Інформація про новину
  • Переглядів: 162
  • Дата: 10-05-2021, 23:41
10-05-2021, 23:41

11. Технологія складання підшипникових з’єднань

Категорія: Технологія механоскладальних робіт





Попередня сторінка:  10. Технологія складання трубопроводів
Наступна сторінка:   12. Технологія складання механізмів пе...

Зміст

11.1. Загальні дані про підшипники 

11.2. Підшипники ковзання 

11.2.1. Складання нерознімних підшипників ковзання 

11.2.2. Складання рознімних підшипників ковзання 

11.3. Суцільнопресовані підшипники 

11.4. Складання підшипників рідинного тертя 

11.5. Підшипники кочення 

11.5.1. Типи підшипників кочення та їхні характеристики 

11.5.2. Монтаж підшипників кочення 

11.6. Ущільнення підшипників 

11.7. Мащення підшипників

 

11.1. Загальні дані про підшипники

Підшипниками називають опори валів та осей, призначених для сприйняття радіальних та осьових навантажень. Радіальне навантаження діє перпендикулярно до осі вала, осьове — уздовж осі вала.

Відомо, що під час переміщення деталей виникає тертя ковзання та кочення. Під час тертя ковзання поверхня, лінія або точка дотику однієї деталі, що переміщується по іншій, залишається весь час незмінною (переміщення поршня в циліндрі, рух каретки по напрямних станини верстата). Унаслідок тертя кочення деталі перекочуються одна по іншій без ковзання, а їхні поверхні дотикаються по лінії або в одній точці. У міру перекочення деталей лінія або точка дотику весь час змінюється новою (подібно до кочення коліс по рейках). За однакового навантаження опір тертя кочення значно менший від опору тертя ковзання, тож спрацювання деталей під впливом сили тертя кочення також буде меншим. Найпомітнішою є робота сил тертя в підшипниках (нерухомих опорах), у яких обертаються шипи (цапфи) валів.

За видом тертя підшипники поділяють на підшипники ковзання, суцільнопресовані, рідинного тертя та кочення. Найбільшого застосування набули підшипники ковзання та кочення, хоча й підшипники рідинного тертя використовують дедалі частіше.

Підшипники є невід’ємною частиною сучасних машин. Без них неможливе обертання деталей. Вибір типу підшипника залежить від призначення машини, її технічних характеристик, зручності складання та розбирання, регулювання тощо.

11.2. Підшипники ковзання

Підшипниками ковзання називають деталі, між внутрішньою поверхнею яких і шийкою вала виникає тертя ковзання. їх поділяють на дві групи: нерознімні (суцільні) і рознімні (рис. 11.1).

Нерознімні підшипники складаються із сталевого або чавунного корпусу, який має вертикальну або горизонтальну базову поверхню і отвір, у який запресована втулка з антифрикційного матеріалу.

Рознімні підшипники складаються із з’єднаних болтами чи шпильками основи й кришки, у які встановлені нижній і верхній вкладиші (або без них).

Втулки та вкладиші виготовляють із різних антифрикційних матеріалів: чавуну, олов’яних та алюмінієвих бронз, латуні, бабіту, текстоліту, деревних пластиків, капрону, металокераміки тощо. Підшипникові втулки та вкладиші, залежно від діючих

на них навантажень, виготовляють простими (з однієї марки матеріалу) і біметалевими (чавунну або сталеву основу покривають шаром антифрикційного металу шляхом наплавлення, металізації, заливання тощо).

Нерознімні підшипники можуть бути нерегульованими, у яких неможливо регулювати розмір зазору між шийкою вала та внутрішньою поверхнею підшипника, і регульованими, у яких зазор можна підтримувати постійним, незалежно від спрацювання шийки вала й підшипника.

Основна вимога до підшипників ковзання — мінімальне тертя за рівномірно розподіленого навантаження. Тому на опорних поверхнях втулок і вкладишів передбачені масляні канавки, форма й розміри яких залежать від матеріалу втулок (вкладишів), навантаження, виду мащення та способу подавання мастила Крім канавок, роблять кишені та вхідні отвори, до яких під’єднують трубопроводи системи мащення. Залежно від зусилля, що діє у вузлах, підшипники поділяють на радіальні — сприймають навантаження, перпендикулярні до осі вала; упорні — сприймають осьові навантаження (підп’ятники); радіально-упорні — одночасно сприймають радіальні та осьові навантаження. Для підвищення ККД і зменшення тертя, спрацювання та нагрівання поверхонь підшипника й шийки вала використовують мастильні матеріали різних типів, їх поділяють на рідкі, густі (консистентні), тверді й газоподібні. Рідкі мастила добре розподіляються по спряжених поверхнях, мають мале внутрішнє тертя та добре працюють у великих діапазонах температур. Консистентні (густі) мастила використовують за потреби надійної герметизації підшипникового вузла. Тверді мастила застосовують для експлуатації підшипникового вузла за високих температур. Повітряне (газоподібне) мащення використовують у підшипниках швидкохідних і малонавантажених валів.

Залежно від товщини масляного шару розрізняють такі режими роботи підшипників ковзання:

рідинного тертя, коли поверхні вала й підшипника розділені шаром мастила; напіврідинного тертя, де переважає рідинне тертя, а на деяких ділянках спостерігається сухе тертя (сухе тертя виникає між немащеними поверхнями);

напівсухого тертя, де переважає сухе, а на певних ділянках — рідинне тертя. Найсприятливішим є режим рідинного тертя, для забезпечення якого необхідно створювати надлишковий тиск гідростатичним (насосом) або гідродинамічним (обертанням вала) шляхом. Коефіцієнт рідинного тертя дорівнює 0,001-0,008, напіврідинного — 0,008—

0,08, сухого — 0,1-0,8. Для порівняння: коефіцієнт тертя підшипників кочення становить від 0,002 до 0,02. Виникнення рідинного тертя залежить від відносної швидкості поверхонь, які труться, способу подавання мастила та його в’язкості.

