Установка радиальных подшипников. Как собирают подшипники: технология Поэтапная последовательность сборки
Монтаж подшипников
К атегория:
Подшипники качения
Монтаж подшипников
Требования к рабочему месту. Как показывает практика, чистота и порядок в сборочном помещении оказывают прямое воздействие на долговечность подшипника.
Производственные условия, в которых производятся или производились сборочные работы с подшипниками скольжения и которые, как правило, характеризуются общей грязью на верстаках, инструменте и приспособлениях, на полу и т. д., совершенно не подходят для монтажа подшипников качения.
Каждый из нас пользуется часами, но далеко не все знают, что подшипники выполняются с более точными допусками, чем наручные часы: Этот старый пример очень ярко подчеркивает точность изготовления подшипников. И если каждому ясно, что часы нельзя ремонтировать на грязном верстаке и грязным инструментом, класть на грязные подставки и т. д., то не все себе представляют, что это в той же степени относится и к ремонту подшипников. Дело в том, что попадание в часы и подшипник мелких частиц оказывает почти одинаковое действие и на ход часов и на долговечность подшипника.
Отсюда следуют безусловные правила:
— производственные условия и культура обращения с подшипниками должны соответствовать точностям, с которыми изготовляются подшипники и которые обеспечивают расчетную долговечность;
— смазка для подшипников должна храниться только в закрытых банках;
— для вынимания смазки нельзя применять деревянных лопаточек или ржавых металлических пластинок;
— для протирки подшипников нельзя пользоваться концами и ворсистыми тряпками;
— верстак должен быть покрыт листовым дюралем или текстолитом;
— для кратковременного хранения подшипник лучше всего класть в мешочки из полихлорвиниловой или полиэтиленовой пленки; мешочки из пленки хорошо защищают подшипник от посторонних частиц и их легко содержать в идеальной чистоте, промывая в бензине;
— если между промывкой и монтажом подшипника проходит более 2 ч, то подшипник нужно положить в эксикатор или завернуть в бумагу, пропитанную летучим ингибитором.
Если подшипники, смонтированные на валу ротора, не могут быстро пройти окончательный монтаж в машине, их нужно смазать рабочей смазкой и тщательно закрыть куском полихлорвиниловой пленки.
Посадки подшипников. Подшипники монтируются на вал ротора и в подшипниковый щит с определенным натягом или зазором. Величина натяга или зазора определяется установленной посадкой. Для усвоения последующего материала и объяснения терминов, употребляемых в тексте, необходимо привести некоторые сведения из теории допусков и посадок.
Допуском размера или допускаемым отклонением размера называется разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами. Предельные размеры - это размеры, за пределы которых не может выходить размер детали. Это означает, что одна деталь от другой по размеру может отличаться не более чем на величину допуска (допускаемого отклонения). Чем больше допуск, тем легче изготавливать детали. Величина допуска выбирается из условия возможности работы механизма.
Разность между диаметром отверстия и диаметром вала называется зазором. Если же диаметр вала больше, чем диаметр отверстия, то разность между диаметром вала и диаметром отверстия называется натягом.
Характер сопряжения двух деталей носит название посадки. Иначе говоря, посадка показывает, сидит одна деталь относительно другой с зазором или с натягом и каковы их величины.
Существуют две основные группы посадок: неподвижные и подвижные. Переходными посадками между первой и второй группами являются посадки скольжения.
В электрических машинах малой и средней мощности и в большинстве машин специального назначения в основном применялись напряженная посадка на вал и плотная в корпусе. Они обозначаются соответственно Нп и Пп. В последнее время начали применяться посадки с меньшими натягами - плотная на валу и скольжения (Сп) в подшипниковом щите.
В миниатюрных электрических машинах и некоторых машинах специального назначения в основном применяются плотная посадка на вал и скольжения в подшипниковом щите. Реже применяются посадки скольжения как на вал, так и в корпус.
У ряда машин большой мощности находят применение и тугие посадки (Тп) внутреннего кольца подшипника на вал.
Наружные кольца разъемных подшипников - роликовых подшипников с короткими цилиндрическими роликами, радиально-упорных магнетных подшипников и др. - сажаются в корпус обычно по плотной посадке.
При монтаже подшипника в корпус и,з алюминиевых сплавов посадка осуществляется с большим натягом (обычно на одну посадку выше). Для большей надежности в работе в корпус из алюминиевых сплавов ставят стальную втулку. В этом случае ослабление посадки за счет разности коэффициентов линейных расширений стали и алюминиевого сплава не происходит.
Следует обратить внимание на то, что посадки для подшипников по допускам отличаются от посадок общесоюзной системы допусков в сторону больших натягов и оговариваются ГОСТ 3325-66. Для отличия их у обозначения посадки добавляется индекс п (подшипниковая).
Установленные посадки подшипников обеспечивают при минимальных натягах: непроворачивание внутреннего кольца на валу, а также небольшой поворот наружного кольца и возможность его осевого перемещения по посадочному месту.
Посадки подшипников на вал и в корпус необходимо строго выдерживать. В случае слабой посадки внутреннее кольцо будет проворачиваться на валу и возникнет контактная коррозия. Как следствие этого получаются износ вала, задир и даже нагрев кольца. При сильном нагреве (выше 120 °С) резко сокращается долговечность подшипника и может произойти его заклинивание. Значительный износ вала вызывает вибрацию машины.
Посадки с большими натягами кроме того, что затрудняют.монтаж и демонтаж, вызывают значительное уменьшение радиальных зазоров: внутреннее кольцо при посадке раздается и происходит увеличение диаметра дорожки качения. Уменьшение зазоров, а в худшем случае их полная выборка приводят к выходу подшипника из строя. Кроме того, от чрезмерного натяга внутреннее кольцо может разорваться.
Как было отмечено выше, посадка наружного кольца выбирается такой, чтобы под действием вибрации оно могло немного поворачиваться, но не вращаться. Это способствует последовательному нагружению участков дорожки качения и увеличению работоспособности кольца. При применении шариковых радиальных однорядных подшипников в качестве плавающей опоры возможность осевого перемещения кольца по посадочному месту устраняет появление значительных осевых нагрузок от температурного расширения вала.
При посадке подшипника на вал с натягом внутреннее кольцо принимает форму вала. При овальности вала дорожка качения кольца тоже становится овальной. Радиальные зазоры в подшипнике изменяются. В одних местах зазоры уменьшаются, а в других увеличиваются. При работе такого подшипника в местах прохождения тел качения через малые зазоры нагрузки увеличиваются, появляются вибрации. При посадке наружного кольца в овальный корпус перемещение кольца затрудняется из-за местного увеличения натяга. Это приводит к увеличенным нагрузкам на дорожку качения кольца.
При посадке внутреннего кольца на вал, имеющего конусность посадочного места, кольцо тоже примет форму вала.
Проверка и подготовка посадочных мест. Перед монтажом подшипника нужно внимательно осмотреть посадочные места на валу ротора и в (подшипниковом щите.
Забоины, заусенцы, наклеп, небольшие вспучивания металла от местных задирав следует аккуратно зачистить личным напильником, мелкой наждачной бумагой или
Заплечики вала и корпуса (подшипникового щита)! в которые упираются кольца при монтаже (рис. 1), должны быть строго перпендикулярны оси посадочного места под подшипник. Перпендикулярность заплечика имеет большое значение для работы подшипников, особенно однорядных, имеющих относительно малую ширину. Малая ширина посадочного места подшипника не обеспечивает правильного положения подшипника.
Рис. 1. Посадочные поверхности на валу и в корпусе.
Рис. 2. Положение кольца подшипника при заплечике, не перпендикулярном оси вала.
