Сборка узлов с подшипниками качения

Подшипники качения делятся:

• по форме тел качения – на шариковые и роликовые с цилиндрическими (короткими и длинными), витыми, игольчатыми, бочкообразными и коническими роликами;
• по числу рядов тел качения – на одно-, двух- и четырехрядные;
• по способу компенсации перекосов вала – на самоустанавливающиеся и несамоустанавливающиеся;
• по способности воспринимать нагрузку преимущественно того или иного управления – на радиальные, радиально-упорные и упорные;
• по габаритам при одинаковом внутреннем диаметре – на серии: сверхлегкую, особо легкую, легкую, среднюю и тяжелую;
• по ширине подшипника – на узкие, нормальные, широкие и особо широкие.

Подшипники качения сопрягаются по двум посадкам – внутреннего кольца с валом и наружного кольца с корпусом. При напрессовке внутреннего кольца на вал и запрессовке наружного кольца подшипника в корпус уменьшается радиальный зазор в подшипнике. Поэтому при постановке подшипника важно соблюсти величину натяга. Чрезмерный натяг может привести к защемлению шариков или роликов.

Для равномерного износа беговой дорожки наружного кольца его устанавливают в корпус с посадкой, дающей возможность кольцу проворачиваться в корпусе в процессе работы.

При установке подшипников качения необходимо соблюдать следующие основные правила.

Посадочные поверхности подшипников качения не должны иметь задиров и следов коррозии. Рабочие поверхности внутренних и наружных колец подшипников (беговые дорожки) должны быть чистыми, гладкими, без трещин, вмятин, волнистости, шелушения и задиров. Не допускается установка подшипников с цветами побежалости на беговых дорожках.

Допускается удаление следов коррозии с монтажных поверхностей подшипников зачисткой наждачным полотном с последующей притиркой участков пастой.

Не допускается очистка беговых дорожек, шариков и роликов от коррозии наждачным полотном. Коррозионные пятна можно удалять с беговых дорожек, шариков и роликов порошком окиси хрома, разведенным в чистом минеральном масле. Для этого места, подвергшиеся коррозии, натирают сукном или войлоком, смазанным указанной смесью, до полного удаления ржавчины, после этого подшипник тщательно промывают.

При установке шарико- и роликоподшипников необходимо:

• тщательно промыть подшипник в керосине или дизельном топливе, высушить и смазать тонким слоем масла;
• перед установкой подшипников посадочные поверхности сопрягаемых деталей тщательно промыть, насухо протереть и смазать тонким слоем масла. Не допускаются на посадочных поверхностях и заплечиках вала и корпуса заусенцы, забоины и коррозионные налеты. Если подшипник фиксируется гайкой (рис. 14.5), необходимо предварительно навернуть ее 1–2 раза на резьбу для удаления слоя металла, который снимается гайкой и может попасть в подшипник;
• перед напрессовкой на вал подшипники, имеющие посадку с натягом, нагревать в водомасляной ванне в течение 15–20 мин до температуры 90–100 °C;
• при напрессовке подшипника на вал усилие прикладывать к его внутреннему кольцу, а при запрессовке в гнездо – к наружному. При напрессовке и запрессовке подшипников следует пользоваться прессом, винтовым приспособлением или наставкой (монтажным стаканом). Не допускается напрессовка и запрессовка шарико- и роликоподшипников ударами молотка по подшипнику, напрессовка и запрессовка подшипников с перекосом;
• напрессовывать подшипник до упора в стопорное кольцо или заплечики вала и запрессовывать до упора во внутренний торец гнезда;
• непосредственно после установки подшипника смазать его маслом, применяемым для смазки подшипника в процессе эксплуатации. Не допускается трение вращающегося кольца подшипника о неподвижную маслоотражательную шайбу.

Рис. 14.5. Схемы монтажа подшипников качения:

а – при помощи подкладного кольца; б и в – при помощи монтажной трубы; г – при помощи специальной оправки; д – при помощи гайки.

Собранный подшипник должен работать без повышенного шума, стуков и нагрева колец. Подшипник, напрессованный на вал или запрессованный в гнездо, должен вращаться без заедания.

Посадочные места под подшипники после восстановления должны иметь нормальные размеры, а овальность и конусообразность их не должны превышать допустимых величин. В случае ослабления посадки не допускается кернение посадочных мест под подшипник.

Уплотняющие устройства подшипниковых узлов

Уплотняющие устройства служат для защиты подшипника от пыли, грязи, металлической стружки, опилок, влаги и пр., а также от утечки из него смазки. В случае применения пластичного смазочного материала уплотнение защищает подшипниковый узел от попадания в него масла из корпуса.