У стані спокою, коли вал у підшипнику не обертається, його цапфа під впливом власної маси й направленого зверху вниз навантаження притискається до нижньої частини підшипника (рис. 112, а). Зазор між підшипником і валом має серпоподібну форму. Під час обертання

вала масло заповнює зазор і підтікає під цапфу, яка ніби спливає (піднімається), утворюючи нанайвужчій ділянці зазору масляний клин 1 (рис. 112, б; с. 165). З підвищенням швидкості обертання вала збільшується товщина масляного клина та створюється надлишковий гідродинамічний тиск, який забезпечує рідинне тертя.

Коли поверхні вала й підшипника розділені дуже тонким шаром мастила завтовшки в кілька молекул, то тертя називають граничним. Йому властива особлива фізико-хімічна взаємодія мастила з поверхнею тертя. Характер спрацювання здебільшого залежить від навантаження і температури. Завдяки мащенню дрібні нерівності (шорсткість) не дотикаються між собою. Зменшенню тертя сприяє рухомість мастила. Крім того, мастило добре відводить тепло й виносить частинки металу, які мають абразивні (стираючі) властивості, а також захищає деталі від корозії.

11.2.1. Складання нерознімних підшипників ковзання

Складання нерознімного підшипника здійснюють за кілька переходів:

• запресовування втулки в корпус підшипника;

• закріплення втулки в корпусі від прокручування;

• підгінка отвору втулки за шийкою вала;

• перевірка рівномірності прилягання втулки до шийки вала.

Для встановлення втулки в отвір корпусу підшипника з натягом по 2-3-му квалітету застосовують такі способи:

• запресовування молотком за допомогою спеціальних оправок;

• запресовування на пресі;

• запресовування способом глибокого охолодження (для встановлення тонкостінних втулок у корпус великої маси);

• за допомогою клею (для встановлення втулок у корпус із зазором).

Щоб уникнути перекосів під час запресовування, втулки потрібно точно відцентрувати щодо отвору в корпусі. Для цього використовують спеціальні пристрої (рис. 11.3, а). Втулку 1 установлюють на оправку 2, що центрується у стояку 3.

Коли шток преса опускається, оправка 2 переміщується разом із втулкою, яка запресовується в отвір корпусу 4.

Після запресовування внутрішній діаметр втулки може зменшитися. Тому його перевіряють по валу або калібром. За потреби внутрішню поверхню втулки піддають тонкому розточуванню ущільнювальними оправками або кульками, розкочуванню та шабруванню.

Під час автоматизованого складання втулки подають у пристрій із бункера (рис. 11.3, б). Деталь 6 установлюють на палець 7, а втулку 5 подають із бункера на менший ступінь напрямного пальця, який має відповідне заокруглення.

Втулки перед запресовуванням ретельно оглядають, протирають спряжувані поверхні, зачищають гострі кути на торцях, а за великих натягів змащують чистим машинним мастилом. Під час охолодження втулки рідким азотом або нагрівання корпусу підшипника спряжувані поверхні очищають від мастила. Охолодження або нагрівання деталей має бути рівномірним. Маслопідвідні отвори втулки й корпусу суміщують.

Після встановлення в корпус втулку додатково закріплюють від прокручування за допомогою гвинтів, штифтів, гладких стопорів. Для закріплення різьбовим стопором (рис. 11.4, а) у втулці просвердлюють глухий або наскрізний отвір. Якщо втулку кріплять штифтом (рис. 11.4, б), то по буртику втулки просвердлюють отвір у корпусі, у який з натягом уставляють штифт і з торця розкернюють. Щоб закріпити втулку гвинтом (рис. 11.4, в), спочатку свердлять отвір під різьбу й зенкують під головку гвинта, яка має бути притоплена щодо торця на 0,2-0,3 мм. Так само виконують кріплення різьбовим штифтом (рис. 11.4, г). Для кріплення гладким стопором (рис. 11.4, Ґ), який утримується в корпусі завдяки обтисканню металу й натягу, раніше просвердлюють отвір у корпусі, а отвір у втулці свердлять після її запресовування. У разі кріплення втулки штифтом по дотичній (рис. 11.4, д) отвір під штифт у втулці обробляють за отвором у корпусі. Штифт запресовують легкими ударами молотка, щоб втулка не деформувалася.

Після запресовування підшипника перевіряють стан його робочої поверхні, форму отвору, розміри, збіг осей тощо. Якщо втулка після встановлення деформувалася та набрала овальної або конусної форми, якщо є перекоси або пошкодження робочої поверхні, то в підшипнику може утворитися місцеве сухе тертя, що призведе до швидкого спрацювання деталей. На робочій поверхні не має бути подряпин, тріщин, відшарування антифрикційного матеріалу тощо. Щільність посадок перевіряють під час попереднього контролю розмірів спряжуваних деталей або за силою запресовування.

11.2.2. Складання рознімних підшипників ковзання

За конструкцією рознімні підшипники (див. рис. 11.1, б; с. 164) поділяють на товсто- й тонкостінні. Відношення товщини стінки S до зовнішнього діаметра D

у товстостінних підшипниках становить 0,065-0,095, у тонкостінних — 0,025-0,045.