снять шабером. При зачистке снимать металл необходимо только в месте вспучивания, не затрагивая мест, не имеющих дефекта. Чем больше площадь посадочного места будет подвергнута зачистке, тем больше будет нарушаться правильная геометрическая форма, тем, следовательно, хУже для работы подшипника. Поэтому значительные за-Диры по величине площади посадочного места не выводятся из-за потери правильной геометрической формы. Деталь в этом случае необходимо направить на восетанов-
Хотя задиры, риски, чрезмерный наклеп и забоины на посадочных местах колец подшипника встречаются редко из-за большой разницы в твердости колец подшипника и вала ротора у машин общего назначения, их выведение производится наждачной бумагой с соблюдением всех требований, описанных выше.
В этом случае необходимо замерить внутренний диаметр кольца, овальность и конусность. Эти замеры необходимо также проводить, если на монтажных поверхностях колец имеются следы износа из-за проворачивания на валу или в корпусе.
Отклонения в диаметрах могут быть и больше аналогично отремонтированным подшипникам, но в этом случае необходимая посадка должна быть подобрана за счет сопрягаемой детали (вала или корпуса). Овальность и конусность кольца должны быть в пределах допуска на посадочный диаметр. Конусность отверстий у подшипников классов точности ВП и выше - не более 50% допуска на посадочный диаметр.
После осмотра посадочных мест на валу и в подшипниковом щите их необходимо замерить.
При неоднократных снятиях подшипника или износа от проворачивания кольца посадка может быть «поте-^ ряна». Замер посадочных мест на валу обычно производится микрометром, а в подшипниковых щитах (корпусе) индикаторным нутромером с индикатором нулевого класса. Установка индикатора на размер производится по блоку плиток или по специально изготовленному эталонному кольцу. Замеры можно производить и другим инструментом, имеющим такую же или более высокую точность. Замеры производятся в нескольких местах с тем, чтобы, помимо величины диаметра, установить величину овальности и конусности посадочного места.
калибрами, которые выявляют местные вспучивания, увенчивающие натяг при посадке кольца. При замерах обычным мерительным инструментом эти выступы, как правило, не выявляются.
Осматривая посадочные места на валу и в подшипниковом щите, необходимо также тщательно осмотреть упорные заплечики и галтели у него. Вспучивание металла от забоин аккуратно удаляется шабером, напильником или наждачной бумагой.
Перпендикулярность заплечика к оси вала проверяется в центрах с помощью индикатора, как показано на рис. 3,а. Вращая вал определяют величину бокового биения заплечика.
На рис. 2 показано положение кольца подшипника при неперпендикулярном заплечике к оси вала. За счет деформации кольцо приняло неправильное положение, что приведет к снижению долговечности подшипника. При больших и тяжелых валах, когда проверка биений заплечиков в центрах затруднительна, перпендикулярность заплечика можно проверить угольником, как показано на рис. 3,. Однако этот способ проверки не отличается большой точностью и может быть рекомендован только в случае невозможности применения индикатора.
Необходимо также проверить высоту заплечика. Его высота обычно равна примерно 1/2 ширины торца внутреннего кольца (рис. 4,а). При больших осевых нагрузках заплечик должен быть даже выше. При малой высоте (рис. 4) от действия осевых нагрузок заплечик будет сминаться. Смятие заплечика также происходит, если он будет выполнен коническим (рис. 4,в).
При большой высоте заплечика (рис. 4,г) снять подшипник за внутреннее кольцо невозможно. Снятие подшипника за наружное кольцо приводит к повреждению дорожек качения.
При осмотре галтели вала обращается внимание на отсутствие следов касания кольца. При радиусе галтели, большем, чем фаска кольца, последнее будет упираться в галтель (рис. 5,а).
Рис. 3. Проверка индикатором биений заплечика вала и угольником правильности заплечика.
Галтель выполняется неточно. Поэтому возможен перекос кольца. Радиус галтели вала всегда должен быть меньше радиуса фаски кольца (рис. 5,).
Перед монтажом подшипника посадочные места на валу и в подшипниковом щите необходимо тщательно промыть бензином и покрыть тонким слоем рабочей смазки.
Рис. 24. Высота заплечика. а - нормальная высота; б - высота мала; в - заплечик выполнен коническим; г - высота велика.
Рис. 5. Положение кольца на валу. а - радиус галтели вала велик: кольцо упирается в галтель; б-правильное положение кольца на валу: радиус галтели вала меньше радиуса фаски кольца.
Монтаж подшипников. Новый подшипник вынимается из упаковки и промывается в горячем минеральном масле и бензине непосредственно перед монтажом. Закрытые подшипники типов 180000, 80000, заполоненные рабочей смазкой на подшипниковых заводах, и подшипники типов 520000 и 140000, имеющие фетровые уплотнения, не промываются.
С наружных поверхностей консервационная смазка удаляется чистыми салфетками.
До постановки в машину подшипник осматривается, чтобы убедиться в отсутствии коррозии и повреждении. Проверяется легкость хода. От руки прикидывается величина осевого зазора. Работавший подшипник вынимаете из пленки или упаковки тоже только перед монтажом.
Наиболее совершенными приспособлениями для запрессовки подшипников на вал являются гидравлические или ручные прессы, которые обеспечивают плавную посадку подшипника на вал (рис. 6).
При монтаже подшипника усилие запрессовки передается «а внутреннее кольцо через монтажный стакан. Отверстие в стакане должно быть немного больше отверстия подшипника, а толщина его стенок немного меньше ширины торца внутреннего кольца.
Рис. 7. Монтаж подшипника на вал с помощью монтажной трубы.
Упор подшипника обоими кольцами в широкий монтажный стакан не разрешается, так как в этом случае нагрузка может передаваться через наружное кольцо и сепаратор.
Перед запрессовкой подшипник нужно установить строго соосно с валом, затем приложить небольшую нагрузку и убедиться в отсутствии перекоса. Заедание подшипника указывает на его перекос. В этом случае дальнейшая запрессовка приводит к задирам посадочного места, искажению его формы и неправильной посадке подшипника.
Описанный способ запрессовки применяется для роторов малого веса.
Монтаж подшипников на валы тяжелых роторов производится с помощью монтажной трубы. Трубу изготовляют из мягкого металла (малоуглеродистой стали и др.). В верхнюю ее часть вставляют пробку для равномерной передачи ударов на наружное кольцо.
Для уменьшения вероятности задира посадочного ме-Ста и перекосов внутреннего кольца на валу целесообразно подшипники подогреть в масле. Монтаж подшипников
с подогревом нашел широкое применение для электрических машин малых и средних мощностей из-за удобства монтажа при простоте установки для подогрева.
Температура масла в ванне должна быть не выше 90- 100 °С. При повышении температуры выше 120 °С может произойти отпуск колец и тел качения, что резко снизит долговечность подшипника. Значит, необходимо строго контролировать температуру масляной ванны. Это тем более необходимо, что внешних признаков на деталях подшипника от перегрева и отпуска не остается. Для получения цветов побежалости на деталях подшипника нагрев должен быть значительно выше, чем может быть достигнут в масляной ванне. Правда, отпуск колец может быть установлен по понижению твердости при замерах на приборах. Однако этих замеров после подогрева подшипников никогда не делают. Кроме того, необходимо следить за чистотой масла в ванне. При загрязнении масло должно быть сменено, чтобы не загрязнять подшипники.
При посадке подшипника на вал с подогревом подшипник необходимо периодически поджимать к упорному за-плечику до охлаждения колец. Поджатие подшипника к заплечику обычно осуществляется с помощью монтажной трубы легкими ударами молотка.