Основные типы уплотняющих устройств.

1. Войлочные и фетровые кольца (рис. 14.6, а) прямоугольного сечения. Внутренний диаметр кольца равен диаметру вала, наружный– диаметру канавки, ширина кольца для валов диаметром 10–35 мм – 6 мм, 40–70 мм – 9 мм, 75–110 мм – 12 мм. Кольцо, деформируясь в канавке крышки или корпуса, прижимается к валу и уплотняет узел.

Применяются преимущественно при пластичном смазочном материале и, реже, при жидком, допуская окружную скорость до 7–8 м/с при полированной и до 4 м/с при шлифованной поверхности вала, надежны против пыли и грязи, но менее надежны против вытекания масла. Шероховатость поверхности вала под уплотнением должна быть Ra = 0,8–0,4 мкм.

Имеют место конструкции с несколькими кольцами (рис. 14.6, б) и с подтяжкой кольца гайками (рис. 14.6, в), дополнительными крышками, пружинами. Монтаж колец ведут с помощью конусных оправок, предварительно пропитав кольцо горячим минеральным маслом.

Рис. 14.6. Уплотняющие устройства подшипниковых узлов

2. Манжетные уплотнения. Имеют различные конструкции с употняющим элементом из кожи, резины или синтетических материалов, закрепленным в металлическом корпусе (рис. 14.6, г), или армированные металлическим каркасом (рис. 14.6, д). В зависимости от предпочтительности защиты от пыли или от утечки смазочного материала манжету устанавливают уплотняющей кромкой к подшипнику или наоборот.

Допускаемая окружная скорость зависит от материала манжеты и составляет обычно 10 м/с, хотя может достигать 20 м/с. Допускаемое избыточное давление – 0,05 МПа. Шероховатость поверхности вала под уплотнением Ra – 0,40–0,20 мкм, желательно полирование. Предельное радиальное биение при частоте вращения вала до 500 об/мин – 0,20 мм, 500– 1500 об/мин – 0,15 мм, 1500–4000 об/мин – 0,08 мм.

При монтаже манжеты на валу следует использовать манжетную втулку, если на валу отсутствует заходная фаска или если манжета при установке проходит через шлицы, резьбу, пазы и т. д. (рис. 14.7, а). Запрессовывать манжеты в посадочное отверстие следует с помощью специальной оправки (рис. 14.7, б).

Рис. 14.7. Установка манжет

3. Лабиринтные уплотнения (рис. 14.6, в). Имеют вращающуюся вместе с валом втулку с выступами, заходящими во впадины неподвижной крышки или корпуса. Образующийся зазор (в радиальном направлении – 0,2–0,5 мм, в осевом–1,0–2,5 мм) сложной формы за счет затекающего в него и удерживающегося там смазочного материала уплотняет узел. Применяются при всех видах смазки и любых окружных скоростях. Отсутствуют потери на трение, износ деталей уплотнения.

4. Кольцевые проточки (три или четыре) в крышке (рис. 14.6, ж) радиусом 1,5–2,5 мм в зависимости от диаметра вала.

5. Смазочный материал. Попадая в канавки, он удерживается в них и уплотняет узел.

6. Защитные шайбы, точеные или штампованные. При пластичном смазочном материале чаще ставятся между подшипником и корпусом (рис. 14.6, з), а при жидком – между подшипником и валом (рис. 14.6, и, к). Для лучшего уплотнения на точеной шайбе могут выполняться треугольные проточки. Служат для удержания масла защиты от загрязнения, а также для предохранения от попадания в подшипник излишнего смазочного материала.

7. Маслоотбойные кольца и канавки. Применяются при жидком смазочном материале и высоких окружных скоростях (более 6 м/с). На валу ставится разрезное или цельное кольцо (рис. 14.6, л, м), выполняется выступ заодно с валом (или протачиваются канавки) (рис. 14.6, н, о). Центробежная сила отбрасывает масло с выступающих гребней вала в кольцевую канавку крышки, откуда оно через отверстия стекает в корпус. Применение колец или выступа на валу требует разъемной конструкции крышки.

8. Подшипники, изготовленные заодно с одной или двумя защитными шайбами, предохраняющими подшипник от загрязнения и удерживающими смазочный материал (в случае нежелательности установки уплотнительных устройств вследствие ограничения габаритов или неудобств обслуживания). Подшипник с двусторонним уплотнением заполняется на заводе-изготовителе пластичным смазочным материалом.