Товстостінні підшипники (вкладиші) виготовляють із низьковуглецевої сталі, чавуну, бронзи й заливають бабітом або іншим антифрикційним сплавом завтовшки 0,01<і (d — внутрішній діаметр вкладиша).

В одиничному й дрібносерійному виробництві процес складання вкладишів починають із припасування. Спочатку їх приганяють по зовнішньому діаметру до корпусу підшипника за фарбою і щупом (шуп завтовшки 0,25 мм не повинен проходити в місці дотику), а потім — по шийках вала. Під час шабрування плями фарби мають рівномірно покривати 75-80 % від площі поверхні вкладиша. На кожному квадратному сантиметрі для навантажених вкладишів має бути не менше п’яти плям, а для ненавантажених — не менше чотирьох. У відповідальних підшипниках якість припасування перевіряють за блиском поверхні вкладишів після затягування підшипника й обертання вала на 2-3 оберти. Кінцеве припасування виконують після встановлення кришок підшипників. Гайки затягують динамометричним ключем: вал прокручують на 2-3 оберти, послаблюють гайки кріплення першого підшипника й затягують гайку наступного підшипника, прокручують вал знову і т. д. Після цього розбирають усі підшипники та пришабровують верхні та нижні вкладиші.

Масляний зазор контролюють щупом, латунними вкладишами потрібної товщини або свинцевими дротиками, які вставляють між вкладишами та шийками вала вздовж і впоперек його осі в кількох місцях. Зазор регулюють набором прокладок завтовшки 0,05-0,8 мм, які розміщують між кришками підшипника.

У масовому виробництві складання виконують без припасувальних робіт, тому що вкладиші виготовляють взаємозамінними. Послідовність складання така: укладання нижнього вкладиша в корпус; мащення поверхонь ковзання вкладиша; установлення вала; установлення верхнього вкладиша; установлення прокладок для забезпечення потрібного зазору (або без прокладок); установлення кришок підшипника; попереднє затягування гайок; кінцеве затягування гайок динамометричним ключем; перевірка легкості обертання вала; шплінтування гайок від самовідкручування.

Тонкостінні підшипники (вкладиші) виготовляють із низьковуглецевої сталі й заливають бабітом, свинцевою бронзою, алюмінієм або стрічковими біметалами. У швидкохідних двигунах використовують біметалеві вкладиші із сталевою основою, металокерамічним або мідно-нікелевим шаром і бабітовим заливанням. Від переміщення вкладиші фіксують шпорами, вусиками або виступами, які входять у відповідні заглиблення гнізд спряженої деталі. Конусність та овальність гнізд не повинна перевищувати 0,01-0,015 мм на 100 мм діаметра. Правильність форми вкладишів перевіряють за фарбою в спеціальному пристосуванні під навантаженням. Поверхню середньої частини фарбують на 90 %, а решту — на 75-80 %. Натяг створюють шляхом затягування гайок під час складання підшипника. Недостатня висота тонкостінних вкладишів не забезпечує щільного прилягання до поверхні гнізда, а велика висота призводить до їхньої деформації.

Для запобігання зміщенню вкладишів товстостінних підшипників використовують установлювальні штифти, які кріплять у корпусі підшипника з натягом 0,04-0,07 мм. Між отвором у вкладиші та штифтом має бути зазор 0,1-0,3 мм.

Отвір під штифт роблять овальним, завдяки чому вкладиш у разі перекосу самоустановлюється.

Після встановлення валів вкладиші припрацьовують, подаючи в них мастило: спочатку з малими навантаженнями та малою частотою обертання, а потім — з великими. Унаслідок цього зменшуються (згладжуються) мікронерівності й ущільнюється поверхня вкладишів.

Якість складання визначають за характером обертання вала й температурою нагрівання. Якщо вал прокручується важко, то це вказує на занижені зазори в з’єднанні. Підвищення температури свідчить про неякісне складання та шабру-вання, незадовільне мащення або виникнення задирок, нагару тощо. У цьому випадку припрацьовування припиняють та усувають дефекти.

Нормальна робота машини залежить від правильності встановлення підшипників ковзання. Збіг осей підшипників перевіряють еталонним валом, контрольною лінійкою та щупом, струною та штихмасом, а також оптичним способом. Осьові зазори контролюють щупом або індикатором.

11.3. Суцільнопресовані підшипники

Суцільнопресовані підшипники — це підшипники, виготовлені з обрізків тканини, які розкладають шарами, та із крихт деревного шпону. Матеріали просочують смолою, просушують і пресують під тиском 40-60 МПа, нагріваючи до температури +155-165 °С.

Для виготовлення втулок підшипників ковзання широко використовують спечені втулки, які виготовляють із матеріалів марки ЖГр1,5Д2,5 (1,5 % графіту, 2,5 % міді, решта — залізо). Такі втулки мають високу пористість, добре просочуються мастилом і можуть тривалий час працювати без додаткового мащення.

Під час складання суцільнопресованих підшипників зазор між вкладишем і шийкою вала роблять більшим, ніж у вузлах із бронзовими або чавунними вкладишами. Через розбухання матеріалу можливе затискання вала. Рекомендовано залишати зазори 0,003-0,004 діаметра, а в склеєних із пластин підшипниках — 0,002-0,004 діаметра підшипника.

