Подшипники

Подшипники
Основные понятия, допуски и
посадки
ПОДШИПНИКИ СКОЛЬЖЕНИЯ
•
•
•
•
•
•
Подшипники
скольжения имеют следующие
преимущества:
допускают высокую скорость
вращения;
позволяют работать в воде, при
вибрационных и ударных
нагрузках;
экономичны при больших
диаметрах валов;
возможность установки на
валах, где подшипник должен
быть разъемным (для
коленчатых валов);
допускают
регулирование различного зазор
а и, следовательно, точную уста
новку геометрической оси вала.
В зависимости от конструкции, окружной скорости
цапфы, условий эксплуатации трение скольжения
бывает:
• жидкостным, когда поверхности вала и подшипника
разделены слоем жидкого смазочного материала,
непосредственного контакта между этими
поверхностями либо нет, либо он происходит на
отдельных участках;
• граничным – поверхности вала и подшипника
соприкасаются полностью или на участках большой
протяженности, причем смазочный материал в виде
тонкой пленки;
• сухим – непосредственный контакт поверхностей вала и
подшипника по всей длине или на участках большой
протяженности, жидкостной или газообразный
смазочный материал отсутствует;
• газовое – поверхности вала и подшипника разделены
слоем газа, трение минимально.
Основные термины
Основные термины
• 1
цилиндрический
роликоподшипник
• 2
шарикоподшипник с
четырехточечным контактом
• 3
корпус
• 4
вал
• 5
заплечик вала
• 6
диаметр вала
• 7
торцовая шайба
• 8
манжетное уплотнение вала
• 9
дистанционное кольцо
• 10 диаметр отверстия корпуса
• 11 отверстие корпуса
• 12 крышка
• 13 стопорное кольцо
Вращающиеся детали современного оборудования (валы,
оси) устанавливаются на специальные опоры –
подшипники. Наиболее распространенным видом
подшипников являются подшипники качения
• Широкое распространение подшипники качения
получили благодаря преимуществам:
1. малые потери на трение (коэффициент трения
лежит в пределах 0.001…0.01);
2. практически одинаковый момент при страгивании
с места и установившемся режиме работы;
3. малые габаритные размеры;
4. малый расход смазочного материала;
5. при правильно подобранной смазке не требуют
особого внимания и ухода.
Классификация и типовая
конструкция подшипника качения
• может производиться по
различным критериям,:
• по виду тел качения –
шариковые и роликовые;
• по типу воспринимаемой
нагрузки – радиальные,
упорные, радиальноупорные;
• по числу рядов тел качения
– однорядные, двухрядные,
многорядные;
• по способности компенсации
перекосов вала –
самоустанавливающиеся,
несамоустанавливающиеся.
• Телами качения в подшипнике могут быть шарики (в этом
случае осуществляется их точечный контакт с наружным и
внутренним кольцами) или ролики – цилиндрические или
конические (при этом зона контакта представляет собо линию).
Сепараторы служат для равномерного распределения тел
качения по окружности подшипника и могут быть изготовлены
из металла или полимеров.
Смазывание
• Для смазывания подшипников качения чаще
всего используются такие виды смазочных
материалов как масла и пластичные смазки
Классификация по форме тел
качения
По форме тел качения подшипники
качения классифицируют на:
• • шариковые (а);
• роликовые.
Роликовые подшипники качения могут быть с:
• цилиндрическими роликами (б);
• коническими роликами (в);
• бочкообразными роликами (г);
• игольчатыми роликами (д);
• витыми роликами (е).
Конструкции подшипников
Радиальные подшипники
Интегрированные ступичные
подшипниковые узлы (HBU)
• имеют в своей основе двухрядные радиальноупорные шарикоподшипники. Благодаря такому
техническому решению, возможно добиться
снижения массогабаритных размеров,
надежности конструкции и простоты монтажа.
Бессепараторные подшипники
• В некоторых узлах машин в целях
уменьшения габаритов, а также
повышения точности и жесткости,
применяются так называемые
совмещенные опоры: дорожки качения
выполняются непосредственно на валу
или на поверхности корпусной детали.
Некоторые подшипники качения
изготовляют без сепаратора. Такие
подшипники имеют большое число тел
качения и, следовательно, большую
грузоподъемность. Однако предельные
частоты вращения бессепараторных
подшипников значительно ниже
вследствие повышенных моментов
сопротивления вращению.