После установки подшипника на вал ротора следует проверить правильность монтажа. Если посадка подшипника на вал осуществляется с подогревом, то проверку правильности монтажа необходимо осуществлять после охлаждения подшипника. При проверке нужно:
убедиться в том, что подшипник вплотную прижат к заплечику; щуп толщиной 0,03 мм не должен входить между заплечиком и кольцом; проверку производят в нескольких точках по окружности; допустим только местный зазор от зачистки дефекта заплечика;
проверить рукой наличие осевой игры в подшипнике после охлаждения; отсутствие осевой игры или малая ее величина указывают на недостаточные радиальные зазоры. Эта проверка производится только у шариковых радиальных однорядных подшипников;
проверить легкость вращения подшипника от руной; вращение подшипника должно быть без местных заеданий и притормаживаний.
В машинах специального назначения, имеющих регулируемые радиально-упорные и упорные шариковые подшипники, после монтажа ротора нужно произвести регулировку осевой игры подшипников, величина которой обычно указывается в инструкциях для каждой машины и должна выдерживаться весьма тщательно.
После монтажа вала ротора в машине нужно проверить правильность сборки уплотняющих устройств в подшипниковых щитах или кольцевые зазоры в лабиринтовых уплотнениях и при возможности прокрутить вал ротора от руки. Вращение должно быть без толчков и заеданий.
При пробном пуске машины необходимо следить за температурой подшипникового щита и шумом подшипника. Правильно смонтированный и имеющий нормальные зазоры подшипник работает ровно, без особого шума, толчков и вибраций. При увеличенных зазорах в подшипнике появляются вибрации. Глухой неравномерный шум указывает на загрязненность подшипника. Повышение температуры также указывает на ненормальности в работе подшипника.
Очень важное значение имеет соосность посадочных мест в подшипниковых щитах, точность статической и динамической балансировки ротора и другие факторы, которые могут увеличивать нагрузку на подшипник.
Выбор подшипников-заменителей. При отсутствии необходимого подшипника можно подобрать подшипник-заменитель без ущерба для работы машины.Эти подшипники-заменители имеют расчетный срок службы не менее срока службы основного подшипника, выпускаются отечественной промышленностью, имеют те же габариты и их установка не требует каких-либо доработок узлов и сопрягаемых деталей. Отдельные подшипники шире, что оговорено особо.
К атегория: - Подшипники качения
Установка подшипников гарантирует длительную нормальную работу узла только при сочетании следующих основных факторов:
- отсутствие загрязнений;
- необходимый уровень технической компетенции и слесарных навыков исполнителя;
- наличие соответствующего инструмента и оснастки;
- надлежащая подготовка монтажных мест и подшипника;
- соблюдение порядка и правил сборки;
- смазка;
- проверка качества выполненных работ.
Предварительная подготовка к установке подшипников
Порядок подготовки монтажных мест и общеподготовительных мероприятий:
- подготовить рабочее место, максимально снизив риск загрязнения и запыления в процессе работы;
- подготовить измерительный и монтажный инструмент, очистить его;
- осмотреть и очистить посадочные места под установку подшипников: замятия заплечиков, забоины, заусенцы, наклеп, небольшие вспучивания металла следует аккуратно убрать шабером, напильником, мелкой наждачной бумагой или с помощью станочного парка;
- промерить посадочные места и записать результаты;
- проверить валы на прямолинейность оси (отсутствие изгиба): проверку целесообразно проводить при вращении вала в центрах с помощью специальных приборов (увеличение эксцентриситета от сечения к сечению в направлении от края к середине указывает на искривление вала и ведет к необходимости его замены);
- по результатам осмотра и замеров посадочного места установить его соответствие требованиям ГОСТ 3325 по полям допусков, посадкам, требованиям по шероховатости, отклонениям формы и расположения;
- при необходимости – исправить посадочные места или заменить детали на новые с необходимыми параметрами;
- очистить каналы для подвода смазки от стружки, пыли и других загрязнений, продуть их сжатым воздухом;
- приготовить смазку.
- на валу – микрометром;
- в корпусе (подшипниковых щитах) - индикаторным нутромером.
Замеры производятся в нескольких местах с тем, чтобы, помимо величины диаметра, установить величину овальности и конусности посадочного места. Размер определяется как среднее арифметическое трех измерений в каждой из плоскостей с поворотом последовательно на треть окружности (120°).
Подшипники монтируются на вал ротора и в корпус (подшипниковый щит) с определенным натягом или зазором. Разность между диаметром отверстия подшипника и диаметром вала в пользу первого называется зазором. Если же диаметр вала больше, чем диаметр отверстия подшипника, то разность между ними называется натягом. Характер и величина натяга или зазора при сопряжении двух деталей называется посадкой.
При анализе замеров следует помнить, что чаще всего, если технической документацией и конструкцией узла не предусмотрено иное, при установке подшипника одно его кольцо должно иметь прессовую посадку с натягом в 0,01-0,03 мм, а другое - посадку скольжения с зазором от 0 до 0,03-0,04 мм.
Прессовую посадку внутреннего кольца подшипника и скользящую наружного его кольца применяют в случаях, когда вращающейся деталью является вал (например, валы коробки перемены передач, главной передачи трансмиссии и др.).
Если деталь узла вращается на неподвижной шейке (например, на ступице колеса), то прессовую посадку должно иметь наружное кольцо подшипника, а скользящую - внутреннее.
При прессовой посадке кольца предупреждается износ вращающейся детали (шейки вала, ступицы и др.), а при скользящей посадке другого кольца оно может несколько проворачиваться, что устраняет одностороннюю нагрузку тел качения на кольцо, уменьшает его износ и повышает общий срок эксплуатации подшипника.
Встречаются и конструкции с одновременной посадкой и наружного, и внутреннего кольца, что следует учесть при интерпретации результатов замеров и подборе монтажной оснастки.
Посадочное место так же можно промерять специальным калибром нужного размера, при этом применять сам подшипник не рекомендуется.
Нормальная высота упорного бурта (заплечика) сопрягаемой детали должна быть приблизительно равна половине толщины кольца подшипника. Это необходимо для того, чтобы за незакрытую заплечиком поверхность боковины кольца можно было осуществить захват съемником для извлечения подшипника. Для фиксации в осевом направлении кроме заплечиков могут применяться распорные втулки, пружинные стопорные кольца, различные гайки и др.
Подготовка подшипника к установке
Если есть такая возможность, то под фактические размеры вала или корпуса следует произвести селективный подбор подшипника из нескольких. Выбор следует остановить на подшипнике, у которого размеры наружного и внутреннего колец в сочетании с реальными размерами посадочного места обеспечат необходимую посадку. Это позволит избежать чрезмерно свободной или недопустимо плотной посадки, а значит, избежать ненормальной работы подшипника, в т.ч. перегрева из-за уменьшения необходимого радиального зазора в нем.