11.4. Складання підшипників рідинного тертя

Підшипник рідинного тертя (рис. 11.5; с. 170) складається з двох основних деталей: масивної конічної втулки 9 і вкладиша 8 із тонким шаром бабіту. Масло в підшипник подається через отвір 7, а відводиться через отвір 12. Під час роботи масло затягується втулкою 9, яка встановлена на шийці вала й обертається у вкладиші 8, у клиновий зазор між ними. Осьові зусилля передаються через притискне кільце 5 на упорне кільце 6. Шпонкою 11 і кільцем 1 втулка 9 кріпиться на валу. Кільце 1 накручується на різьбове кільце 2, що складається з двох половин. Кільце 2 вставляється в кільцевий паз і фіксується штифтом 3. Щоб запобігти забрудненню, установлюють ущільнювальні кільця 10. Подушку 15 фіксують у станині 14 приливком 16 та ексцентриком 13, який прокручується валиком 17, що приводиться в рух від рукоятки 18.

Перед складанням перевіряють якість виготовлення всіх деталей. їх промивають у маслі та бензині, просушують і покривають тонким шаром мастила.

Складання підшипника рідинного тертя виконують у такій послідовності:

• запресовують у подушку 15 штифт;

• вкладиш 8 установлюють у подушку 15 так, щоб паз вкладиша збігся зі штифтом;

• у подушку встановлюють втулку-цапфу з півкільцями, використовуючи технологічну шайбу;

• установлюють упорне кільце 6;

• установлюють кришку 4 із запресованим у ній штифтом так, щоб штифт потрапив в отвір гайки та зафіксував її;

• прокручують складений вузол на 180° і кріплять до задньої кришки.

Після складання підшипник установлюють на вал, попередньо встановивши

шпонку 11, а в кільцевий паз — різьбове кільце 2, яке фіксують штифтом 3. Після цього контролюють рівномірність прилягання ущільнювальних кілець 10 і про-кручують вал у підшипниках. Після випробування під навантаженням підшипник розбирають і перевіряють робочі поверхні. Потім промивають деталі й виконують остаточне складання, регулювання та обкатування під навантаженням.

11.5. Підшипники кочення

Підшипники кочення (рис. 11.6, а) — це готові складальні одиниці, основним елементом яких є тіла кочення — кульки й ролики 3, що встановлені між зовнішнім 1 і внутрішнім 2 кільцями. Тіла кочення знаходяться один від одного на певній відстані завдяки сепаратору 4. У процесі роботи кульки або ролики 3 котяться

по бігових доріжках кілець 1 і 2, одне з яких розміщують у механізмі нерухомо. За тертя кочення втрати потужності значно менші, ніж за тертя ковзання. У підшипниках кочення цапфа вала впирається на поверхню внутрішнього кільця та обертається разом з ним відносно зовнішнього кільця. Підшипники кочення більш стійкі проти спрацювання, ніж підшипники ковзання.

Залежно від форми тіл кочення підшипники бувають роликові та кулькові. Ролики поділяють на циліндричні (короткі та довгі), конічні, виті, бочкоподібні й голчасті (рис. 11.6, б). На великих кутових швидкостях кулькові підшипники працюють краще, ніж роликові, але роликові сприймають більші навантаження.

За кількістю рядів тіл кочення підшипники поділяють на одно- й багаторядні.

Залежно від напрямку сприйняття навантаження підшипники бувають:

радіальні — сприймають навантаження перпендикулярно до осі обертання;

упорні — уздовж осі обертання;

радіально-упорні — перпендикулярно й уздовж осі обертання одночасно.

За способом компенсації перекосів вала підшипники кочення поділяють на самоустановлювані й несамоустановлювані. Самоустановлюваними є сферичні підшипники, у яких доріжка кочення зовнішнього кільця виконана у формі сфери. Завдяки сферичній формі проходить вільне самоустановлення підшипника в разі перекосів гнізд підшипників, для вала — у корпусній деталі. У звичайних підшипниках кочення перекоси вала не допускаються.

Залежно від габаритів за однакового внутрішнього діаметра підшипники поділяють на серії: надлегкі (2 серії), особливо легкі (2 серії), легкі, середні й важкі (7 серій).

За шириною підшипники кочення бувають вузькі, нормальні, широкі й особливо широкі.

За точністю виготовлення розрізняють 5 класів підшипників — 0, 6, 5, 4 і 2 (у порядку підвищення точності). На точність впливають розміри: внутрішній і зовнішній діаметри, ширина кілець. Найчастіше застосовують невисокі класи точності через вартість їхнього виготовлення. Підшипники 2-го класу приблизно в 10 разів дорожчі за підшипники класу 0.

Кульки, ролики та кільця підшипників виготовляють із спеціальних підшипникових сталей марок ШХ15, ШХ15СГ, ШХ20СГ, 18ХГТ, 20Х2Н4А; сепаратори — із м’якої вуглецевої сталі, бронзи, алюмінієвих сплавів і пластмас.

Позначення підшипника наносять на кільце. Перші дві цифри (справа наліво) означають внутрішній діаметр підшипника. У підшипниках із внутрішнім діаметром від 20 до 495 мм його знаходять множенням числа з цих двох цифр на 5.

Для підшипників діаметром від 10 до 20 мм прийняті такі позначення:

• маркування — 00 01 02 03;

• внутрішній діаметр, мм — 10 12 15 17.

Третя цифра праворуч означає серію підшипника: 8 і 9 — надлегка; 1 і 7 — особливо легка; 2 — легка; З — середня; 4 — важка; 5 — легка широка; 6 — середня широка.

