Перепресовка подшипников

Ремонт и сборка подшипников качения

При разборке подшипниковых узлов подшипники тщательно промывают и проверяют на пригодность для дальнейшей эксплуатации: в случае непригодности подшипники заменяют. Возможные дефекты подшипниковых узлов и способы их устранения приведены ниже.

dop_podshipnik-kontrol

Дефекты подшипниковых узлов и способы их устранения

Дефект или его признак Причины Способ устранения
Повышенный шум 1. Повреждение тел качения подшипника
2. Защемление тел качения вследствие неправильной регулировки
3. Износ посадочных мест на валу и в корпусе Отремонтировать посадочные места
4. Отсутствие смазки Смазать подшипники
Повышенный нагрев 1. Защемление тел качения из-за чрезмерного натяга в подшипниках Отрегулировать натяг в подшипниках
2. Недостаток смазочного материала Добавить смазочный материал
3. Несоосность посадочных мест на валу и в корпусе Устранить несоосность
4. Загрязнение подшипника вследствие выхода из строя уплотнения Подшипник промыть, уплотнение заменить
При наличии цветов побежалости на кольцах и телах качения подшипник заменить
Выкрошивание рабочих поверхностей колец и тел качения Усталостность материала Подшипник заменить
Увеличенный радиальный и осевой зазоры в подшипнике Частичный износ рабочих поверхностей подшипника Допустимое увеличение зазоров по сравнению с начальными: для опор шпинделей и точных валов — 25 %, для остальных опор: в 3-4 раза. При больших зазорах подшипник следует заменить

Поля допусков посадочных поверхностей валов и отверстий в корпусах для сопряжения с подшипниками качения.

Подвижность вала и корпуса в работе Класс точности подшипника Поля допусков вала Поля допусков отверстия в корпусе
Вал вращается,корпус неподвижен 5 и 4 n5, m5, k5, js5 M6, K6, Js6, H6
0 и 6 n6, m6, k6, js6 M7, K7, Js7, H7, G7, H8, H9
Вал неподвижен,корпус вращается 5 и 4 h5, g5 N6, M6, K6
0 и 6 h5, g5 P7, N7, M7, K7

При сборке подшипниковых узлов должны выполняться следующие технические условия:

dop_podshipnik-sborka1. Кольца и тела качения подшипника должны быть чистыми, без заметных дефектов. При вращении от руки подшипник должен вращаться свободно, без значительного шума. Новый подшипник с неповрежденной упаковкой и незагустевшей смазкой можно не промывать. Загрязненные подшипники промывают в бензине с добавлением 6-8 % минерального масла или в масле (Индустриальное 12 или 20) в ванне с электроподогревом при температуре 60-90 °С в течение 15-20 мин. Сильно загрязненные подшипники промывают дважды. После промывки подшипник просушивают на бумаге или с помощью сжатого воздуха. Пятна коррозии на подшипнике удаляют мягкой шкуркой и пастой ГОИ с последующей промывкой.

2. Осевой и радиальный зазоры в подшипнике должны быть в допускаемых пределах. Схема замера зазоров приведена на схеме. Величина начальных зазоров для подшипников различных типов приведена в специальной литературе.

Точность форм посадочных поверхностей под подшипник качения

Показатель Класс точности подшипника
0 6 5 4
Овальность и конусность шейки вала и отверстия в корпусе 1/2 1/4
допуска на диаметр посадочной поверхности
Овальность и конусность шейки вала для подшипников на закрепительных втулках 1/4
допуска на диаметр посадочной поверхности вала
Торцевое биение заплечиков вала, мкм, при диаметре, мм:
до 50 20 10 7 4
свыше 50 до 120 25 12 8 6
свыше 120 до 250 30 15 10 8
Торцевое биение заплечиков отверстия в корпусе, мкм, при диаметре, мм:
до 80 40 20 13 8
свыше 80 до 120 45 22 15 9
свыше 120 до 150 50 25 18 10
свыше 150 до 180 60 30 20 12
свыше 180 до 250 70 35 23 14
свыше 250 до 315 80 40 27 16

3. Посадочные места в корпусе и на валу должны быть точно и чисто обработаны. Перед сборкой подшипникового узла посадочные места промывают керосином, просушивают и смазывают. Механические повреждения, забоины, вмятины, следы коррозии устраняют. Диаметры шеек валов контролируют с помощью предельных скоб и микрометров, а диаметры отверстий корпусов — предельными пробками, индикаторными нутромерами или штихмассами.

4. Во избежание перекоса радиус закругления галтели на валу (при отсутствии кольцевой проточки или выточки) должен быть меньше, чем радиус фаски у подшипника. Величину радиуса галтели проверяют с помощью радиусомера или шаблона.

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

Шероховатость посадочных поверхностей вала и корпуса под подшипники качения

Посадочные поверхности Класс точности подшипника Номинальные диаметры, мм
до 80 от 80 до 500
Параметры шероховатости поверхности, мкм
Rz Ra Rz Ra
Вала 0 6,3 1,25 10 2,50
6 и 5 3,2 0,63 6,3 1,25
4 1,6 0,25 3,2 0,63
Отверстия в корпусе 0 6,3 1,25 10 2,50
6,5 и 4 3,2 0,63 6,3 1,25
Торцов заплечиков вала и отверстия в корпусе 0 10 2,50 10 2,50
6,5 и 4 6,3 1,25 10 2,50

6. Недопустимо попадание в подшипниковый узел грязи или абразива, что приводит к ускоренному изнашиванию подшипника.

