Ремонт подшипников скольжения

Подшипники скольжения представляют собой цельную или разрезанную на две половины цилиндрическую втулку, внутри которой вращается шейка вала. Втулки изготовляют из антифрик­ционных сплавов (бронзы, латуни, специальных марок чугуна), стали или обычного чугуна. Внутреннюю поверхность втулок из стали и чугуна покрывают баббитом.

В подшипниках скольжения коэффициенты трения значительно снижают, применяя смазку. Смазка затягивается вращающейся шейкой вала в места контакта ее с подшипником, благодаря чему между ними создается пленка смазки (масляный клин) и шейка всплывает, вращаясь не по поверхности подшипника, а по слою смазки. Таким образом, создается жидкостное трение, которое в десятки раз меньше сухого.

Подшипники в виде цельной втулки применяют редко, только при малой частоте вращения. Наиболее распространенными явля­ются подшипники (рис. 3.8), состоящие из верхнего 12 и нижнего 13 вклады­шей, изготовленных из стали и покрытых внутри баббитом, а также корпу­са с крышкой и вспомогательных деталей.

Опорная поверхность нижнего (нагруженного) вкладыша име­ет сферическую расточку, благодаря которой при неточной уста­новке или небольшом прогибе вала вкладыш может изменять по­ложение (следовать за шейкой вала). Такие подшипники называ­ются самоустанавливающимися.

Рис. 3.8. Подшипник дымососа с самоустанавливающимися вкладышами и коль­цевой смазкой:

1 – смотровое стекло, 2, 16 – смазочное и маслоотбойное кольца, 3, 4 – шпильки крепления крышкивкладышей, 5, 6 – смотровая и прижимная пробки, 7 – рым, 8, 11 – крышки кор­пуса и лючка, 9 – линия разъема корпуса подшипника и вкладышей, 10 – корпус, 12, 13 – верхний инижний вкладыши, 14 – змеевик, 15 – баббитовая заливка, 17 – уплотнение вала

Нижний вкладыш 13 опирается на корпус 10 подшипника, ко­торый прикрепляется болтами к фундаментной раме. Верхний вкладыш 12 боковыми кромками опирается на кромки нижнего вкладыша и сверху закрывается крышкой 8 корпуса. В нижней части корпуса имеется масляная ванна. Разъемные смазочные кольца 2,установленные на шейке вала, увлекаются вращающимся валом и переносят смазку из ванны на шейку, смазывая ее. В ма­сляной ванне установлены змеевики 14 для охлаждения масла и подшипника проточной водой. Кольцевую смазку применяют при частоте вращения вала 300–1500 об/мин.

Разборку подшипников начинают со снятия термометров и мас-лоуказательных стекол. Сначала разъединяют трубопроводы ох­лаждения и смазки. Все отверстия закрывают деревянными проб­ками. После очистки термометры, маслоуказатели и детали трубо­проводов сдают в кладовую на хранение.

Затем демонтируют крышку корпуса подшипника, снимают ее, верхний вкладыш, прокладки в разъеме вкладышей и смазочные кольца. Прокладки очищают от масла и грязи и замеряют штан­генциркулем толщину. Прокладки и смазочные кольца также сда­ют в кладовую.

Нижние вкладыши вынимают из корпуса подшипника после снятия ротора (вала). Если ротор (вал) не снимают, его приподни­мают талями или домкратами и устанавливают на временные опо­ры, а нижние вкладыши выворачивают по шейке вала, как указано на рис. 3.9, а.

Рис. 3.9. Выкатывание нижней половины вкладыша подшипника ударами по наставке в направлении стрелки (а) ирым-болтами, скобами и рычагами (б):

1 – вал, 2 – нижняя половина вкладыша, 3 – корпус под­шипника,

4, 7 – длинная и короткая скобы, 5 – медная подкладка, 6 – рычаг,

8 – рым-болт

Для снятия тяжелых вкладышей используют рым-болты 8,завинчиваемые в отверстия вкладышей, а также скобы 4, 7 и рычаг 6 (рис. 3.9, б).

Корпуса подшипников снимают с фундаментной плиты только в случае их ремонта в механической мастерской. При неснятых корпусах значительно ускоря­ются сборочные работы, так как они определяют правильное положение ли­нии вала.

Все детали подшипников очищают, промывают керо­сином и осматривают. Сле­дует тщательно очистить и промыть также каналы в корпусах подшипников, предназначенные для ох­лаждения смазки. Если не­обходимо, применяют кис­лотную промывку (3–5%-ный раствор соляной кис­лоты).