Четверта цифра означає тип підшипника: 0 — кульковий радіальний однорядний; 1 — кульковий радіальний сферичний дворядний; 2 — роликовий радіальний із короткими циліндричними роликами; 3 — радіальний сферичний дворядний із бочкоподібними роликами; 4 — роликовий радіальний із довгими циліндричними роликами й голчастий; 5 — радіальний із витими роликами; 6 — кульковий радіально-упорний; 7 — роликовий конічний радіально-упорний; 8 — кульковий упорний; 9 — роликовий упорний.

П’ята й шоста цифри праворуч означають конструктивні особливості підшипника. Сьома цифра означає серію підшипника за шириною: 1 — нормальна; 2 — широка; 3,4,5 і 6 — особливо широка; 7 — вузька.

Цифра перед тире означає клас точності підшипника (клас 0 не маркується).

11.5.1. Типи підшипників кочення та їхні характеристики

Підшипники кочення розрізняють залежно від конструктивних особливостей та навантаження.

Кульковий радіальний однорядний підшипник (рис. 11.7, а) сприймає радіальне навантаження та одночасно може сприймати осьові навантаження, які не повинні перевищувати 70 % від невикористаного радіального навантаження.

Кульковий радіальний сферичний дворядний підшипник (рис. 11.7, б) забезпечує самоустановлення, що дає змогу використовувати його в разі перекосу вала на 2-3°. Сприймає радіальне навантаження, але одночасно може сприймати й осьове навантаження, яке становить до 20 % від невикористаного радіального навантаження.

Кульковий упорний однорядний (рис. 11.7, в) і подвійний (рис. 11.7, г) підшипники сприймають тільки осьові навантаження: однобічні (у разі використання однорядного) і знакозмінні (у разі використання подвійного підшипника).

Кульковий радіально-упорний однорядний підшипник (рис. 11.7, ґ) одночасно сприймає осьове й радіальне навантаження. Осьове навантаження не повинне перевищувати невикористане радіальне більше ніж у 2 рази.

Кульковий радіально-упорний дворядний підшипник (рис. 11.7, д) забезпечує сприйняття значних радіальних і знакозмінних осьових навантажень і високу жорсткість опор.

Роликовий радіальний із короткими циліндричними роликами підшипник (рис. 11.7, е) сприймає великі радіальні навантаження та має вантажопідйом-

ність, яка в 1,7 раза перевищує вантажопідйомність кулькового підшипника. Конструкція забезпечує легке розбирання в осьовому напрямку й допускає зміщення кілець в осьовому напрямку, що сприяє самоустановленню вала в осьовому напрямку.

Рис. 11.7. Види підшипників кочення:

а — кульковий радіальний однорядний; б — кульковий радіальний сферичний дворядний;

в — кульковий упорний однорядний; г — кульковий упорний подвійний; ґ — кульковий радіально-упорний однорядний; д — кульковий радіально-упорний дворядний; е — роликовий радіальний із короткими циліндричними роликами; в — роликовий радіально-упорний сферичний дворядний; ж — роликовий із витими роликами; з — роликовий голчастий; и — роликовий конічний однорядний; і — роликовий конічний дворядний; ї — роликовий упорний із конічними роликами; й — роликовий упорний сферичний

Роликовий радіально-упорний сферичний дворядний (рис. 11.7, є) має два

ряди бочкоподібних роликів, розташованих у шаховому порядку. Доріжка кочення сферична, завдяки чому підшипник може самоустановлюватися. Сприймає радіальне навантаження, але одночасно може сприймати осьове, яке становить до 25 % від невикористаного радіального.

Роликовий із витими роликами (рис. 11.7, ж) сприймає значні тільки радіальні навантаження, однак може сприймати й ударні навантаження. Виті ролики виготовляють із стрічки прямокутного перерізу.

Роликовий голчастий підшипник (рис. 11.7, з) сприймає значні тільки радіальні навантаження. Дуже малі габарити. Сепаратор відсутній.

Роликовий конічний однорядний підшипник (рис. 11.7, и) одночасно сприймає значні радіальні й однобічні осьові навантаження. Вантажопідйомність на 90 % перевищує вантажопідйомність кулькового радіально-упорного однорядного підшипника.

Роликовий конічний дворядний підшипник (рис. 11.7, і) сприймає великі радіальні та знакозмінні осьові навантаження.

Роликовий упорний із конічними роликами підшипник (рис. 11.7, ї; с. 173) сприймає тільки осьові навантаження.

Роликовий упорний сферичний (рис. 11.7, й; с. 173) сприймає осьове та невелике радіальне навантаження.

11.5.2. Монтаж підшипників кочення

Перед складанням необхідно підібрати розміри зовнішнього та внутрішнього кілець так, щоб вони входили в поля допусків для вибраного підшипника й типу його посадки. Таку операцію називають селекцією підшипників. Посадку зовнішніх кілець підшипників кочення в корпус виконують за системою вала, а внутрішнього кільця на вал — за системою отвору.

Підготовка до складання полягає в розконсервуванні підшипника — знятті антикорозійного мастила. Підшипники кочення виймають з упакування тільки перед монтажем, а перед складанням промивають у бензині (гасі), суміші бензину з мінеральним маслом, у гарячому маслі або в гарячих антикорозійних водних розчинах за температури +75-85 °С.

Для промивання в бензині в чисте відро або бачок наливають бензин і додають 6-8 % мінерального масла. У розчин занурюють підшипники й, притримуючи внутрішнє кільце, повільно обертають зовнішнє кільце до повного очищення деталей від мастила. Якщо деталі дуже забруднені, використовують дві ванни — для попереднього й остаточного промивання. Після промивання підшипники виймають із ванни й викладають для просушування на папір або обдувають стисненим повітрям. Потім їх змащують тонким шаром мастила.