7. При правильной сборке подшипник должен работать плавно и бесшумно, а также не нагреваться выше 70 °С.

8. Выбор посадки подшипника на вал и в отверстие корпуса зависит от типа машины, требований к точности вращения, характера нагрузки, типа, размера и условия монтажа подшипника. Необходимая посадка подшипника обеспечивается за счет допусков на диаметры вала и отверстия корпуса. На сборочных чертежах и чертежах деталей рядом с номинальным размером дается условное обозначение поля допуска только поверхности, сопряженной с подшипником.

9. Для обеспечения правильной установки подшипника на вал и в корпус следует применять специальные приспособления. При запрессовке подшипника на вал или в корпус используют монтажные трубы из мягкого металла, винтовые и гидравлические прессы. Усилие запрессовки прикладывается к тому кольцу подшипника, которое устанавливается с натягом, а при запрессовке одновременно на вал и в корпус — к обоим кольцам. Для облегчения работы вал может охлаждаться, а корпус нагреваться, подшипник, соответственно, либо нагреваться, либо охлаждаться.

10. После сборки проверяют по периметру прилегание подшипника к заплечику вала и корпуса, вхождение щупа 0,03 мм и более не допускается.

11. Отсутствие перекоса подшипника при установке его вместе с валом в корпус проверяют свободным проворотом вала вручную.
dop_podshipnik-kreplenie-val
12. Во избежание защемления тел качения подшипники, устанавливаемые с предварительным натягом, должны иметь плавный ход и незначительный шум при провороте от руки, а в подшипниках без предварительного натяга, кроме того, должен ощущаться небольшой осевой люфт.
dop_podshipnik-kreplenie-korpys

Особенности монтажа подшипников качения

1. Радиальные роликоподшипники с одним съемным кольцом без бортов монтируют раздельно — съемное кольцо и кольцо в комплекте с роликами. При наличии на валу в обеих опорах подшипников такого типа необходима дополнительная опора (подпятник) для фиксации вала в осевом направлении. При наличии одного бурта на съемном кольце с целью фиксации вала в обоих направлениях роликоподшипники ставят враспор, т.е. с буртами в разных направлениях.

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

3. Подшипники, устанавливаемые на вал на разрезной закрепительной втулке, фиксируют затягиванием гайки. Степень затяжки во избежание защемления тел качения из-за деформации внутреннего кольца проверяют свободным вращением от руки наружного кольца.

4. Одинарные упорные подшипники монтируют следующим образом: кольцо с меньшим внутренним диаметром устанавливают на вал, а с большим — в корпус. У двойного упорного подшипника промежуточное кольцо с меньшим внутренним диаметром монтируют на вал, а боковые кольца с большим внутренним диаметром — в корпус. При установке упорных подшипников зазор между наружным диаметром колец и корпусом в целях обеспечения самоустановки подшипника должен составлять от 0,5 до 1 мм.

5. Радиально-упорные подшипники со съемным наружным кольцом монтируют раздельно: в корпус — наружное кольцо, на вал — внутреннее кольцо с телами качения и сепаратором.

6. Радиально-упорные подшипники с целью восприятия ими осевой нагрузки обоих направлений ставят парами навстречу друг другу.

Осевые зазоры в упорных подшипниках

Серия подшипника Допускаемые пределы зазора (мкм) при диаметре вала (мм)
до 30 от 30 до 50 от 50 до 80 от 80 до 120
Легкая 30-80 40-100 50-120 60-150
Средняя и тяжелая 50-110 60-120 70-140 100-180

Предварительный натяг в подшипниках создается с целью устранения радиального и осевого биений узла (например, шпинделя) для повышения точности и виброустойчивости осуществляется следующими способами:

1. установкой прокладки нужной толщины между внутренними (или наружными) кольцами двух радиально-упорных шарикоподшипников с последующим стягиванием наружных (или внутренних) колец до исчезновения просвета между ними;

2. применением сдвоенных радиально-упорных шарикоподшипников, у которых одна пара колец соприкасается, а между другой парой колец имеется зазор, путем стягивания этих колец до исчезновения зазора;

3. установкой между наружными и внутренними кольцами пары шарикоподшипников двух втулок или прокладок различной высоты и последующим стягиванием колец до выборки зазора;

4) нажатием на наружное кольцо подшипника при неподвижном внутреннем с помощью витых или тарельчатых пружин.