Порядок подготовки подшипника к установке:
- извлечь подшипник из заводской упаковки для проверки (выполняется непосредственно перед установкой подшипника в узел);
- убедиться, что по маркировке и внешнему виду подшипник соответствует необходимому;
- провести предварительную проверку состояния путем осмотра: подшипник открытого типа не должен иметь видимых дефектов – цветов побежалости, ржавчины, трещин, забоин, царапин, должен быть полный комплект тел качения (шариков или роликов) и заклепок (или других соединительных элементов), сепаратор не должен иметь повреждений;
- у подшипников закрытого типа проверить отсутствие повреждений уплотнений или защитных шайб;
- провести промеры ширины, наружного и внутреннего диаметров подшипника специальным инструментом и удостовериться в соответствии посадочным местам;
- расконсервировать и промыть подшипник, если это прямо не запрещено его производителем;
- проверить от руки легкость хода: вращение должно быть плавным без заеданий (при этом следует помнить, что проворот колец открытых подшипников в сухом состоянии до промывки категорически не рекомендуется для исключения риска абразивного повреждения рабочих поверхностей качения из-за возможного присутствия загрязнений);
- провести замеры радиального зазора: для этого одно из колец подшипника закрепляют при горизонтальном положении оси и определяют зазор с помощью индикатора, смещая свободное кольцо под действием измерительного усилия в радиальном направлении в два диаметрально противоположных положения (при этом разница показаний индикатора является искомым значением радиального зазора);
- провести замеры осевого зазора, аналогично тому как это делалось при определении радиального зазора, только в этот раз замер производят при вертикальном положении оси: закрепить одно из колец, другое сместить в осевом направлении в два крайних положения под действием измерительного усилия и зафиксировать разность показаний индикатора;
- нанести смазку в достаточном количестве, если смазочный материал не нанесен производителем.
Расконсервация подшипника
Удаление поверхностного консервационного слоя производится салфеткой, не оставляющей ворс.
Тщательная расконсервация подшипника и его промывка выполняется с применением одного из следующих составов на выбор:
- разогретое масло с температурой около 80 градусов Цельсия;
- антикоррозионный раствор;
- бензин или керосин в чистом виде;
- смесь масла и бензина (керосина).
При использовании разогретого масла или антикоррозионного состава следует поддерживать их температуру на уровне около 80 °С, при этом повышение температуры выше 120 °С не допустимо, поскольку может произойти отпуск колец и тел качения, что резко снизит долговечность подшипника. Внешне отпуск не определить (цвета побежалости появляются при гораздо больших температурах), а фиксацией падения твердости посредством специального прибора на данном этапе никто как правило не занимается – именно поэтому стоит четко контролировать температуру моющего состава.
Расконсервация подшипника может проводится от 10 до 20 минут, в течение которых его полезно периодически встряхивать и немного прокрутить на финальном цикле полоскания, а после – высушить в месте, недоступном для пыли.
После высыхания подшипник для кратковременного хранения необходимо до момента монтажа положить в чистый полиэтиленовый пакет (мешочек) для защиты от пыли. Если до установки подшипника ожидается более двух часов, то его рекомендуется завернуть в чистую бумагу и убрать в картонную упаковку на хранение. Если время хранения после расконсервации превысило два часа, перед установкой подшипника рекомендуется провести его проверку на отсутствие следов коррозии.
Смазка подшипника должна выполняться перед монтажом в соответствии с рекомендациями производителя. Маркировка подшипника по отечественному формату может содержать сведения о требуемой пластичной смазке. Для ЦИАТИМ-201, которая принята по умолчанию стандартной смазкой подшипников, маркировка не применяется. Для остальных вариантов применяется маркировка с буквой «С»:
С1 – ОКБ-122-7
С2 – ЦИАТИМ-221
С3 – ВНИИНП-201
С4 – ЦИАТИМ-221С
С5 – ЦИАТИМ-202
С6 – ПФМС-4С
С7 – ВНИИНП-221
С8 – ВНИИНП-235
С9 – ЛЗ-31
С10 – № 158
С11 – СИОЛ
С12 – ВНИИНП-260
С13 – ВНИИНП-281
С14 – ФИОЛ-2У
С15 – ВНИИНП-207
С16 – ВНИИНП-246
С17 – ЛИТОЛ
С18 – ВНИИНП-233
С20 – ВНИИНП-274
С21 – ЭРА
С22 – СВЭМ
С23 – ШРУС-4
С24 – СЭДА
С25 – ИНДА
С26 – ЛДС-3
С27 – ФАНОЛ
С28 – Chevron SRI-2
С29 – РОБОТЕМП
С30 – ЮНОЛА
С31 – ЛИТИН
С32 – № 158М
С33 – ФИОЛ-2МР
С34 – ШРУС-4М
С35 – BERUTOX FE 18 EP
С36 – ВН-14
Производители подшипников некоторые типы своих изделий делают необслуживаемыми. На пары трения в таких подшипниках в заводских условиях со строгим контролем нанесена особая смазка на весь срок службы. Проводить расконсервацию подшипников описанным выше способом и самостоятельно смазывать не рекомендуется, так как бензин (керосин) или разогретое масло будут способствовать выносу заводского смазывающего состава, а добавление пластичной смазки приведёт к снижению эффективности заводской трибологической системы подшипника.
Закрытые необслуживаемые подшипники достаточно подвергнуть наружной протирке смоченной в бензине салфеткой, не оставляющей ворс.
Правильная установка подшипника
Гидравлические или ручные прессы обеспечивают плавную и ровную установку подшипников с минимальным риском повреждения деталей при использовании соответствующей оправки и аккуратности производства работ.
При установке подшипников монтажное усилие должно передаваться только через напрессовываемое кольцо:
- через внутреннее - при монтаже на вал;
- через наружное - при монтаже в корпус;
- на торцы обоих колец - если конструктивно подшипник одновременно монтируется на вал и в корпус.
При установке подшипников усилие запрессовки передается равномерно на всю окружность соответствующего кольца подшипника через специальный монтажный стакан. Если нет такого стакана, то можно использовать ровно отторцованую трубу из незакаленной стали с подходящими внутренним и наружным диаметрами. На свободном конце трубы следует установить заглушку со сферической наружной поверхностью, к которой и надлежит прилагать усилие. Разумеется, внутренняя поверхность трубы должна быть чистой и сухой для исключения попадания загрязнений любого вида в подшипник при выполнении работ.
Внутренний диаметр монтажного стакана (трубы) при установке подшипника должен быть немного больше отверстия кольца подшипника, на которое необходимо прилагать усилие, а наружный диаметр стакана (трубы) - немного меньше внешнего диаметра этого кольца.
Правильная установка подшипника выполняется в следующем порядке:
- посадочные места вала, корпуса и подшипника покрыть тонким слоем рабочей смазки (это может быть так же ЦИАТИМ, ЛИТОЛ или их аналоги);
- определить сторону, которой следует ставить подшипник (по общему правилу сторона, на которой нанесено заводское клеймо, должна быть снаружи);
- приставить монтажный стакан с упором в соответствующее кольцо подшипника;
- ровно по осям взаимно позиционировать сопрягаемую деталь, подшипник, монтажный стакан и рабочую плоскость пресса;
- убедиться в примерном соответствии взаимного положения проточек для подачи смазки в корпусах со смазочными отверстиями в наружных кольцах подшипников (необходимо там, где это предусматривает конструкция подшипникового узла);
- приложить небольшую нагрузку и убедиться в отсутствии перекоса в самом начале монтажа (на перекос укажет заедание подшипника, его нужно устранить);
- приложить достаточное по величине и ходу монтажное усилие, контролируя установку подшипника на место;
- игольчатые роликоподшипники монтировать по сборочным единицам либо на вал, либо в отверстие охватывающей детали;
- для установки игольчатых подшипников в отверстии охватывающей детали использовать монтажную втулку: поверхность отверстия покрыть тонким слоем смазки и вставить втулку (ее диаметр должен быть на 0,1-0,2 мм меньше диаметра шейки вала), а игольчатые ролики последовательно ввести в зазор (последний ролик должен входить свободно с зазором от 0,5 до 1 диаметра иглы), после чего устанавить ограничительные кольца и рабочей осью вытолкнуть монтажную втулку;
- разъёмные наружные кольца сферических подшипников скольжения, скреплённые болтами, устанавливать в исходном состоянии без ослабления затяжки болтов;
- конические роликоподшипники монтировать из отдельных сборочных единиц: внутреннее кольцо с роликами напрессовать на вал, наружное кольцо отдельно установить в корпус, а радиальный зазор между наружным кольцом и роликами отрегулировать (например, прокладками под крышку перед окончательной затяжкой винтов, если иной способ не предусмотрен конструкцией узла);
- в конструкциях с регулируемыми радиально-упорными и упорными шариковыми подшипниками после установки так же нужно произвести регулировку осевой «игры» подшипников;
- регулировка подшипников соответствующих систем производится до достижения параметров, установленных в инструкции на данную машину;
- установить стопорное кольцо, распорную втулку, сальник, прокладку, крышку или закрепить подшипник иным способом, как это предусматривает конструкция;
- завершить монтаж или надежно укрыть подшипниковый узел от попадания на него пыли и иных загрязнений на время до полной сборки.