У гарячому маслі підшипники промивають у металевих ваннах з електро- або паропідігріванням. їх складають у сітчасті кошики, щоб запобігти контакту з розігрітим дном і брудним намулом. Час промивання становить 5-20 хв залежно від габаритів і ступеня консервації підшипника. Промиті підшипники ретельно просушують.

Нові підшипники, якщо упакування не пошкоджене й антикорозійне мастило не затверділо, установлюють без промивання.

Призначені для складання підшипники мають бути чистими, без слідів іржі, задирок, подряпин, тріщин, відшарувань матеріалу. Вони мають обертатися рівномірно, без заїдань, з майже нечутним шумом.

Монтаж підшипників виконують тільки після підготовки й перевірки посадочних місць на валу та в корпусі, циліндрична поверхня яких має бути чисто оброблена. Посадочні місця корпусу та вала, торці заплечиків, галтелей і спряжених із підшипником деталей (фланці, втулки) детально перевіряють. Якщо посадочні місця неправильно оброблені, мають овальність чи конусність, то підшипники не встановлюють. Також перевіряють усі мастильні канали на валу й у корпусі, прочищають і продувають їх стисненим повітрям.

Після виправлення дефектів механічної обробки посадочні місця та спряжені з ними деталі очищають від стружки, ошурків і піску, промивають гасом і протирають. Перед монтажем посадочні місця вала й корпусу, а також спряжені з ними деталі покривають тонким шаром мастила, щоб захистити від забруднення.

З’єднання підшипників кочення в складальній одиниці здійснюють із натягом на вал, з натягом у корпус або з натягом на вал і в корпус.

Для запресовування необхідно забезпечити співвісність розташування підшипників і вала. Перекоси внутрішнього кільця щодо вала утруднюють посадку, призводять до виникнення задирок і викривлення посадочної шийки, а інколи й до розривів внутрішніх кілець підшипників.

Під час ручного запресовування підшипників за допомогою труби зусилля прикладають тільки до того кільця, яке встановлюють із натягом. Недопустимим є передання зусилля через кульки або ролики. Внутрішній діаметр труби має бути трохи більшим за діаметр шийки вала, а торець — рівно підрізаним. Удари молотком наносять по центру труби, щоб не виникали перекоси кілець і не руйнувалися кульки, канавки та сепаратор.

Кращим способом запресовування підшипників на вал є запресовування за допомогою преса з використанням оправок. У разі застосування оправок зусилля має передаватися безпосередньо на торець внутрішнього кільця 2 під час на-пресування на вал 3 (рис. 11.8, а) і зовнішнього кільця 1 під час запресовування в корпус 4 (рис. 11.8, б). Коли підшипники напресовують на вал і запресовують у корпус водночас, то використовують оправку з буртиком, яка одночасно впирається в торці кілець (рис. 11.8, в).

Якщо підшипник напресовують на довгий вал і шийка міститься далеко від його кінця, а застосування оправки неможливе, використовують мідний виби-вач. У такому разі потрібно стежити, щоб вибивач щільно прилягав до торця внутрішнього кільця і не доторкався до сепаратора або зовнішнього кільця. Прилягання підшипника до вала перевіряють щупом завтовшки 0,03 мм.

Перед установленням підшипників на вал для полегшення монтажу їх рекомендовано нагрівати в мінеральному маслі за температури до +100 °С. При посадках зовнішніх кілець корпуси також нагрівають до +100 °С у масляній ванні, а за великих розмірів — у муфельній печі. Для теплової обробки підшипників замість масляної ванни використовують нагрівання за допомогою індукційних установок.

Для встановлення роликових підшипників з витими роликами й розрізними зовнішніми кільцями використовують спеціальні пристрої, що стискають зовнішнє кільце підшипника. Після входження підшипника в корпус пристрою підшипник знімають й остаточно допресовують.

Великогабаритні підшипники запресовують спеціальними пристосуваннями з гідроприво-дом (рис. 11.9). Вони складаються з корпусу 1 і поршня 2, який має канавки для ущільнюваль-

них кілець і переміщується в корпусі під тиском масла. Масло подається ручним насосом 4 через трубопровід 3.

Монтаж роликових упорних конічних підшипників (рис. 11.10, а) виконують окремо: спочатку внутрішнє кільце 2 із роликом 1 напресовують на вал 3, а зовнішнє кільце 4 встановлюють окремо в корпус. Характерною особливістю цих підшипників є регульовані зазори С, які не залежать від посадки підшипників на валу або в корпусі, а залежать від того, наскільки близько наближене зовнішнє кільце 4 до ролика 1. Радіальний зазор регулюють шляхом осьового зміщення зовнішнього та внутрішнього кілець.

Для регулювання зазору зовнішнім кільцем (рис. 11.10, б) з-під кришки 5, у яку впирається торець зовнішнього кільця, видаляють усі прокладки 6, а гайки, якими закріплюють кришку, затягують до упору. При цьому зазор дорівнюватиме нулю. У такому положенні вимірюють розмір щілини К між фланцем кришки 5 і корпусом. До отриманого розміру додають розмір С потрібного зазору (0,3-0,5 мм). Отримана сума буде дорівнювати загальній товщині прокладок б, які необхідно підкласти під кришку 5 для забезпечення зазору в підшипнику.

