Подшипники — сборка узлов с подшипниками

Подшипники скольжения. Неразъемные подшипники собирают установкой втулки в корпус. Процесс установки втулки включает в себя подготовку, запрессовку и закрепление ее в корпусе от провертывания, подгонку и проверку отверстия втулки по шейке вала. Посадку втулки в корпус подшипника выполняют с гарантированным натягом по второму и третьему квалитетам. Запрессовку выполняют молотками, на прессах и с помощью охлаждения. Охлаждение целесообразно при посадке тонкостенных втулок в массивные корпусные детали. Во избежание перекосов при запрессовке втулки должны быть точно центрированы относительно отверстий в корпусе, что достигается применением специальных приспособлений.

Внутреннюю поверхность втулки после запрессовки подвергают тонкому растачиванию, развертыванию или калиброванию. На сопрягаемых поверхностях собираемых деталей должны быть предусмотрены фаски или небольшие пояски с зазором для направления. Перед запрессовкой втулки в отверстие корпуса она должна быть тщательно осмотрена, ее торцы зачищены, а поверхности сопряжения протерты и смазаны машинным маслом или другой смазкой. При охлаждении втулки в жидком азоте или нагреве корпуса посадочные поверхности очищают от масла. Нагрев или охлаждение деталей должны быть равномерными. В процессе запрессовки совмещают маслоподводящие отверстия втулки и корпуса. После посадки втулки дополнительно крепят в корпусе с помощью винтов и штифтов, устанавливаемых по торцовым поверхностям или поверхностям сопряжения.

При закреплении стопором с резьбой во втулке сверлят сквозное отверстие. Если крепление выполняют штифтом, то по отверстию в буртике втулки сверлят отверстие в корпусе. Штифт вставляют в отверстие с натягом и с торца слегка раскернивают и зачищают напильником. Для закрепления втулки винтом сверлят отверстие под резьбу, затем буртик втулки рассверливают и зенкуют под винт. Резьба под винт должна быть тугой. Втулку можно крепить гладким стопором, удерживаемым в корпусе путем обжатия металла.

После сборки тщательно проверяют состояние рабочей поверхности и форму запрессованной втулки, не допуская царапин, трещин, отслаивания антифрикционного слоя и других погрешностей. Контролируют диаметр и форму внутренних поверхностей, а также отклонение от соосности втулок.

Разъемные подшипники скольжения состоят из корпуса и крышки, внутри которых установлены вкладыши из бронзы, чугуна или биметалла. Толстостенные (свыше 3 мм) вкладыши имеют борта для фиксации в осевом направлении, а для предохранения от поворота — штифт, винт и втулку. В тонкостенных вкладышах для этой цели выполняется выступ, входящий в выемку корпуса. Толстостенные вкладыши изготовляют из низкоуглеродистой стали, чугуна и бронзы и заливают баббитом или другим антифрикционным сплавом (табл. 9). Толщина слоя баббита 0; 0,1d + (0,5…2) мм, где d — внутренний диаметр вкладыша.

Вкладыши собирают с выполнением пригоночных работ. Сначала вкладыши пригоняют к гнездам корпусной детали, а затем их поверхности скольжения пришабривают по краске к шейкам сопряженного вала. При сборке необходимо обеспечить плотное прилегание вкладыша к поверхностям корпуса и крышки без зазоров. Пришабриванием добиваются такого положения, чтобы пятна краски равномерно покрывали 75…80 % площади поверхности вкладыша. На каждом квадратном сантиметре для нагруженных вкладышей должно быть не менее пяти пятен, а для ненагруженных — не менее четырех.

Таблица 9. Техническая характеристика баббитов и их назначение

При сборке ответственных подшипников качество их пригонки проверяют по блеску на поверхностях вкладышей после затяжки подшипника и вращения вала на два-три оборота. Окончательно вкладыши пригоняют после установки крышек подшипников. Гайки подшипника затягивают динамометрическими ключами, вал проворачивают на два-три оборота; затем эти гайки ослабляют, затягивают гайки следующего подшипника и вал снова проворачивают и т.д. Затем все подшипники раскрывают и окончательно пришабривают верхние и нижние вкладыши. Радиальные зазоры определяют проворачиванием вала с калиброванными латунными пластинами между шейкой вала и верхним вкладышем.

