Справочник технолога-машиностроителя 2

Виды подшипников скольжения. В соответ­ствии с ГОСТ 18282 — 72 подшипники скольже­ния разделяют: по направлению воспринимае­мого усилия — на осевые и радиальные; в зависимости от вида смазочного материа­ла — на гидродинамические, гидростатические, газодинамические, газостатические, с твердым смазочным материалом и без смазочного ма­териала; по конструкции — на самосмазывающиеся с твердым смазочным, материалом, самосмазывающиеся пористые, самоустанавливающиеся и сегментные.

Основными элементами подшипника скольжения являются шейка вала, корпус под­шипника, втулка или вкладыши подшипника. Втулки и вкладыши, у которых отношение толщины к наружному диаметру равно 0,065—0,095, называют толстостенными, при отношении 0,025-0,045 -тонкостенными.

Сборка подшипников скольжения с втулка­ми состоит из запрессовки втулки в корпус подшипника, крепления втулки в корпусе и обработки отверстия втулки.

К подшипникам предъявляют следующие требования: 1) отверстие втулки должно быть изготовлено с допусками, исключающими пригонку ее внутренней поверхности к шейке вала; 2) смазочные отверстия и канавки дол­жны иметь плавные закругления на кромках; 3) несовпадение маслоподводящих отверстий во втулке и корпусе — не более 0,2—0,5 мм; 4) углубление фиксирующих штифтов и вин­тов относительно рабочей поверхности втулки 0,5 — 2 мм; 5) диаметральный зазор для на­иболее распространенных     подшипников 60—100 мкм, для быстроходных подшипников 150 — 220 мкм;  6) отклонение от круглости и цилиндричности отверстия, установленной в корпус втулки — не более половины допуска на отверстие; 7) отклонение от соосности от­верстий двух подшипников — не более 50 мкм; 8) температура подшипника при приработке не должна превышать 70ºС.

В зависимости от габаритов деталей и вида сопряжения установку втулок в корпус под­шипника осуществляют методами силового (на прессах, виброударными и винтовыми при­способлениями) и теплового воздействия (ох­лаждением втулки в жидком азоте или индук­ционным нагревом).

При запрессовке втулок в корпус во избе­жание задиров посадочные поверхности смазывают машинным маслом. Для взаимной ориентации применяют приспособления, пока­занные на рис. 64. Запрессовка втулок на пре­ссе эффективна в тех случаях, когда наружный диаметр втулки выполнен с допусками не бо­лее чем s6, а отверстие в корпусе — H7. При посадках с большим натягом следует нагревать корпус подшипника до температуры 100—150 °С, что часто невозможно вследствие больших габаритов, или охлаждать втулку в жидком азоте, теоретическая температура которого — (190 ÷ 196)ºС. Этот метод целесооб­разен для крупногабаритных тонкостенных вту­лок. После посадки втулки ее дополнительно крепят в корпусе с помощью винтов или штиф­тов, устанавливаемых с торца по поверхности сопряжения или в отверстия буртов. Сверле­ние отверстий и нарезание резьбы в них под крепежные детали выполняют после запрес­совки. Перед обработкой отверстия втулки выполняют сверление отверстий для подвода смазочного материала. Далее втулку подвер­гают тонкому растачиванию, развертыванию, калиброванию упрочняющими оправками или шариками, раскатыванию. Соосно расположенные втулки после запрессовки растачивают за одну установку или развертывают удлинен­ной рааверткой. Втулки диаметром более 80 мм пригоняют только шабрением.

При установке втулок с посадками Н7/k6 и Н7/n6 диаметры и форма втулок почти не меняются; их крепят от провертывания и до­полнительную обработку отверстия не про­изводят. Для уменьшения объема приго­ночных работ при установке крупных втулок их отверстия обрабатывают с технологически­ми допусками, учитывающими изменение диа­метра отверстия после запрессовки.

Сборка подшипников скольжения с тонко­стенными и толстостенными вкладышами. Тон­костенные вкладыши взаимозаменяемы, но верхний и нижний вкладыши составляют ком­плект. Замена вкладышей вне комплекта недо­пустима. Фиксацию тонкостенных вкладышей осуществляют посредством специального уса, выштампованного в месте разъема. Усы упи­раются в опорные плоскости крышки или кор­пуса подшипника и препятствуют проворачи­ванию вкладыша.