Установка подшипников, как и указано было выше, выполняется с помощью ручного или гидравлического пресса. В исключительных случаях при отсутствии пресса для монтажа с небольшими натягами подшипников малых размеров допустимо нанесение несильных ударов молотком через монтажную трубу с заглушкой. При этом направление ударов должно максимально точно совпадать с осью напрессовываемого подшипника.
При установке подшипников необходимо тщательно следить за обеспечением равномерного, без перекоса, осевого перемещения напрессовываемого кольца. Перекос при монтаже приводит к образованию задиров на посадочной поверхности и неправильной установке подшипника, что сокращает срок его службы или может закончится повреждением.
Необходимые меры предосторожности для исключения попадания в подшипник загрязнений следует предпринимать на всех этапах: при подготовке подшипника и сопрягаемой детали, при установке и сопутствующих операциях, вплоть до полного окончания работ с собираемым узлом или агрегатом.
Так же необходимо выполнить все сборочные операции с учетом конструктивных особенностей таким образом, чтобы смазка нужного качества была в достаточном объеме, а в процессе эксплуатации не выбрасывалась работающей машиной и самопроизвольно не вытекала. Для этого подшипники качения закрывают крышками или устанавливают уплотняющие устройства - фетровые (войлочные) кольца, манжеты, защитные фланцы, защитные шайбы, лабиринтные уплотнители и т. п. За целостностью и надлежащей установкой этих компонентов следует проследить особо.
И, наконец, квалифицированная установка подшипников с соблюдением соосности, правильной посадкой, и регулировкой является еще одним ключевым фактором беспроблемной эксплуатации и залогом большого ресурса.
Установка подшипника нагревом
Нагрев зачастую значительно облегчает установку подшипников, так как при этом используется свойство металла расширяться при повышении температуры. Установка подшипников крупных габаритов в холодном состоянии невозможна, так как требуемое усилие значительно возрастает с увеличением размеров.
При установке подшипника на вал нагревается сам подшипник, при этом, как правило, достаточно разницы температур от 60 до 80 °C между окружающей средой и нагретым внутренним кольцом.
При установке подшипника в корпус нагреву подвергается последний. Температурная разница при этом находится в прямой зависимости от степени натяга и диаметра посадочного места. Обычно достаточно умеренного нагрева.
Как и в случае с расконсервацией и промывкой, температуру подшипника в любом случае не стоит поднимать выше 120 °C для предотвращения отпуска колец и тел качения с последующим существенным снижением срока службы. Нагрев подшипника так же не должен превышать температурные ограничения для сопряжённых компонентов, таких, например, как неметаллические уплотнения.
Нагрев подшипника производится в масляной ванне или с помощью индукционного нагревателя.
Современные специальные индукционные нагреватели, применяемые для установки подшипников с нагревом, обладают рядом преимуществ:
- быстрый и равномерный разогрев металла;
- защита от перегрева встроенным термостатом;
- автоматическое размагничивание после нагрева;
- неметаллические компоненты подшипника не подвергаются прямому термическому воздействию;
- безопасность выполнения работ.
Встречающиеся рекомендации использовать сильное охлаждение для монтажа подшипников неизбежно приводят к образованию конденсата с риском возникновения коррозии. Поэтому, например, SKF не рекомендует прибегать к такому способу.
Проверка качества установки подшипников
После установки подшипника следует проверить правильность выполненных работ. Если осуществлялся монтаж подшипника нагревом, то проверку необходимо осуществлять после полного охлаждения детали до температуры окружающей среды.
При этом следует:
- проверкой в нескольких точках по окружности убедиться в том, что подшипник вплотную прижат к заплечику: щуп толщиной 0,03 мм (или иного размера, если он установлен производителем) не должен входить между торцами колец подшипника и буртом корпуса механизма или вала;
- проверить легкость вращения подшипника от руки: оно должно быть ровным с равномерным замедлением без местных заеданий и прочих видимых отклонений;
- у шариковых радиальных однорядных подшипников проверить от руки наличие нормального осевой зазора (после охлаждения, если монтаж производился с нагревом): отсутствие качения или малая его величина указывают на недостаточные радиальные зазоры;
- при наличии к тому оснований проверить, чтобы значение радиального зазора в миллиметрах после сборки узла для подшипников, изготовленных с зазорами нормальной группы, не было менее минимально допустимых по ГОСТ 24810 (ориентировочно определяется по формуле Smin = d/3000, где d - номинальный диаметр отверстия подшипника, мм);
- у подшипников с цилиндрическими роликами и без бортов после установки проверить относительное смещение наружного и внутреннего колец в осевом направлении: оно не должно быть более 0,5-1,5 мм для подшипников с короткими роликами и более 1-2 мм - для подшипников с длинными роликами (чем больший размер имеет подшипник, тем ближе возможно смещение к указанным максимальным значениям);
- убедиться в правильности сборки уплотняющих устройств в корпусах (подшипниковых щитах) или кольцевых зазоров в лабиринтовых уплотнениях;
- убедиться в точном соответствии взаимного положения проточек для подачи смазки в корпусах со смазочными отверстиями в наружных кольцах подшипников (там, где это предусматривает конструкция подшипникового узла);
- произвести пробный пуск машины без нагрузки и прослушать работу собранного подшипникового узла с помощью стетоскопа или трубы: подшипники в нормальном состоянии при работе создают тихий, непрерывный и равномерный шум, вибрации и толчки в сборочной единице должны отсутствовать;
- проследить за температурой: в правильно собранном узле подшипник при работе в обычных условиях не должен перегреваться более чем на 30°С относительно температуры окружающей среды.
Для оценки состояния собранных подшипниковых узлов без останова и разборки наилучшие результаты даст применение методов и приборов виброакустической диагностики и приборов для оценки ударной вибрации по методике, изложенной в ГОСТ Р 50891-96 (приложение В).
Если инструментальный контроль не доступен, то при прослушивании следует обратить внимание на следующие явные признаки недостатков выполненных работ и недопустимого состояния подшипникового узла:
- вибрации - при увеличенных зазорах в подшипнике;
- неравномерный громкий шум – сильное повреждение подшипника;
- глухой неравномерный шум, в том числе стучащие звуки - загрязненность подшипника;
- свистящий шум - трения между соприкасающимися деталями, в т.ч. из-за недостаточной смазки;
- звенящий металлический звук - слишком малый зазор в парах трения подшипника;
- равномерный вибрирующий звук - попадание инородных частиц на дорожку качения наружного кольца;
- шум, возникающий время от времени при неизменной частоте вращения - повреждение тел качения;
- шум, проявляющийся при изменении частоты вращения - повреждение колец в результате монтажа или выкрашивания на поверхностях качения.
Причиной повышенной температуры подшипника может быть:
малый зазор в подшипнике;
чрезмерно большой натяг;
отсутствие или недостаток смазки между парами трения;
увеличенное трение из-за износа рабочих поверхностей, взаимного перекоса колец и некоторых иных причин;
комбинация перечисленных выше причин.