В подшипниках больших размеров при значительных зазорах применяют свинцовую проволоку, по деформации которой судят о зазоре. В отдельных конструкциях подшипников для регулирования зазора предусмотрены комплекты прокладок толщиной 0,05…0,8 мм. Осевые зазоры проверяют щупом или индикатором при предельных смещениях вала, которые обычно составляют 0,1…0,8 мм. Форму вкладышей контролируют по краске под стандартной нагрузкой. Средняя часть вкладышей должна быть окрашена на 90 %, а остальные части на 75…80 %. Перед сборкой тонкостенные вкладыши подбирают по гнездам на прилегание по краске. Такие вкладыши укладывают в гнезда с натягом. Плотность прилегания достигается упругим сжатием.

После установки валов вкладыши прирабатывают, подавая в них смазку. Приработку начинают при малых нагрузках и невысокой частоте вращения, постепенно доводя их до нормальных значений. В процессе приработки уменьшаются и сглаживаются микронеровности, а также уплотняется поверхность вкладышей. В период приработки происходит повышенный износ и увеличивается площадь прилегания шейки ко вкладышу; после приработки износ должен резко снизиться.

В ходе приработки следят за температурой подшипников. Температура нагрева подшипников при этом не должна превышать 60 °С. Повышение температуры свидетельствует о некачественных сборке и шабрении, о неудовлетворительном поступлении смазки в зону трения или о возникновении задиров, пригаров на рабочих поверхностях. В этом случае приработку прекращают и устраняют дефекты.

Отклонение подшипников от соосности проверяют эталонным валом, проверочной линейкой и щупом, струной и микрометрическим нутромером, оптико-механическим и лазерными приборами. Диаметр эталонного вала принимают с учетом допустимых отклонений от соосности. Вал должен свободно проходить во втулки (гнезда вкладышей) подшипников и вращаться. Невозможность установки вала в отверстия подшипников свидетельствует о недопустимом перекосе или смещении осей. При контроле отклонений от соосности крупных подшипников применяют сборные оправки, состоящие из нескольких колец-калибров и индикаторов. Если контроль осуществляют с помощью поверочных линеек, последние прикладывают к стенам вкладышей, а зазор контролируют щупом. Натянутой струной (стальной проволокой диаметром 0,3…0,5 мм) предварительно проверяют подшипники скольжения. Струну крепят, выверяют посредством микрометрического нутромера первый и последний подшипники, затем промежуточные; при этом учитывают погрешности провисания струны.

Наиболее точным является метод выверки подшипников скольжения с использованием оптических приборов и центрирующих приспособлений.

Подшипники качения — стандартные узлы с полной их взаимозаменяемостью. Особенности их сборки определяются централизованным изготовлением подшипников качения, требующим унификации и стандартизации их присоединительных размеров, и влиянием посадки подшипников на условия их монтажа и работы. При сборке подшипников качения особое внимание следует обращать на то, чтобы внутренние и наружные обоймы подшипников не были деформированы.

Подготовка к сборке ведется следующим образом. Подшипники распаковывают, промывают в 6…8% -ном растворе минерального масла в бензине или в одном минеральном масле, нагретом до температуры свыше 100 °С, после чего проводят визуальный контроль, проверяют маркировку, легкость вращения, размеры. Подшипники с царапинами и коррозионными пятнами выбраковывают.

При необходимости контролируют радиальное и осевое биения, радиальный и осевой зазоры. Посадочные места на валу и в корпусе должны иметь установленные форму и параметры шероховатости; на них не допускается заусенцев, забоин, царапин, задиров. Перед сборкой посадочные места промывают керосином и просушивают; смазочные каналы, подводящие смазку к подшипнику, тщательно очищают и продувают сжатым воздухом.

Диаметры шеек валов контролируют с помощью скоб или микрометров, а диаметры отверстий корпусов — предельными пробками, микрометрическими или индикаторными нутромерами. Радиус закругления галтели на валу должен быть меньше, чем радиус фаски у подшипника; их проверяют радиусомером или по шаблону.

Упорный заплечик вала или отверстия в корпусе должен быть перпендикулярен к посадочным поверхностям. Перпендикулярность заплечиков вала и корпуса к оси посадочного места проверяют угольником или индикатором.