Для установки новых корпусов или вкладышей подшипников нужно тщательно очистить все поверхности (в том числе отверстия и каналы) от формовочного песка и других загрязнений. Боковые зазоры между шейкой вала и вкладыша­ми, а также верхний зазор имеют очень большое зна­чение для нормальной рабо­ты подшипника. Они обес­печивают возможность уве­личивать диаметр шейки при нагревании, сглаживают неравномерностьвращения шейки(в допустимых пределах) и создают возможность некоторого смещения шейки в подшипнике при образовании масляного клина, толщина которого составляет 0,0018–0,0025 диаметра шейки.

Боковой т и верхний k зазоры в подшипнике скольжения по­казаны на рис. 3.10.

Смазка подводится к шейке вала обычно через отверстие 4 в верхнем вкладыше. В этом месте делают канавку 5 для равномерного распределения смазки по длине шейки вала. Ни­каких других канавок на верхнем и нижнем вкладышах делать не следует, если они не предусмотрены конструкторскими чертежами или техническими условиями. Нельзя располагать канавки на опорной поверхности нижнего вкладыша, так как нарушаются условия образования масляного клина.

Боковые зазоры измеряют щупом в местах разъема вкладышей на расстоянии 10–15 мм от торцов, а верхний – свинцовой прово­локой 0,6–1 мм. Кусочки проволоки укладывают на шейку вала (два по краям и один посередине) и на плоскость разъема нижнего вкладыша. Затем укладывают верхний вкладыш, крышку и затяги­вают подшипник болтами. После этого разбирают подшипник и из­меряют микрометром толщину обжатых оттисков. Верхний зазор определяют, вычитая толщину оттисков в разъеме из толщины от­тисков на шейке вала.

Рис. 3.10. Зазоры в подшипнике скольжения:

1 – корпус подшипника, 2 – крышка корпуса, 3, 6 – верхний и нижний вкладыши, 4 – отвер­стие для смазки, 5 – канавка для смазки, 7 – вал;

k – верхний зазор, m – боковой зазор меж­ду валом и вкладышем,

п – боковой зазор меж­ду вкладышем и корпусом

Зазоры между вкладышами и корпусом измеряют щупом по линии разъема вкладышей, между корпусом и валом в местах уплотнения — также щупом, но по всей окружности вала. Нормальные размеры боковых и верхних зазоров в зави­симости от диаметра шейки вала приведены в технических условиях на ремонт.

Боковые зазоры между вкладышем и кор­пусом по линии разъема делают равными 0,05–0,1 мм. Эти зазоры необходимы, чтобы вкладыш расширялся при нагревании не в сторону шейки вала, а в сторону корпуса. За­зор по радиусу между валом и корпусом под­шипника в уплотнении должен быть 1,5–2 мм. Угол соприкосновения шайки вала с нижним вкладышем дол­жен быть 60–70°. Прилегание рабочих поверхностей вкладышей к шейке вала проверяют по краске: должно быть не менее пяти пя­тен на каждом квадратном сантиметре.

Радиусы закруглений торцов вкладышей и галтелей вала выбирают с таким расчетом, чтобы торец вкладыша упирался в буртик вала по плоскости, а не по закруглениям и гал­телям. При выработке торца вкладыша более чем на 1 мм профиль торца восстанавливают по шаблону. Для облегчения последующей сборки подшипников и регулировки верхних зазоров измеряют тол­щину прокладок в разъеме вкладышей.

Если фактические размеры и зазоры подшипников находятся в пределах норм, а состояние их хорошее, подшипники очищают, промывают и укладывают на место. В ином случае выполняют не­обходимые ремонтные работы.

Одновременно с проверкой размеров и зазоров в подшипнике проверяют состояние корпуса, вкладышей и крышки, а также сте­пень износа и состояние баббитового слоя.

Износ баббитового слоя нижнего вкладыша приводит к увели­чению верхних зазоров и незначительно отражается на изменении боковых зазоров. Увеличение боковых зазоров, площади соприкос­новения баббитового слоя с шейкой вала и подгонку закруглений торцов вкладышей выполняют шабрением. Уменьшения верхних зазоров достигают уменьшением общей толщины прокладок в разъеме вкладышей или обработкой (строганием) плоскостей разъема вкладышей с последующим шабрением по шейке вала.

Износ баббитового слоя на торцах вкладышей приводит к из­менению осевых зазоров и увеличению осевого разбега вала. Не­обходимо определить степень износа с каждой стороны вклады­шей и для восстановления нормального осевого разбега вала про­извести наплавку вкладышей с торцов.