В крупносерийном и массовом производ­стве вследствие высокой точности обработки вкладышей и отверстий в корпусе для них не требуется подгонки сопрягаемых поверхно­стей. Иногда вкладыши подбирают по краске, отпечатки которой должны располагаться рав­номерно по всей наружной поверхности вкладыша. Тонкостенные вкладыши почти пол­ностью копируют форму отверстия в корпусе и крышке и поэтому к ним предъявляют повы­шенные требования по точности: овальность посадочных гнезд допускается не более 15 — 20 мкм, конусообразность не более 10-15 мкм на 100 мм диаметра, параметр шерохова­тости поверхности Ra = 0,63 ÷ 1,25 мкм. Вкладыши подбирают по размеру, указанному в маркировке. Равномерное прилегание вкладышей по наружной поверхности к отвер­стию в корпусе и крышке, а также на стыках вкладышей необходимо не только для обеспе­чения жесткости подшипника, но и для хоро­шей отдачи тепла от вкладыша корпусу. При сборке подшипников скольжения с толсто­стенными вкладышами к подшипникам предъ­являют следующие требования: 1) сма­зочные канавки и отверстия должны иметь плавно закругленные кромки; 2) несовпадение маслоподводящих отверстий во вкладыше и корпусе не должно быть более 0,2-0,5 мм; 3) углубление фиксирующих штифтов 0,2 — 0,3 мм; штифты ставят в корпус с натягом 40—70 мкм, а в отверстие вкладыша с зазором 100-300 мкм; 4) прилегание вкладышей к корпусу — не менее 80 % по площади; приле­гание вкладышей к шейкам вала проверяют по краске; 5) болты следует затягивать динамо­метрическим ключом с заданным моментом затяжки; 6) температура подшипника при приработке не должна превышать 60 °С. Кры­шки подшипников фиксируют штифтами, ши­пами или точно пригнанными болтами.

Толстостенные вкладыши устанавливают в корпус и крышку с натягом 20—60 мкм или по посадке с зазором Н7/f7 или H7/h6 и фик­сируют от смещения заплечиками с устано­вочными штифтами (рис. 65). При этом в одном вкладыше отверстие под штифт в плоскости возможного его поворота делают удлиненным, чтобы вкладыш мог самоустана­вливаться. Подшипники скольжения с толсто­стенными вкладышами, как правила, выпол­няют невзаимозаменяемыми. При сборке не­обходимое прилегание вкладыша к корпусу и крышке подшипника и вкладышей к валу до­стигают шабрением. Сборка подшипников со­стоит из пригонки нижнего вкладыша к корпу­су, верхнего вкладыша к крышке подшипни­ков, нижнего и верхнего вкладышей к валу и проверки прилегания деталей. Правильность формы отверстия вкладыша контролируют по краске при стандартной нагрузке по точности прилегаемой шейки вала. На закрепленные нижние вкладыши укладывают вал с нане­сенным на шейки вала тонким слоем краски (берлинской лазури и голландской сажи) и проворачивают вал 2-3 раза. Пятна краски размером около 3 мм в диаметре должны рав­номерно покрывать 80—90% поверхности вкладыша, при этом на каждом квадратном сантиметре должно быть не менее трех пятен. Расположение их удобно контролировать про­зрачным шаблоном с сеткой (рис. 66, в). Хоро­шее качество прилегания достигается пришабриванием, которое удобно выполнять при закреплении вкладыша в приспособлении (рис. 66,а,б).

При сборке ответственных подшипников результаты определяют также по блеску, так как при затяжке подшипника и проворачива­нии вала на два-три оборота участки поверх­ности подшипника и шейки вала, входящие в контакт, приобретают блестящий оттенок.

Окончательную пригонку вкладышей под­шипника осуществляют в собранном виде с крышками. Гайки проверяемого подшипника затягивают динамометрическим ключом, вал проворачивают на два-три оборота, затем эти гайки ослабляют, затягивают гайки сле­дующего подшипника, вал снова проворачи­вают и т. д. После этого все подшипники рас­крывают и выполняют окончательное приша­бривание верхних и нижних вкладышей. Опе­рацию повторяют несколько раз до тех пор, пока не будет достигнуто требуемое качество прилегания.