Посадка подшипника на вал и в отверстие корпуса зависит от типа машины, требований к точности вращения, нагрузки, типа габаритных размеров и условия монтажа. Необходимая посадка подшипника обеспечивается допуском на диаметры вала и отверстия корпуса. Промытые подшипники помещают в ванну с техническим вазелином при температуре 55…60 °С. После 15…20 мин прогрева подшипник напрессовывают на вал, а затем запрессовывают в корпус. При этом используют специальные оправки из мягкого металла, винтовые и гидравлические прессы. Удары молотком наносят по оправке. При установке наружных колец подшипников в крупные неразъемные корпуса подшипники охлаждают.

Подшипники на валу крепятся как с помощью натяга, так и посредством разрезного пружинного кольца или втулки, прижимной гайки. При этом сторона подшипника с заводским клеймом должна быть снаружи. Полноту прилегания к посадочным местам в разъемах корпуса проверяют калибром с использованием краски. Допустимые зазоры между плоскими поверхностями не должны превышать 0,03…0,05 мм. Отсутствие перекоса и защемления тел качения проверяют свободным поворотом вала от руки.

Отдельные типы подшипников имеют свои особенности при монтаже. Радиальные роликоподшипники с одним съемным кольцом без бортов монтируют раздельно: съемное кольцо и кольцо в комплекте с роликами. При наличии одного бурта на съемном кольце с целью фиксации вала в обоих направлениях роликоподшипники ставят враспор, т.е. с буртами в разных направлениях.

Игольчатый подшипник без колец (т.е. комплект игл) устанавливают на шейку вала, предварительно обильно покрытую пластичным смазочным материалом, а затем надевают корпус. При установке игольчатого подшипника без внутреннего кольца сначала в наружное кольцо набивают пластичный смазочный материал, устанавливают иглы, вводят внутрь монтажную втулку диаметром на 0,1…0,2 мм меньше диаметра вала, затем в таком виде подводят к торцу вала и надвигают со втулки на вал.

Упорные подшипники монтируют следующим образом: кольцо с меньшим внутренним диаметром устанавливают на вал, а с большим — в корпус; зазор между наружным диаметром кольца и корпусом в целях обеспечения самоустановки подшипника должен составлять 0,5…1 мм.

Радиально-упорные подшипники со съемным наружным кольцом устанавливают раздельно: в корпус — наружное кольцо, на вал — внутреннее кольцо с телами качения и сепаратором. Радиальноупорные подшипники с целью восприятия осевой нагрузки обоих направлений ставят парами навстречу друг другу. Предварительный натяг в подшипниках создается для устранения радиального и осевого биений узла для повышения точности и виброустойчивости.

Регулирование осевого зазора (осевой «игры») для опор валов на радиально-упорных подшипниках осуществляют следующими способами:

1. изменением толщины прокладок между крышкой, прижимающей наружное кольцо подшипника, и корпусом или крышкой и наружным кольцом подшипника; толщину прокладки определяют измерением положения крышки, затягивая винты до получения необходимой игры в опорах;
2. перемещением наружного кольца подшипника установочным винтом, ввинченным в крышку, через промежуточную шайбу; сначала винт затягивают до отказа, а затем отворачивают на нужную долю оборота и стопорят контргайкой;
3. перемещением наружного кольца подшипника регулировочной гайкой, ввернутой в корпус; гайку затягивают до отказа, а потом несколько отворачивают для создания нужного зазора и стопорят;
4. перемещением внутреннего кольца подшипника с помощью гайки или
5. винтов и шайбы; после достижения нужного зазора в подшипнике гайку или винты стопорят;
6. деформацией внутреннего кольца подшипника, имеющего конусное отверстие, в результате перемещения его гайкой по конусу вала.

Регулирование осевого зазора упорных подшипников проводят смещением кольца, расположенного в корпусе, с помощью прокладок и другими способами. Приведенные в табл 10–12 величины осевого зазора рекомендуются для подшипников класса точности 0; данные для ряда I относятся к схеме установки подшипников по два на опоре, а для ряда II — по одному.

Таблица 10. Допускаемые пределы осевого зазора (мкм), для радиально-упорных шарикоподшипников

Таблица 11. Допускаемые пределы осевого зазора (мкм) для конических однорядных роликоподшипников

* d — диаметр ролика-подшипника.

Таблица 12. Допускаемые пределы осевого зазора (мкм) для двойных и сдвоенных одинарных упорных шарикоподшипников