Заключение
Правильная установка подшипников требует определенной квалификации в части слесарных навыков, точного измерительного инструмента и специальной оснастки, высокой аккуратности проведения работ с соблюдением установленных правил.
Необходимые меры для исключения попадания в подшипник загрязнений следует предпринимать на всех этапах работ вплоть до полной сборки машины.
Так же необходимо выполнить установку подшипников и все сборочные операции с учетом конструктивных особенностей таким образом, чтобы смазка нужного качества была в достаточном объеме, самопроизвольно не вытекала и не разбрызгивалась.
Подшипники в нормальном состоянии при работе создают тихий, непрерывный и равномерный шум, вибрации, прихваты и толчки в сборочной единице должны отсутствовать, а температура подшипников как правило не должна превышать температуру окружающей среды более чем на 30°С.
Проверки и обслуживание после установки подшипников должны выполняться с учетом рекомендаций производителя.
Производители насосов в своем оборудовании используют большое разнообразие видов и типов монтажа для подшипников, основанное на приложениях и требованиях по нагрузке. На небольших процессных насосах и насосах общего назначения, обычно, можно увидеть один ряд радиальных подшипников и двойной ряд упорных подшипников.
В то время, как машины становятся больше, скорости выше, а радиальные и осевые нагрузки испытываемые валом и подшипниковым узлом растут, производители часто переходят к большим шариковым или роликовым подшипникам и сдвоенным парам радиально-упорных подшипников, чтобы справиться с возросшей нагрузкой. Безусловно, когда поднимается тема о сдвоенных радиально-упорных подшипниках, также поднимается вопрос о том, как их правильно установить.
"СПИНА К СПИНЕ"
Многие производители устанавливают на вал пару радиально-упорных подшипников в конфигурации "спина к спине". Это когда более широкие внешние дорожки соприкасаются друг с другом, а подшипники зафиксированы на валу с помощью стопорной шайбы и контрагайки. Это позволяет радиальному и упорному подшипнику переносить большие осевые нагрузки в обоих направлениях. При обычной установке, когда вы смотрите на подшипники, правильно установленные на валу, вы можете увидеть существенное количество шарикоподшипников с внешней стороны, и как более широкий фланец одного подшипника соприкасается с широким фланцем другого.
"ЛИЦОМ К ЛИЦУ"
Другим, не менее эффективным методом является установка подшипников на валу "лицом к лицу". В этом случае внутренние дорожки удерживаются вместе с помощью стопорной шайбы и контрагайки, но прочная несущая способность такого расположения не реализуется до тех пор, пока не будут зафиксированы внешние дорожки подшипников. Обычно это делается с помощью сепаратора подшипника, хотя иногда для загрузки дорожек подшипника используются пружины. С использованием сепаратора процедура может потребовать прокладок между сепаратором и корпусом подшипника, чтобы установить предварительную загрузку или внутренний рабочий зазор. Если используются пружины, то необходимо использовать те, что имеют правильный коэффициент упругости, а не просто любые пружины. Хоть эта настройка и является более сложной, компоновка "лицом к лицу" может устранить большую несоосность между валом и корпусом и обеспечить при этом радиальные подшипники жесткой несущей способностью, а также долгим сроком службы.
"ТАНДЕМ"
Третий способ заключается в монтировании радиально-упорных подшипников на валу в тандеме. Это когда оба подшипника имеют одно и то же направление. Такое расположение делает очень загруженную компоновку упорного подшипника, но оно не несет никакой радиальной нагрузки и воспринимает осевую нагрузку только в одном направлении. В набор должен быть добавлен третий радиально-упорный или радиальный подшипник, чтобы воспринимать радиальные нагрузки. В сочетании с очень надежным радиальным подшипником, это позволяет переносить максимальные нагрузки в осевом направлении.
Всегда должна приниматься во внимание информация от производителя оборудования, чтобы правильно ориентировать любые составные пакеты подшипников для обеспечения их правильной установки. При правильной установке, данные компоновки обеспечат долгий срок службы. При неправильной, могут привести к поломке почти сразу.
Конструкция подшипниковых узлов должна обеспечить наиболее удобный и производительный монтаж и демонтаж узла, исключающий необходимость подгонки.
Как правило, подшипники с посадочными натягами следует устанавливать (на валу или в корпусе) заранее; соединение узла в целом должно производиться по посадочным поясам, на которых имеются зазоры.
Посадки с натягом одновременно на валу и в корпусе усложняют сборку.
Посадки с зазором и переходные целесообразно дополнять осевой затяжкой обойм.
Рассмотрим основные приемы сборки для простейшего случая установки концевого подшипника с фиксацией его на валу и в корпусе с помощью кольцевых стопоров.
Осевая сборка
Способ 1 . Установка в корпус вала с заранее посаженным на нем подшипником (рис. 798, а).
Подшипник предварительно надет на вал и зафиксирован с одной стороны буртиком, с другой — кольцевым стопором 1.
Вал вместе с подшипником вводят в корпус (вид б) до упора в кольцевой стопор 2, предварительно установленный в корпусе, после чего узел замыкают стопором 3, заранее заведенным за подшипник.
Этот способ наиболее правилен, если подшипник сажают на вал с натягом, а в корпус — по посадке Н7, и применим также, когда подшипник сажают на вал и в корпус по посадкам h6 и Н7.
Способ нецелесообразен, если подшипник устанавливают в корпусе с натягом. Здесь сила запрессовки передается телами качения. Операция запрессовки осложняется необходимостью манипулировать с двумя деталями — валом и корпусом, которые могут иметь большие габариты.
Способ 2 . Установка вала в подшипник, заранее посаженный в корпус (рис. 798, б).
Подшипник предварительно устанавливают и фиксируют в корпусе стопорами 4, 5. В отверстие подшипника вводят вал и фиксируют стопором 6.
Этот способ является наиболее правильным, когда подшипник устанавливают в корпусе с натягом, а на валу — по посадке h6, и применим также, когда подшипник сажают на вал и в корпусе с зазором.
Способ нецелесообразен, если подшипник установлен на валу с натягом.
Способ 3 . Установка подшипника одновременно на вал и в корпус (рис. 798, г).
Вал, поддерживаемый другим подшипником (на рисунке не показан), устанавливают в корпус до совмещения посадочных поверхностей на валу и в корпусе. В кольцевое пространство между валом и корпусом вводят подшипник. Сборка заканчивается установкой замыкающих стопоров.
Способ применим, если подшипник установлен на валу и в корпусе с зазором, ограниченно применим, если одна из посадок (на валу или в корпусе) с зазором, и неприменим, если подшипник установлен с натягом на валу и в корпусе.
Радиальная сборка
Вал с заранее установленным и зафиксированным подшипником (вид д) укладывают в нижнюю половину разъемного корпуса и накрывают верхней половиной. Подшипник фиксируют в корпусе чаще всего заплечиками.
Возможны любые типы и сочетания посадок на валу и в корпусе. Обычно применяют установку в корпус по посадкам с зазором, по переходным посадкам или на посадках с небольшим натягом. Применение посадок с большим натягом затруднено ввиду необходимости обеспечить точное совпадение плоскостей разъема с центром подшипника и опасности перетяжки подшипника при ошибочном смещении плоскости разъема относительно центра подшипника.
Монтаж парных установок
Рассмотрим установку вала-шестерни с затянутыми на нем через дистанционную втулку подшипниками (рис. 799, а). Вал фиксируется в корпусе крышкой 1 и кольцевым стопором 2, установленным в канавке наружной обоймы малого подшипника.