Для контроля масляных зазоров приме­няют латунные пластинки. Толщина пластин­ки должна соответствовать предельному мас­ляному зазору и не затруднять проворачива­ние вала при затянутых подшипниках. Мас­ляный зазор можно проверить также при помощи калиброванной свинцовой или пласт­массовой проволоки. Для этого вал уклады­вают во вкладыши корпуса, на шейку вала кладут калиброванную проволоку, устанавли­вают крышки и затягивают с нормированным моментом гайки. Крышки снимают, и опреде­ляют зазор по ширине сплющенной калибро­ванной проволоки.

В некоторых конструкциях подшипников для регулирования зазора предусмотрены комплекты прокладок. В комплект входят прокладки толщиной 0,05—2 мм.

Края тонкостенных вкладышей при уста­новке их в гнезда должны выступать над пло­скостью стыка на величину Δh = 0,05 ÷ 0,1 мм (рис. 67), благодаря чему при затяжке болтов подшипника создается прессовая посадка вкладыша в корпусе. Высоту выступания вкладыша проверяют в специальном приспо­соблении (рис. 68).

Для нормальной работы подшипников при многоопорном вале большое значение имеет их соосность. Нарушение соосности может вы­звать изгиб вала, деформировать масляный слой, вызвать появление местного трения без смазочного материала, снизить несущую спо­собность подшипника и уменьшить прочность вала.

Поэтому отверстия под втулки и вкладыши растачивают при механической обработке кор­пуса с одного установа длинной борштангой.

Соосность проверяют контрольной скалкой (рис. 69, а), диаметр которой должен быть меньше минимального диаметра отверстия подшипника на удвоенную величину допусти­мого отклонения от соосности, или скалкой с индикаторами (рис. 69,б).

Для обеспечения соосности нескольких от­дельно стоящих крупных подшипников с диа­метром отверстия более 200 мм и с большим расстоянием между крайними опорами целе­сообразно пользоваться линейкой, приклады­ваемой к вкладышам. Зазоры замеряют щу­пом или стальной струной (рис. 70). При равных размерах Н на крайних корпусах заме­ряют размер R и затем устанавливают все промежуточные опоры, контролируя размеры Н и R.

Большую точность, чип при контроле стру­ной, обеспечивает оптический метод. В одном из подшипников устанавливают коллиматор, а в другом телескоп (рис. 71). Коллиматор имеет две шкалы М₁ и М₂, посредством ко­торых определяют смещение и перекос. Шкала телескопа М₃ позволяет найти числовую вели­чину погрешности.

Для особо точного центрирования в преци­зионном машиностроении применяют авто­коллиматор с лазерным устройством. При этом достигается линейная точность до 0,8 мкм на 1 м и угловая до 2".

Замкнутую систему смазки подшипников проверяют нагнетанием подогретого до 50-60 °С масла под давлением 0,3-0,4 МПа. Работу масляной системы проверяют пооче­редно во всех точках при помощи заглушек-краников. Из открытого краника масло дол­жно бить фонтаном.

Гайки, крепящие крышки подшипников, за­тягивают динамометрическим ключом в опре­деленной последовательности. В собранном узле вал должен свободно проворачиваться при заданном крутящем моменте.

Приработка подшипников скольжения. По­сле пригонки подшипников и установки вала вкладыши прирабатывают. Приработку на­чинают при малых нагрузках и малых оборо­тах, постепенно доводя их до рабочих значе­ний. При этом должна работать масляная система узла. В процессе приработки умень­шаются и сглаживаются микронеровности, а также уплотняется поверхность вкладышей. В период приработки происходит повы­шенный износ поверхностей сопряжения, уве­личивается площадь прилегания шейки вала к поверхности трения подшипника, что умень­шает износ подшипника при эксплуатации машины.

В процессе приработки следят за темпера­турой подшипников. Повышение температуры свидетельствует о некачественной сборке и пригонке, о неудовлетворительном посту­плении смазочного материала. В этом случае приработку прекращают и устраняют де­фекты.