Монтаж подшипников качения – особенности технологического процесса
Для надежной, длительной и эффективной работы подшипников, используемых в разных узлах и агрегатах, важно обеспечить их правильный подбор. Но не менее ответственной задачей является монтаж подшипников качения, позволяющий полностью использовать заложенные конструкторами возможности деталей крепления.
По подсчетам специалистов не менее 30% причин, приводящих к преждевременной поломке подшипников, заключаются в нарушении правил монтажа. Не меньший вред приносит пренебрежение обслуживанием подшипникового узла. Полученные знания, подкрепленные практикой, помогут выполнять установку и замену шариковых или роликовых подшипников (качения или скольжения) быстро и с гарантией качества.
Общие правила подготовки подшипников к монтажу
Установку новых деталей следует осуществлять в хорошо освещенных сухих помещениях, где нет повышенной влажности, загрязнений и пыли. Важно обеспечить чистоту всех элементов, задействованных в технологическом процессе. Правильно надеть и закрепить подшипник на штатном месте поможет выполнение следующих правил:
- На подготовительном этапе необходимо заранее приобрести и сложить в одном, удобном для работы месте, все необходимое – оборудование, инструменты, расходные материалы и пр.
- Изучение технической документации – этап, которым, к сожалению, многие пренебрегают. Это неправильно, даже в том случае, если у мастера есть соответствующий опыт. У каждого липа и марки подшипника имеются свои конструктивные особенности и характерные отличия.
- Перед началом монтажа подшипников качения следует тщательно осмотреть корпусные детали, валы на предмет отсутствия каких-либо дефектов, а также следов загрязнений. Особое внимание – к резьбовым соединениям, каналам и прочим труднодоступным местам, которые могут стать местом скопления застарелой смазки, металлической стружки.<
- В процессе монтажа, при последовательном выполнении определенных технологических операций необходимо периодически контролировать параметры монтажа, соблюдая температурный режим эксплуатации.
Основные способы монтажа подшипников
Установка новых деталей на штатное место может осуществляться с применением разных инструментов и техник. Все возможные способы условно можно разделить на 3 большие группы:
- Механический;
- Гидравлический;
- Нагрева.
Рассмотрим особенности каждого из вариантов:
Механический метод монтажа подшипников
Данная методика подойдет для запрессовки на вал или внутрь корпуса агрегата небольших по размерам подшипников с отверстием цилиндрической или конической формы. В первом случае специалисты используют различные механические приспособления, в том числе, ударный монтажный инструмент. Если нужно выполнить монтаж большого количества подшипников качения (например, сборка на конвейере), рекомендуется применять специальный пресс, механический или гидравлический.
Иначе устанавливаются компактные подшипники с цилиндрическим отверстием. Они крепятся на соответствующее коническое посадочное место и фиксируются с помощью стопорного кольца или гайки. Возможен иной вариант – установка на цилиндрическую шейку вала с использованием адаптационной посадочной втулки.
В любом из вышеперечисленных вариантов важно соблюдать одно единое для всех требование: категорически запрещается бить по корпусу подшипника какими-либо твердыми предметами или ударным инструментом.
Гидравлический метод установки
Преимущественно применяется для установки на штатные места подшипников среднего и крупного размеров. Для выполнения работы на высоком качественном уровне, быстро и безошибочно, используются следующие инструменты и приспособления:
- Гидравлические гайки;
- Гидронасосы;
- Инжекторы для обеспечения гидрораспора.
Монтаж подшипников может осуществляться на коническую шейку вала, стяжную или закрепительную втулки.
Четкое соблюдение всех последовательных операций (в соответствии с технологической картой) гарантирует точность установки подшипника с минимальными усилиями, а также длительную и эффективную работу узла качения. Корректное использование специального оборудования обеспечивает подачу масла под давлением, в результате чего на поверхности между внутренним кольцом подшипника и посадочным участком вала создается тонкая прочная маслянистая пленка. Она сводит к минимуму трение между монтажными поверхностями.
Метод теплового нагревания
Нагрев изделия обеспечивает тепловое расширение металла. В результате, диаметр подшипника увеличивается, что и облегчает его установку на штатное место. Для нагревания используются самые разные устройства и приспособления, от электроплит и индукционных нагревателей до специальных нагревательных шкафов (подходят для серийного применения) и масляных ванн.