Величину натяга в подшипниках контролируют по моменту сопротивления проворачиванию вала; момент может быть найден как произведение усилия, приложенного к динамометру, закрепленному на конце намотанной на вал веревки, на половину диаметра вала.

dop_podshipnik-zazor

Регулировку осевого зазора (осевой «игры») радиально-упорных подшипников, необходимого для их правильной работы, осуществляют следующими способами:

1. За счет изменения толщины прокладки или комплекта прокладок между крышкой, прижимающей наружное кольцо подшипника, и корпусом. Толщину прокладки находят путем затягивания винтов крышки без прокладки до получения необходимой «игры» в опорах, измеряемой индикатором, приставленным к торцу вала или посаженной на него детали. С помощью щупа или свинцовой проволоки измеряют зазор между крышкой и корпусом, в соответствии с которым подбирают прокладку или комплект прокладок нужной толщины. Винты крышки могут быть затянуты до полной выборки зазоров в подшипнике, и тогда искомая толщина прокладки будет равна сумме зазора между крышкой и корпусом и требуемого зазора в подшипнике. Регулировочная прокладка может находиться также между крышкой и наружным кольцом подшипника.

2. Перемещением наружного кольца подшипника установочным винтом, ввинченным в крышку, через промежуточную шайбу. Сначала винт при отвернутой контргайке затягивают до отказа, а затем отворачивают на нужную долю оборота в зависимости от требуемого зазора и шага резьбы и стопорят контргайкой.

3. Перемещением наружного кольца подшипника регулировочной гайкой, ввернутой в корпус. Сначала гайку, освобожденную от стопора, затягивают до отказа, а затем несколько отворачивают до создания нужного зазора в подшипнике и стопорят.

4. Перемещением внутреннего кольца подшипника с помощью гайки или винтов и шайбы. После достижения нужного зазора в подшипнике гайку или винты стопорят деформируемыми шайбами.

5. Деформацией внутреннего кольца подшипника, имеющего конусное отверстие, за счет перемещения его гайкой по конусу вала.

dop_podshipnik-opora

Регулировку осевого зазора упорных подшипников производят смещением кольца, расположенного в корпусе, с помощью прокладок и другими способами, описанными выше.

Схемы установки подшипников в опорах.

1. Одна из опор фиксирована в осевом направлении, а другая — плавающая. Осевая нагрузка, действующая на вал, воспринимается только фиксированной опорой. Плавающей обычно выполняется опора с меньшей радиальной нагрузкой. В фиксированной опоре внутреннее кольцо подшипника с одной стороны упирается в заплечик вала, а с другой зажимается гайкой, разрезным пружинным кольцом, втулкой и шайбой. Наружное кольцо с одной стороны упирается в заплечик корпуса или стакана, а с другой прижимается крышкой, разрезным пружинным кольцом и гайкой с наружной резьбой.

При значительных осевых нагрузках на вал фиксированную опору составляют из двух радиально-упорных подшипников. В плавающей опоре внутреннее кольцо подшипника крепится так же, как в фиксированной опоре, а наружное кольцо может свободно перемещаться в осевом направлении в расточке корпуса или в стакане.

Данная схема позволяет обеспечить любое расстояние между опорами, компенсировать неточности изготовления деталей узла по длине и тепловое удлинение вала. Применяется обычно при значительных расстояниях между опорами.

2. Крепление подшипников враспор. Внутренние кольца обоих подшипников упираются в заплечики вала, а с другой стороны не крепятся. Наружные кольца располагаются в гладких (без заплечиков) расточках корпуса и лишь с внешней стороны прижимаются крышкой или гайкой с наружной резьбой. Расстояние между опорами при этой схеме ограничено и обычно не превышает 6-8 диаметров опор. Во избежание заклинивания подшипников при нагреве и удлинении вала при монтаже должен быть предусмотрен соответствующий зазор.

Осевые зазоры в радиально-упорных подшипниках

Тип подшипника Интервал внутренних диаметров Крепление по одному подшипнику в фиксированной и в плавающей опорах Крепление враспор по одному подшипнику в обеих опорах
Допускаемые пределы осевой «игры», мкм Наибольшее возможное расстояние между опорами Допускаемые пределы осевой «игры», мкм
Шариковый,угол контакта α=12°ГОСТ 83175 10-3030-5050-80 20-4030-5040-70 8 опор6 опор4 опор 30-6030-8040-100
Шариковыйугол контакта α=26-36°ГОСТ 831-75 10-3030-5050-80 20-3020-4030-50 Не рекомендуется устанавливать враспор
Конический роликовый,угол контакта α=10-16°ГОСТ 333-79 10-3030-5050-80 20-3040-7060-140 12 опор8 опор7 опор 20-8040-11060-140
Конический роликовый,угол Контакта α=25-29°ГОСТ 7260-81 10-3030-5050-80 20-4020-4030-60 Не рекомендуется устанавливать враспор

Разновидностью данной схемы является конструкция, где внутренние кольца зажимаются с внешней стороны, а изнутри не крепятся. Наружные кольца упираются с внутренней стороны в заплечики стакана или корпуса, а снаружи не крепятся. Конструкция с регулировкой зазора по внутренним кольцам исключает опасность защемления тел качения даже при валах значительной длины. Каждая из опор при креплении подшипников враспор воспринимает осевую нагрузку только одного направления. По данной схеме устанавливают все радиально-упорные подшипники, а также радиальные шариковые и роликовые с двумя буртами на наружном и одним на внутреннем кольцах.