Обозначения
обозначение подшипников
импортного производства на
примере продукции фирмы SKF.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Обозначения типов подшипников
0 Двухрядный радиально-упорный шарикоподшипник
1 Самоустанавливающийся шарикоподшипник
2 Сферический (в т.ч. упорный) роликоподшипник
3 Конический роликоподшипник
4 Двухрядный радиальный шарикоподшипник
5 Упорный шарикоподшипник
6 Однорядный радиальный шарикоподшипник
7 Однорядный радиально-упорный шарикоподшипник
8 Упорный роликоподшипник с цилиндрическими
роликами
N Радиальный цилиндрический роликоподшипник
За буквой N могут следовать еще одна или две
буквы, указывающие на конструкцию бортов,
например, NJ, NU, NUP и т. д. Для двухрядных и
многорядных подшипников обозначение начинается
с букв NN. Игольчатый роликоподшипник
Обозначение игольчатых роликоподшипников, как
правило, начинается с букв NA или NK.
QJ Радиально-упорный шарикоподшипник с
четырехточечным контактом с разъемным
внутренним кольцом
Т Конический роликоподшипник.
Дюймовые конические роликоподшипники с
размерами согласно стандарту США имеют
специальную систему обозначений.
• Сравнение
размеров
подшипников
разных серий
Повреждения подшипников качения
• Трещины
Микровыкрашивание
Задиры (адгезионный износ)
Коррозия под воздействием влаги
Повреждения подшипников качения
•
- повреждение внутреннего кольца сферического роликового подшипника, вызванное
чрезмерным натягом при посадке;
•
б - фреттинг-коррозия внутреннего кольца радиального роликового цилиндрического
подшипника, вызванное действием вибрации;
•
в - повреждение внутреннего кольца радиального шарикового подшипника, вызванное
действием чрезмерной осевой нагрузки;
•
г - повреждение внутреннего кольца радиального роликового цилиндрического подшипника,
вызванное действием чрезмерной радиальной нагрузки;
•
д - следы ржавчины на поверхности ролика сферического роликового подшипника,
вызванные попаданием воды внутрь подшипника;
•
e - повреждение сепаратора роликового конического подшипника, вызываемое действием
больших нагрузок и/или вибраций, и/или неправильным монтажом, и/или смазыванием,
и/или работой на высоких частотах вращения
Внутренние зазоры в подшипниках
качения
• Этот зазор предназначен для
предотвращения появления
нежелательного натяга между
кольцами и телами качения
вследствие изменений
размеров колец при установке
подшипника и его нагрева при
эксплуатации.
• образовавшийся таким
образом натяг может привести
к заклиниванию подшипника.
Осевые зазоры в подшипнике
• При монтаже радиально-упорных и
упорных подшипников необходимо
регулировать осевой люфт комплектом
прокладок, которые устанавливают у
торцов наружных колец, или
смещением внутренних колец по
шейкам вала с помощью
установленных на нем гаек с мелкой
резьбой.
•
• При малом регулировочном осевом
зазоре может произойти заклинивание
подшипника, а при большом зазоре появиться биение вала и снизиться
точность вращения.
• Радиальный зазор в
подшипнике уменьшается
после его установки из-за
деформации внутреннего и
наружного колец.
• Когда существует большая
разница в рабочих
температурах между
внутренним и наружным
кольцами подшипника,
рекомендуется создание
более свободных радиальных
зазоров, которые позволят
компенсировать тепловое
расширение
Предварительный натяг (преднатяг)
• В большинстве случаев
рабочий зазор должен
быть положительным, т.е.
при работе подшипник
должен иметь остаточный
зазор, пусть даже очень
небольшой. Однако в
подшипниках опор
шестерен мостов
автомобилей требуется
предварительный натяг для
увеличения жесткости
подшипникового узла
• Приспособление
для измерения
осевого разбега в
подшипниках
качения
• 1
2
3
4
–
–
–
–
индикатор;
болт;
кронштейн;
ступица колеса
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ
•
•
1. Для проверки зазора поднимите переднюю часть автомобиля, обоприте ее на подставку и снимите передние
колеса. Под болт крепления колеса установите приспособление 02.7834. 9505. Уприте ножку индикатора в торец оси
поворотного кулака при нулевом положении стрелки и, перемещая ступицу вдоль оси поворотного кулака, замерьте
величину перемещения (зазора) по индикатору.
2. Если зазор больше 0,15 мм, отрегулируйте его.
3. Отверните регулировочную гайку с цапфы поворотного кулака.
4. Установите новую гайку или бывшую в употреблении, но на другом автомобиле, затяните ее моментом 19,6 Н·м (2
кгс·м), одновременно поворачивая ступицу в обоих направлениях два-три раза для самоустановки роликов
подшипников.
5. Ослабьте регулировочную гайку и снова затяните ее моментом 6,8 Н·м
6. На шайбе сделайте метку В, затем отпустите на 20–25° гайку так, чтобы кромка А немного не дошла до метки В.
7. Застопорите гайку в этом положении, вдавливая лунки на шейке гайки в пазы на конце оси поворотного кулака.