Способ 1 . Установка в корпус вала с заранее посаженными на нем подшипниками (вид б).
Вал в сборе с подшипниками вводят в корпус и фиксируют стопорным кольцом 2 и привертной крышкой 1. Важно, чтобы первый (по ходу монтажа) подшипник заходил в свое посадочное отверстие раньше, чем втором подшипник в свое. Иначе вал может перекоситься, и сборка станет невозможной.
Посадка подшипников на вал при этом способе может быть любой. Посадка подшипников в корпус — предпочтительно переходная или с незначительным натягом.
Способ 2 . Установка вала в подшипники, заранее посаженные в корпус (вид в).
Подшипники предварительно устанавливают в корпус с заведенной между ними дистанционной втулкой. Крайний подшипник фиксируют в корпусе кольцевым стопором 2 и крышкой 1, после чего в отверстия подшипников вводят вал. Сборка завершается затяжкой гайки 3 вала.
Передний (по ходу монтажа) посадочный пояс вала должен заходить в отверстие своего подшипника раньше, чем второй посадочный пояс в отверстие своего.
Посадка подшипников в корпус может быть любой (плавающий правый подшипник, разумеется, должен быть установлен по посадке не выше Js7). Посадка подшипника на вал — g6 или h6. Сборка по этому способу сложнее, чем по способу 1. Особенно затрудняет сборку необходимость предварительной установки дистанционной втулки при монтаже подшипников в корпус.
Способ 3 (смешанный). На вал (вид г) заранее устанавливают задний (по ходу монтажа) подшипник и дистанционную втулку, а в корпус устанавливают фиксирующий подшипник.
Вал вводят в корпус, причем хвостовик вала входит в отверстие фиксирующего подшипника. а задний подшипник — в посадочное гнездо корпуса. Сборка завершается затяжкой гайки вала.
Посадки заднего подшипника на вал и фиксирующего подшипника в корпус могут быть любыми. Посадка фиксирующего подшипника на вал — g6 или h6. Посадка заднего подшипника в корпус должна быть G6, Н6 или Js6.
Способ монтажа тесно связан с системой крепления подшипников, с конструкцией и расположением элементов, фиксирующих подшипники на валу и в корпусе (рис. 800). Система (а) крепления подшипников допускает применение только способа 1, система (б) — способа 2, система (в) — способа 3, системы (г, д) — способов 2 и 3. Конструкция (е) допускает применение любого из трех способов.
Таким образом, существует тесная взаимосвязь между системой крепления подшипников и системой посадок на валу и в корпусе.
Условия сборки и выбранный наиболее удобный и производительный способ сборки определяют систему крепления подшипников и допустимые посадки подшипников на вал и в корпус, которые могут и не совпадать с посадками, необходимыми по условиям надежной работы узла.
Если же исходить из условий работы узла и назначить оптимальные для данных условий посадки, то это определит систему крепления подшипников и способ сборки, который в данном случае может быть и не самым удобным и производительным.
Практически часто приходится выбирать вариант, обеспечивающий соблюдение важнейших условий правильной работы узла и не слишком усложняющий сборку.
Облегчает сборку введение осевой затяжки подшипников на валу и в корпусе. Силовая затяжка вполне заменяет посадки с натягом и позволяет применять более свободные посадки без ущерба для работоспособности узла и при более удобной сборке.
Самоустанавливающиеся подшипники применяют, когда:
1) технологически невозможно обеспечить полную соосность опор (опоры, расположенные в различных корпусах или в частях корпусов, недостаточно точно зафиксированных одна относительно другой);
2) корпусные детали нежесткие и деформируются под действием рабочих сил (тонкостенные корпуса, например, корпуса из листовых материалов);
3) вал вследствие недостаточной жесткости или больших действующих на него радиальных сил деформируется под нагрузкой (длинные валы с не вполне отбалансированными роторами).
Применение жестких подшипников в подобных случаях нередко приводит к защемлению тел качения, односторонней нагрузке на подшипник, во много раз превышающей рабочие нагрузки, и вызывает быстрый износ и выход подшипников из строя. Особенно резко выражены эти явления в подшипниках, в которых по форме тел качения и беговых дорожек не обеспечивается самоустановка (роликовые подшипники с цилиндрическими и коническими роликами). Шариковые подшипники несколько лучше компенсируют перекосы вследствие имеющегося у них углового зазора.
Применение самоустанавливающихся подшипников целесообразно и в тех случаях, когда нет видимых источников перекосов и несносности. Производственные неточности, погрешности монтажа, трудноучитываемые тепловые деформации системы — все это может создать в подшипниках местные нагрузки, от которых можно избавиться приданием подшипникам свободы установки.
Самоустанавливаемость является действенным средством повышения надежности тяжелонагруженных и быстроходных подшипников качения.
Однорядные шариковые подшипники со сферической рабочей поверхностью наружной обоймы (рис. 801, а) сейчас почти не применяют, так как подшипники этого типа отличаются пониженной несущей способностью, склонностью к защемлению шариков при приложении осевой нагрузки и недостаточно точной фиксацией вала в осевом направлении.
По тем же причинам редко применяют однорядные роликовые подшипники с бочкообразными роликами (вид б). Наиболее распространенный тип самоустанавливающегося подшипника — двухрядный шариковый подшипник с шахматным расположением шариков (вид в).
По форме дорожки качения эти подшипники мало приспособлены к восприятию осевых нагрузок. Повысить осевую несущую способность можно путем разноса шариков, сопровождающегося переходом поверхностей контакта на участки сферы, расположенные под большим углом к поперечной плоскости симметрии (вид г).
Самоустанавливающиеся роликовые подшипники выполняют в виде двухрядных подшипников с бочкообразными роликами (вид д).
Сфероконические самоустанавливающиеся подшипники применяют в одиночной установке (вид е) как упорные, а в парной установке (вид ж) — как радиально-упорные. Для правильной работы спаренных установок необходимо точно выдерживать расстояние между подшипниками, обеспечивая совпадение центров сферических поверхностей качения.
Предпочтительнее установка стандартных подшипников в сферические корпуса (рис. 802). Способ применяют, как правило, для многоопорных установок (с двумя и большим числом подшипников). Ограничений в типе подшипников нет.
В таких установках тела качения работают в условиях чистого качения, тогда как у самоустанавливающихся подшипников при перекосах происходит периодическое (при больших частотах вращения — высокочастотное) перемещение тел качения по сферической поверхности (скобление), сопровождающееся усиленным износом.
Отношение диаметра сферы к наружному диаметру подшипников в парных установках делают равным D сф /D = 1,25—1,3 (вид а). Это соотношение обеспечивает благоприятную ориентацию несущих поверхностей сферы относительно осевой и радиальной нагрузок. При больших осевых нагрузках отношение D сф /D повышают до 1,4—1,5 для увеличения высоты h несущей части сферы (вид б).
При повышенной осевой нагрузке одностороннего действия сферу делают асимметричной (вид в), развивая ее несущую поверхность h.
Для обеспечения самоустанавливаемости необходим подвод смазки (предпочтительно под давлением) к сферическим опорным поверхностям. В труднодоступных местах применяют твердые смазочные материалы.
«Подшипник» расшифровывается как подкладка под шип (ось), и когда-то его предназначением было уменьшать трение между осью и колесом кареты. Сегодня первое, что приходит на ум при упоминании о подшипнике - два кольца с шариками между ними. Но есть множество видов подшипников - и роликовые конические, и поворотные, и подшипники скольжения (последние по конструкции напоминают ту самую «подкладку под шип» и применяются главным образом в двигателе - в сопряжении с коленвалом). Но сегодня мы остановимся на тех, что чаще всего выходят из строя на мотоцикле, и которые в принципе можно поменять самостоятельно. А порой в дороге другого выхода и нет!