Регулюючи зазор за допомогою гвинта 9 (рис. 11.10, в), його затягують до упору й закріплюють гайкою 8. Чашка 7 притисне зовнішнє кільце до роликів, і зазор буде відсутній. Якщо гвинт 9 відкрутити на півоберта або на повний оберт (залежно від кроку різьби), то чашка 7 відійде від зовнішнього кільця на половину кроку або на повний крок різьби гвинта 9. Завдяки цьому буде забезпечений зазор у підшипнику.

Якщо вал установлюють на двох підшипниках і один з них закріплюють від осьових переміщень і на валу, і в корпусі, то другий підшипник можна закріпити тільки на валу, зовнішнє кільце якого має бути плаваючим.

Голчасті підшипники використовують у складальних одиницях, на які впливають великі інерційні сили, для зменшення габаритів і маси. Вони складаються з внутрішньої та зовнішньої робочих поверхонь, комплекту голчастих роликів і бокових обмежувачів. Робочі поверхні утворюють поверхні спряжуваних деталей — вала (зовнішня поверхня) і втулки (внутрішня поверхня). Боковими обме-

жувачами можуть бути кільця й заплечики. Такі підшипники виготовляють без сепаратора. Щільне прилягання між собою голок (роликів) не допускає перекосу під час роботи. Радіальний зазор у них значно більший, ніж у роликових і кулькових підшипниках.

Голчастий підшипник монтують у процесі складання вузла (рис. 11.11, а). На поверхню проточки валика 1 наносять густе мастило, установлюють валик у монтажне півкільце 2 і в утворену щілину вводять голчасті ролики, поступово прокручуючи валик. Після цього на валик насаджують деталь, зміщуючи монтажне півкільце.

Коли монтаж голчастого підшипника виконують на монтажному валу 4 (рис. 11.11, б), зовнішній діаметр якого на 0,1-0,2 мм менший за діаметр дійсної осі, щоб голки не розсипалися, поверхню отвору змащують тонким шаром густого мастила. Інколи голчасті ролики можуть бути намагнічені. Голки 3 установлюють у зазор між валом і втулкою (або обоймою) послідовно по 2-3 одиниці. Остання голка має входити в підшипник вільно. Після встановлення голок і обмежувальних кілець 5 (рис. 11.11, в) вставляють робочий вал 6, який витискає монтажний вал 4, а голки й обмежувальні кільця залишаються на місці.

У деяких голчастих підшипниках можливе регулювання зазору під час складання (рис. 11.11,г). Між голками вимірюють сумарний зазор і шліфують прокладку 7 так, щоб різниця сумарного зазору й товщини прокладки після її встановлення дорівнювала зазору, потрібному за кресленням.

Монтаж спарених однорядних радіально-упорних підшипників використовують при значних осьових навантаженнях на підшипниковий вузол. Такі підшипники встановлюють на одній загальній шийці вала так, щоб широкі торці зовнішніх кілець були направлені один до одного. Осьовий зазор регулюють шляхом установлення дистанційних кілець: зовнішнє виготовляють за заданим розміром, а внутрішнє добирають з урахуванням потрібного осьового зазору.

Під час складання прецизійних підшипникових вузлів для підвищення їхньої жорсткості та зменшення осьового й радіального биття в них створюють попередній натяг. Роблять це, прикладаючи постійне осьове навантаження, під впливом якого одне з кілець зміщується щодо іншого на величину, що дорівнює заданому попередньому натягу. Таке зміщення усуває осьовий зазор і створює початкову пружну деформацію в місцях контакту робочих поверхонь кілець підшипника з тілами кочення. Попередній натяг забезпечують шляхом закручування регулювальної гайки або кришки, а також двома прокладками між кільцями підшипника, за допомогою пружин, розпірних втулок тощо.

Внутрішні кільця підшипників фіксують за допомогою посадки, але це не гарантує уник-

нення осьового зміщення підшипника під час експлуатації. Для надійного кріплення застосовують пружинні стопорні кільця, торцеві шайби з гвинтами, упорні гайки із стопорними шайбами, розпірні втулки з гайками. Для додаткового кріплення підшипників у корпусі використовують виступи, заплечики або буртики в корпусі, стакані чи кришці корпусу.

Для встановлення в корпус плаваючих або радіально-упорних підшипників, які в процесі регулювання здійснюють осьові переміщення, використовують посадки із зазором або перехідні.

Радіальні зазори в підшипниках кочення перевіряють після з’єднання з валом і корпусом на гойдання та прокручуванням рукою.

Осьові зазори перевіряють осьовим зміщенням одного кільця підшипника щодо іншого.

Кільця упорних підшипників перевіряють на осьове биття. У радіально-упорних підшипниках зазори регулюють осьовим переміщенням одного з кілець. Найзручніший спосіб регулювання — установлення змінних регулювальних прокладок різної товщини (від 0,05 до 0,5 мм).

Правильно змонтований підшипник працює рівно, без шуму й поштовхів. Глухий, переривчастий шум указує на забрудненість; свистячий звук — на недостатнє мащення або тертя між деталями; скрегіт і різке постукування — на руйнування сепаратора або тіл кочення. Нагрівання до температури вище за +90 °С призводить до відпускання підшипника й зменшення терміну його експлуатації.

11.6. Ущільнення підшипників

Ущільнення застосовують для запобігання витіканню мастила з корпусу підшипника й захисту його від бруду, пилу, вологи, пари, кислот та інших речовин, які можуть проникнути в корпус підшипника й призвести до його швидкого спрацювання. Для ущільнення підшипників використовують фетрові (повстяні) кільця, кільцеві зазори та проточки, захисні шайби та фланці, масловідбивні кільця і канавки, манжетні й лабіринтні ущільнення.