8. После регулировки зазор в подшипниках должен быть в пределах 0,02–0,08 мм. При регулировке зазора следует учитывать,
что направление резьбы на левой цапфе поворотного кулака правое, на правой цапфе – левое.
• Наблюдаю уже третье поколение ступичных
узлов: первое - конусные подшипники (
роликовые ) по два на ступицу, с сальником (
сальниками ), закладывающейся смазкой и
регулировкой зазора ( хотя встречаются
конструкции и с гарантированным натягом.
Второе поколение - двухрядные шариковые (
роликовые ) подшипники с гарантированным
натягом ( с нерегулируемым зазором,
затягиваемые большим моментом ). Третье
поколение - не разборные подшипниковые
узлы.
Классы точности
Посадки подшипников качения
• осуществляют: в корпус – в системе вала, на вал – в системе
отверстия
• Посадки подшипников качения на вал и в корпус зависят
от вида нагружения, величины и характера нагрузок, размера и
конструкции подшипника, класса точности подшипника.
Различают три вида нагружения подшипников
• местное, циркуляционное и колебательное.
• При местном нагружении нагрузка воспринимается
ограниченым участком дорожки кольца.
• При циркуляционном нагружении радиальная сила
воспринимается последовательно всеми элементами дорожки
качения.
• Колебательное нагружение – комбинированный вид
нагружения.
При постоянной по направлению
нагрузке
• Неподвижное кольцо нагружено
местно и устанавливается по
посадке с натягом или по
переходной посадке с более
вероятным натягом
• Вращающееся кольцо нагружено
циркуляционно и устанавливается
с зазором или по переходной
посадке с более вероятным
зазором
Посадки подшипников качения
Изображение на чертежах
1. Обозначение на сборочном чертеже посадок
подшипников качения
2. Эскиз посадочного места вала.
3. Эскиз посадочного места корпуса
Перегрев подшипника
•
•
•
•
•
•
•
•
Подшипник во время работы нагревается до температуры 80ºС…90ºС. Если температура при
эксплуатации подшипника не превышает допустимые значения, то в его деталях не
происходит каких-либо значительных изменений. При более высокой температуре 150ºС и
выше на рабочих поверхностях образуется цвета побежалости от соломенно-желтого цвета до
темно-синего . Перегрев подшипника происходит из-за дефицита смазки, недостаточного
зазора, а также наличия осевой нагрузки, превышающей допустимые значения. Высокая
температура в подшипнике приводит к структурным превращениям в металле и снижению
твердости поверхностного
слоя. Подшипники имеющие твердость рабочих поверхностей ниже 60 ед. HRC для
эксплуатации непригодны.
Перечень основных причин, при которых возникает перегрев подшипников:
Загрязнение подшипника во время монтажа или эксплуатации;
Трение сопряженных с подшипников деталей;
Недостаточная смазка или ее избыток;
Неправильный монтаж или выбор подшипника;
Износ.
Перегрев
подшипников
• Причина
• сильный внешний нагрев
• недостаточный теплоотвод
• недостаточные охлаждение или смазка
Последствия
• изменение цвета колец, тел качения и обойм (от жёлтого до синего)
• температура свыше 200 °С снижает твёрдость , что может привести к
преждевременному выходу из строя.
• повышение температуры может ухудшить или разрушить
смазочный материал
Цвета побежалости
• Окисная пленка на поверхности металла
окрашивается при нагревании
• 3. Перегретые шатуны.
Правый перегрет только с
одной стороны, левый — с
обеих
• 4. Перегретый палец шатуна
(слева). Характерный
признак — цвета
побежалости на
поверхности
• Цвета побежалости,
термическая деформация
маховика. До такого надо
суметь доездить.
Источники
• http://standartgost.ru/ГОСТ%203325-85
• http://www.det-mash.ru/index.php?file=pod_kachenya
• http://sdo.irgups.ru/courses_data/23/kurs_lektsii,_uchebnoe_posobie_po
_distsipline/USiP/doc/tehmash/stm2str60tab26.htm
• http://spravconstr.ru/html/v2/pages/chapter2/ckm216.html
• : http://completion.ru/timken/vnutrennie-zazory-v-podshipnikahkachenija.html#ixzz2jgQmQoPi
• http://www.nagrevatel-hi.ru/part2_2.html
• http://sapr-fit.narod.ru/Page/meh/main.html
• http://delostroika.ru/oborudovanie/remont/269-remont-valov-osey-ipodshipnikov.html
• http://www.snr.com.ru/e/about_bearings/about_bearing.htm
• http://www.crv-team.ru/forum/post/158399.html
• http://www.niva-faq.msk.ru/raznoe/prikol/bgd.htm
• http://www.mxservis.ru/podderzhanie-pravilnogo-prednatyaga.html