Самые незащищенные в мотоцикле - подшипники колес. При проезде луж и бродов ступица охлаждается и туда стремится попасть вода. Помогают этому процессу и хозяева техники, которые промывают труднодоступные места мотоцикла струей воды под давлением. Если вы ездите по бездорожью, то нередко на ось наматывается трава, отжимая сальники и опять же открывая путь к подшипникам грязи и влаги. Да и дорожная пыль потихоньку точит резину и сталь, прорываясь внутрь. Главный признак износа колесных подшипников - люфт, который легко оценить, покачав вывешенное колесо в поперечном направлении. Вой же такого подшипника, как правило, заглушается шумами двигателя и трансмиссии.
Кстати, на части эндуро сальники установлены пружинками наружу - считается, что так они лучше перекрывают путь воде при возникновении разрежения в ступице. Чтобы колесные подшипники служили долго, следите за состоянием защитных уплотнений. Раньше всего уплотнения в колесах выходят из строя на мотоциклах для бездорожья, поэтому их владельцам стоит уделять особое внимание их состоянию и своевременно заменять на новые. При этом не поленитесь и осмотрите сопряженные поверхности втулок. Изношенный металл (а его быстро и неотвратимо продирают пружинки изношенных сальников) тут же испортит новый сальник. Незначительные дефекты можно попытаться заполировать, но лучше всего заранее, до замены подшипников, заказать новые втулки взамен изношенных, иначе придется вскоре снова покупать комплект - подшипники, сальники, втулки. Не менее важно соблюдать аккуратность при замене колес и следить, чтобы на вынутые на время ось и втулки не налипали пыль или песок. Необходимое количество смазки на колесной оси также жизненно необходимо для нормальной работы узла. Обычно для смазывания осей мотоцикла рекомендуются консистентные смазки с алюминиевым или медным наполнителем.
Какой подшипник лучше - открытый или закрытый? Теоретически, конечно, закрытый. Но практически, коли уж под уплотнения попала вода, она оттуда выйдет только в виде ржавчины. В качестве оригинала иногда идут полуоткрытые подшипники, их устанавливаем уплотнениями в сторону сальников. Выбирая подшипники, иногда можно почувствовать небольшой люфт. Не удивляйтесь, при запрессовке в ступицу он должен исчезнуть. А вот если подшипник с трудом надевается на ось колеса - дело неладно. Как правило, это означает, что подшипник - «левый».
Менять всегда нужно все подшипники колеса (два или три) - для надежности. Ведь износ прогрессирует очень быстро. Для замены советую воспользоваться правильным инструментом. Ведь классический метод выбивания подшипника молотком и длинным бородком не всегда оптимален. Подшипники не любят ударных нагрузок, особенно не распределенных по всей площади обоймы. Попавшие под удар шарики оставляют на теле подшипника вмятины, которые в будущем приведут к гибели детали. Но даже если вы не собираетесь устанавливать этот подшипник обратно, при выбивании можно повредить посадочные поверхности, и новый подшипник не будет сидеть с нужным натягом. К тому же конструкция некоторых колес просто не позволяет извлечь подшипник таким образом. Поэтому для извлечения подшипников применяют специальный съемник:
Такой инструмент есть в каждой правильно оборудованной мастерской. Перед извлечением подшипника необходимо тщательно очистить поверхности вокруг, чтобы грязь, остатки старой смазки с песком или окислившийся алюминий не помешали подшипнику выйти. На некоторых мотоциклах (где посадка подшипника плотнее обычной) рекомендуется нагреть ступицу до 100°С.
Для запрессовки нового подшипника можно использовать и молоток. Но только в сочетании с оправкой диаметром на полмиллиметра меньше внешней обоймы подшипника. Ей может стать, например, отслужившая торцевая головка. Главное, чтобы нагрузка приходилась только на внешнюю обойму. Более цивилизованный, но не всегда более эффективный инструмент - приспособление, состоящие из дисков разнообразного диаметра и длинной резьбовой шпильки. При помощи диска нужного диаметра любой подшипник можно аккуратно запрессовать на место. Оба способа требуют большой аккуратности в самом начале процесса, когда подшипник только слегка зашел внутрь ступицы. Внешняя обойма подшипника должна заходить в посадочное отверстие без перекоса. Если же подшипник все-таки отклонился от нужного направления, его можно направить очень легкими ударами киянки. И еще, перед тем как запрессовать подшипник, обязательно слегка смажьте посадочное место и внешнюю грань подшипника моторным маслом. После установки подшипников убедитесь, что они свободно вращаются.
Случается, что внутренняя распорная втулка в ступице
на долю миллиметра длиннее, чем нужно, в результате внутри подшипника возникает излишнее трение и подшипник проворачивается с трудом. Чтобы исправить такую ситуацию, необходимо слегка ослабить посадку подшипника, сдвинув его наружу. При сборке колеса уделяйте особое внимание внешним втулкам между подшипниками и перьями вилки. Если одну из этих втулок забыть или перепутать их местами, вся система будет работать неправильно, что может привести не только к скорому износу деталей, но и к падению.
Нередко приходится заниматься и подшипниками рулевой колонки. Главное - своевременно их подтягивать, не давая ему люфтить. В рулевых колонках современных мотоциклов часто встречаются упорные шариковые подшипники, прежде всего выдерживающие нагрузки, направленные параллельно оси рулевой колонки. Если в таком подшипнике появляется люфт, его начинает быстро разбивать. Поначалу появляется легкий щелчок в момент торможения, но если ситуацию вовремя не исправить, руль начнет хуже вращаться и может заклинить в самый неподходящий момент. Чтобы подтянуть рулевой подшипник, прежде всего необходимо найти гайку, которая его удерживает. Как правило, она располагается под верхней траверсой и иногда бывает законтрена второй такой же. Нередко эти гайки имеют корончатый венец и требуют специального ключа. Мотоцикл нужно поставить так, чтобы переднее колесо висело в воздухе и руль свободно вращался. Снять верхнюю траверсу и начать понемногу закручивать гайку подшипника, при этом проверяя легкость вращения системы. Как только появится усилие при вращении, перестаем затягивать гайку и отворачиваем ее обратно примерно на четверть оборота. Руль должен вращаться свободно, а люфт при этом исчезнуть.
Важный момент: если щелчки из рулевой колонки появились на совсем новом мотоцикле, возможно, что подшипник при сборке на заводе не сел до конца в свои посадочные места. В таких случаях полезно затянуть его сначала с достаточно большим усилием, около 25–30 Нм, а уже потом ослабить и проделать описанную выше процедуру.
Замена рулевых подшипников - задача порой непростая и требует хорошего оборудования и навыков. И если с колесными подшипниками еще можно справиться в условиях гаража, то для работы с рулевыми подшипниками без правильного оборудования не обойтись. Ездить с изношенными подшипниками - неважно, колес или рулевой колонки - опасно!
В каждом мотоцикле множество других узлов, где работают подшипники, но большинство из них находится в двигателе, и благодаря отличной смазке и чистоте служат они долго и замены не требуют. А если уж случилось так, что из строя вышел один из подшипников двигателя или коробки передач, значит, на то была очень серьезная причина (как правило, проблема с системой смазки) и одной заменой подшипника дело не закончится. Но не будем о грустном. Ведь если регулярно следить за мотоциклом и правильно его обслуживать, ничего плохого с ним не случится.
Замена колесных подшипников (на примере Suzuki DR-Z 250):
Замена и регулировка подшипников рулевой колонки (на примере BMW G 650 GS):