Інформація про новину
  • Переглядів: 299
  • Дата: 28-02-2022, 22:25
28-02-2022, 22:25

37.2. Підшипники ковзання

Категорія: Види з’єднань деталей і виробів





Попередня сторінка:  37.1. Загальні відомості про підшипники
Наступна сторінка:   37.3. Суцільнопресовані підшипники

Підшипниками ковзання називають деталі, між внутрішньою поверхнею яких і шийкою вала виникає тертя ковзання. їх поділяють на дві групи: нерознімні (суцільні) і рознімні (рис. 37.1).

Нерознімні підшипники складаються з корпусу, що має вертикальну або горизонтальну базову поверхню та 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 нерегу-льованими, 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 й осьові навантаження.

Для підвищення коефіцієнта користої дії (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. Густі мастила використовують за потреби надійної гермети-

зацїї підшипникового вузла. Тверді мастила застосовують для експлуатації підшипникового вузла за високих температур. Газпоподібне (повітряне) 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, що труться, способу подавання мастила і 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. 37.2, а). Зазор між підшипником і валом має серпоподібну форму. Під час обертання вала мастило заповнює зазор і підтікає під цапфу, яка ніби спливає (піднімається), утворюючи на най вужчій ділянці зазору масляний клин 1 (рис. 37.2, б). 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, таке 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.

37.2.1. 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) і 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. 37.3, 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 запресовування втулки подають у пристрій із бункера (рис. 37.3, 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 спряжу-вані поверхні, зачищають гострі кути на торцях, аза 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 підшипника суміщають.

Після встановлення в корпус втулку додатково закріплюють від прокручування за допомогою гвинтів, штифтів або гладких стопорів. Для закріплення різьбовим стопором (рис. 37.4, а; с. 164) у втулці просвердлюють глухий або наскрізний отвір. Якщо втулку кріплять штифтом (рис. 37.4, б; с. 164), то по буртику втулки просвердлюють отвір у корпусі, у який з натягом уставляють штифт і з торця розкернюють. Щоб закріпити втулку гвинтом (рис. 37.4, в; с. 164), спочатку свердлять отвір під різьбу й зенкують під головку гвинта, яка має бути заглиблена щодо торця на 0,2-0,3 мм. Так само виконують кріплення різьбовим штифтом (рис. 37.4, г; с. 164). Для кріплення гладким стопором (рис. 37.4, ґ; с. 164), який тримається 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. 37.4, 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.

37.2.2. Складання рознімних підшипників ковзання

За конструкцією рознімні підшипники (див. рис. 37.1, б; с. 161) поділяють на товсто-й тонкостінні. Співвідношення між товщиною стінки 5 і зовнішнім діаметром 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<7 (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 (щуп 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 і 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 саморозгвинчування.

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 заглибини 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 й малою частотою обертання, а потім — з великими. Унаслідок цього зменшуються (згладжуються) мікро-нерівності 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 вказує на неякісне складання та шабрування, незадовільне мащення або утворення задирок, нагару тощо. У цьому випадку припрацьовування припиняють й 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.

 

 

Це матеріал з підручника "Види з’єднань" Гуменюк, Паржницький 2021

 




Попередня сторінка:  37.1. Загальні відомості про підшипники
Наступна сторінка:   37.3. Суцільнопресовані підшипники



^