Если вкладыши перезаливали или подвергали местной наплав­ке баббитового слоя, а также заменяли новыми, их до сборки ме­ханизма необходимо прошабрить по шейкам вала. Эта подгонка является предварительной. Окончательная пришабровка вклады­шей по валу производится при сборке механизма.

Предварительную пришабровку ведут по шейкам вала или по шаблону (ложному валу, у которого шейки имеют точно такие же размеры). Вкладыши поочередно укладывают на смазанные крас­кой шейки вала (или, наоборот, во вкладыши опускают шейки шаблона), поворачивают несколько раз на угол 20–30°, а затем снимают шабером баббит в местах касания. После нескольких приемов доводят прилегание нижнего вкладыша по дуге 60–90° с получением двух пятен на 1 см². Для верхних вкладышей необхо­димо такое же прилегание с получением одного пятна на 1 см².

При проверке смазочных колец обращают внимание на их ци-линдричность, чистоту поверхности и надежность соединения зам­ка. Поврежденные кольца заменяют. Взамен изношенных уплот­нений корпуса набирают новые, которые должны плотно охваты­вать вал и иметь надежную запрессовку в гнездах корпуса.

Масляную ванну при ремонте подшипников очищают и промы­вают, а маслоуказательное стекло подвергают ревизии и ремонту. Плотность змеевиков водяного охлаждения проверяют гидравли­ческим испытанием: попадание воды в масляную ванну должно быть исключено. После гидравлического испытания змеевики про­дувают сжатым воздухом, чтобы полностью удалить воду.

Сборку механизма начинают с установки в корпус нижних вкладышей. Если вкладыши не заменяли и не перезаливали, а лишь слегка подшабривали, то сохраняют старую линию вала. В разъемы подшипников устанавливают старые прокладки, верхние вкладыши и крышки подшипников.

После перезаливки или замены вкладышей, а также замены корпусов подшипников и переделки фундаментной рамы выверяют подшипники вместе с валом на новых прокладках, как под корпу­сами, так и в разъемах вкладышей.

После пришабровки вкладышей ведут сборку подшипников. Сначала проверяют чистоту корпуса и вкладышей, при необходи­мости продувают каналы сжатым воздухом, а детали промывают керосином и протирают насухо. Далее устанавливают нижние вкладыши, вал и проверяют легкость вращения, а также отсутст­вие перекоса. На вал устанавливают смазочные кольца, если они имеются, и проверяют легкость вращения и отсутствие задевания. Затем вставляют прокладки в разъем вкладышей, верхние вкла­дыши, крышки подшипников и затягивают гайки болтов. После этого вторично проверяют вручную легкость вращения вала в под­шипниках, устанавливают маслоуказательные стекла и термомет­ры, заливают в подшипники масло, присоединяют трубопроводы охлаждения и смазки, контролируют подачу воды и масла, а так­же отсутствие течи в соединениях.

Качество ремонта и сборки механизма проверяют пробным пус­ком. При этом подшипники скольжения несколько прирабатывают­ся по шейке вала. Перед пробным пуском следят за подачей масла или работой смазочных колец, наличием в подшипнике масла и его нормальным уровнем, а также за наличием воды, открывая вентиль на линии охлажде­ния.

При пробном пуске все время следят за температурой подшипников. Если температу­ра поднимется до 70 °С, механизм останавливают, промывают подшипники и заменяю смазку, либо вскрывают подшипники и проверяют степень пришабровки и приработки по следам натиров. При необходимости пришаб­ровку вкладышей улучшают и вновь собира­ют, проверяя подшипники обкаткой.

При осмотре вкладышей в баббитовом слое выявляют трещины, выкрашивания, от­слаивания от тела вкладыша и другие дефек­ты. Для определения плотности прилегания баббитового слоя к телу вкладыша обстуки­вают вкладыш молотком (при этом не должно быть дребезжащего звука, а палец, положен­ный на стык заливки с телом вкладыша, не должен ощущать вибраций). Отслаивание баббитового слоя мож­но также определить, поместив на время вкладыш в сосуд с керосином. Извлеченный из керосина вкладыш насухо вытирают и закрашивают стык заливки мелом, разведенным в воде. После просыхания на закрашенных местах появляются темные линии, указывающие места отслаивания баббитовой заливки. Мелкие дефекты баббитовой заливки исправляют местной наплавкой. Вкладыши подшипников, у которых баббит изношен, отстал от тела вкладыша или выкрошился, перезаливают.