Использование данной технологии имеет одну опасную сторону: необходимость осуществления строгого температурного контроля. Не допускается перегревать открытые подшипники выше 120°С, а изделия со встроенными уплотнениями разрешено нагревать только до 80°С.
Посадки подшипников на вал и в корпус
Точно и надежно закрепить внутреннее кольцо подшипника на валу можно только за счет выполнения соответствующей посадки. Важно правильно подобрать подходящий вариант посадки, учитывая следующие показатели:
- тип подшипника и его размер;
- условия, в которых будет протекать эксплуатация узла;
- нагрузочные параметры и величины;
- класс точности подшипника;
- уровень нагрузки, выпадающей на статичные элементы.
В процессе эксплуатации неподвижных колец на них могут воздействовать 2 вида нагружения: циркуляционное (местного характера) и колебательное. Чтобы обеспечить качественную установку подшипника качения посадка колец осуществляется с использованием разных систем. Для внутреннего кольца подшипника применяется система отверстия, а для наружного – вала. Такая последовательность сборки обеспечит гарантированный натяг. Нельзя допустить ослабления узла, так как это неизменно приведет к проскальзыванию вала в процессе работы, повышению температуры и последующего выхода детали из строя.
Как устанавливаются конические роликоподшипники
У конического роликового подшипника имеются свои конструктивные особенности, которые должны быть учтены при монтаже. Здесь сепаратор шире наружных колец и это необходимо учитывать при установке смежных деталей (например, шлицевых гаек). Проблема решается путем установки дистанционной втулки между торцами внутренних колей подшипника и гайки.
Порядок регулировки зазоров в подшипниках
Надежность, четкость и долговечность работы всего механизма достигается не только правильной установкой, но и точной регулировкой зазоров. Тем более, что в процессе эксплуатации узла величины зазоров могут меняться. Различают следующие виды зазоров:
|
Наименование зазора |
Момент |
|
Начальный |
Фиксируется перед монтажом |
|
Посадочный |
После установки на штатное место |
|
Рабочий |
В процессе эксплуатации |
Чаще всего возникает необходимость в регулировке зазора при непосредственной эксплуатации узла. Такой подход помогает компенсировать увеличение зазора, возникающее при износе деталей.
Величина зазора (и, соответственно, необходимость его регулировки) зависит от различных факторов:
- конструкция подшипника и его размеры;
- предельно допустимые значения температуры во время работы;
- жесткость опор;
- -точность изготовления посадочных мест.
Поэтому для каждого узла величина осевого зазора рассчитывается индивидуально.
Технология дуплексации (парная установка)
В некоторых видах высокотехнологичного оборудования, точных приборов и т.п. недопустимо появление минимальной вибрации валов даже при наличии правильных зазоров и отсутствии износа. Проблему решают в процессе монтажа посредством создания предварительного натяга. В этом случае приложенная осевая нагрузка способствует появлению начальной упругой деформации, как следствие, исчезновению осевых зазоров.
Одним из наиболее эффективных способов формирования предварительного натяга является дуплексация подшипников, включающая в себя правильный подбор комплекта шарикоподшипников (радиально-упорных) и доработку посадочных поверхностей.
Монтаж дуплексированных подшипников рекомендуется выполнять с учетом следующих требований:
- Правильный подбор пары с максимально сходными параметрами;
- Установка внутренних колец с учетом максимумов и минимумов радиального биения, направленных в противоположные стороны;
- Равно направленность максимумов радиального биения при установке наружных колец.
Особенности монтажа игольчатых подшипников
Качественную сборку узла можно осуществить с применением вспомогательных втулок, а на поверхности дорожек качения необходимо обеспечить наличие тонкого слоя специальной консистентной мази. Специальная вспомогательная втулка вводится в получившееся отверстие и к ее торцу монтируют основной вал. Использование вспомогательной втулки помогает удерживать иглы подшипника в заданном положении при монтаже. В некоторых случаях, для точной посадки потребуется использовать специальные приспособления. Нельзя применять ударные методы монтажа, так как это приведет к деформации и повреждению подшипника.
