резкому повышению температуры узла. Надо следить, чтобы в подшипники добавлялись определенные порции смазки, необходимые для их нормальной работы. Частота пополнения корпусов консистентной смазкой зависит от качества смазки, конструкций уплотнения корпуса и устанавливается на основе практического наблюдения за работой конкретного механизма. При хороших условиях эксплуатации пополнять смазку можно один раз в 6-9 месяцев; пополнение корпусов жидким маслом должно производиться 1-2 раза в месяц.
Рис. 15. Внутренние уплотняющие устройства для подшипников: а и б – маслоотражательные кольца; в – подвижное и г – неподвижное мазеудерживающее кольцо
Для подшипников качения, смазываемых консистентными мазями, предусматривают внутренние уплотняющие устройства, назначение которых – противодействовать поступлению в корпус подшипника лишней смазки, разбрызгиваемой колесами из общей масляной ванны (рис. 15; а, б). Внутренними уплотняющими устройствами снабжают также подшипники качения, смазываемые жидкой смазкой из общей масляной ванны при слишком обильной струе смазки, например при расположении подшипника вблизи косозубой шестерни или червяка. Внутренние уплотняющие устройства служат также для защиты подшипников качения от загрязнения продуктами износа зубьев колес из общей масляной ванны.
На рис. 15, в показано щелевое подвижное уплотнение с проточками. К данной группе уплотнений относят также уплотнения с защитными с неподвижными маслооотражательными шайбами (рис. 15, г).