Фетрові (повстяні) кільця (рис. 11.12, а) призначені для захисту підшипників, які працюють в умовах низької забрудненості зі швидкістю обертання вала 4-5 м/с (якщо вал шліфований) і 7-8 м/с (якщо вал полірований). Перед установленням фетрові кільця просочують технічним жиром або сумішшю 60 % технічного жиру із 40 % рицинової олії.

Кільцеві зазори та проточки (рис. 11.12, б), які заповнені консистентним мастилом, запобігають потраплянню пилу й вологи в корпус підшипника.

Захисні шайби та фланці (рис. 11.12, в) працюють у будь-яких мастилах і бувають рухомі й нерухомі. Ефективнішими є обертові шайби та фланці, а нерухомі використовують у консистентних мастилах.

Масловідбивні кільця і канавки (рис. 11.12, г) запобігають витіканню мастила з корпусу підшипника. Найефективніше вони працюють у рідкому мастилі, з великими швидкостями обертання вала.

Манжети використовують для ущільнення валів, які працюють у мінеральних маслах, воді, дизельному паливі під тиском до 50 МПа, на швидкості до 20 м/с і за температури від -45 до +150 °С. Манжети виготовляють для валів діаметрами 6-500 мм із зовнішніми діаметрами від 16 до 550 мм і шириною від 5 до 22 мм.

Лабіринтні ущільнення (рис. 11.12, ґ) створюють малий зазор складної форми між обертовими та нерухомими деталями з’єднання. Зазор заповнюють консистентним мастилом. Такі ущільнення добре працюють у важких умовах експлуатації підшипників.

В ущільненнях, які складаються із фетрових кілець, що встановлюються в кільцевих проточках, перевіряють кільцеві зазори між циліндричною частиною ущільнювача й валом. Щільність прилягання фетрового кільця перевіряють щупом завтовшки 0,1 мм. В ущільненнях манжетного типу перевіряють щільність контакту манжети з валом. Щуп завтовшки 0,1 мм має туго входити в зазор, але великого натягу з валом манжета давати не повинна для уникнення нагрівання та руйнування матеріалу. У лабіринтних ущільненнях перевіряють зазори між обертовою та нерухомою деталями.

11.7. Мащення підшипників

Довговічність і надійність підшипників значною мірою залежать від їхнього мащення. Мастила захищають підшипники від потрапляння в них бруду, пилу тощо, запобігають утворенню на їхніх поверхнях корозії, охолоджують деталі та зменшують шум під час роботи. Зазор, за якого товщина шару мастила достатня для того, щоб мастило не витискалося, називають мастильним. Він становить 0,005-0,025 мм і досягає 0,05 мм.

У підшипниках із рідким мастилом на горизонтально розташованих валах, які працюють на великих швидкостях, мастильні канавки К розміщують у середині малона-вантаженої ділянки підшипника (рис. 11.13, а).

У разі великого навантаження підшипників

у місцях рознімання, крім канавок, роблять спеціальні заглиблення (кишені) 1, які називають «холодильниками» (рис. 11.13, б), що сприяє потраплянню масла, розподіленого канавкою 2, у навантажене місце з’єднання.

Довжину канавок і кишень роблять не більше 0,8 від довжини робочої поверхні підшипника, інакше мастило буде витискатися з торців.

За походженням мастильні матеріали поділяють на три групи: мінеральні масла, рослинні та тваринні мастила.

Мінеральні масла одержують із нафти або кам’яного вугілля. їм властива в’язкість, температура спалаху парів, температура застигання, вміст води, кислот і лугів. Зі збільшенням температури в’язкість масла різко зменшується. У швидкохідних машинах в’язкість має бути меншою. У тихохідних і навантажених машинах використовують в’язкі або густі масла.

Мінеральні масла бувають індустріальні, турбінні, автотракторні, циліндрові, веретенні та ін. Суміші мінеральних масел із милом утворюють тверді мастила: солідол, технічний вазелін.

До рослинних мастил належать бавовняна, рицинова, лляна олії та ін., до тваринних — риб’ячий, тюленевий та китовий жири, сало тварин різних видів.

Подачу мастил у підшипник виконують за допомогою маслянок, пресмасля-нок, ручного шприца або дублікатора (плунжерний насос для подавання масла порціями).

Для безперервного мащення без тиску призначені гнітові, голчасті й автоматичні маслянки. Самопливом масло надходить із кишень, порожнин, трубок та інших пристроїв. Ванне мащення використовують для редукторів, різних передач, механізмів тощо.

Мащення окремого вузла називають індивідуальною системою мащення, а спосіб примусового мащення всієї машини — централізованою системою мащення.

У системі мащення можуть бути очисні пристрої — фільтри (тканинні, повстяні, паперові, магнітні) та відстійники.

Запитання та завдання

1. Які є види підшипників?

2. Охарактеризуйте будову підшипників ковзання.

3. Як складають вузли з нерознімними підшипниками ковзання?

4. Яка технологія складання вузлів із рознімними підшипниками ковзання?

5. Охарактеризуйте особливості складання підшипників рідинного тертя.

6. Як контролюють якість складання вузлів із підшипниками ковзання?

7. Як класифікують підшипники кочення?

8. З яких частин складаються підшипники кочення?

9. Які є види підшипників кочення?

10. Назвіть особливості монтажу підшипників кочення на вал.

11. Як установити підшипники кочення в корпус?

 

 

Це матеріал з підручника ехнологія механоскладальних робіт" Гуменюк 2020

 



Попередня сторінка:  10. Технологія складання трубопроводів
Наступна сторінка:   12. Технологія складання механізмів пе...



^