Ответ: Сборка узлов с подшипниками качения

Требования: подшипники качения должны легко вращаться, иметь радиальное и осевое биение в заданных пределах и занимать точное положение относительно основных баз корпуса.

Подшипник качения должен точно фиксировать положение вала в сборочной единице; на него не должны влиять дополнительные нагрузки от температурных деформаций вала и перетяжки узла при его монтаже.

Выполнение этих требований зависит от правильности выбора посадки подшипников на вал и в корпус, от точности обработки посадочных мест валов и корпусов. Выбор посадок и требований к посадочным поверхностям является задачей конструктора.

Легкое вращение и долговечность подшипников зависят от зазоров между телами качения, внутренним и наружным кольцами.

Радиальные зазоры бывают начальными, посадочными и рабочими.

При установке подшипника на вал или в корпус изменяются диаметры внутреннего и наружного колец подшипника, а следовательно, и радиальный зазор.

В процессе работы происходит нагрев колец подшипника и радиальный зазор также изменяется.

Поэтому при сборке важно обеспечить максимальное приближение посадочного радиального зазора к его расчетному значению.

Так как в процессе работы подшипника вращающееся кольцо имеет равномерный износ, то его устанавливают на вал или в корпус с гарантированным натягом.

Невращающееся кольцо при такой посадке будет иметь неравномерный износ по окружности, поэтому для него выбирают переходную посадку, обеспечивающую возможность его проворота в процессе работы.

Посадка внутренних колец подшипников качения на вал осуществляется по системе отверстия, а наружного кольца в корпус — по системе вала.

Содержание операции

Сборка подшипниковых узлов состоит из следующих этапов: расконсервация подшипников, их контроль, установка подшипников на вал или в корпус, установка вала в корпус.

Расконсервацию подшипников проводят в 6 %-ном растворе масла, бензине или в горячих (75-85° С) антикоррозийных растворах, например, следующего состава, %: триэтаноламин 0,5-1,0, нитрат натрия 0,15-0,2, смачиватель 0,02 ... 0,1, остальное - вода.

Промывку подшипников в бензине осуществляют в специальной таре, добавляя 6...8% (по объему) минерального масла (Индустриаль-ное-12 или Минеральное-20).

Подшипники опускают в раствор и, придерживая внутреннее кольцо, вращают наружное до тех пор, пока со всех деталей не будет удалена антикоррозионная смазка.

Подшипники на вал или в корпус для сборочных единиц нормальной точности устанавливают прессованием по посадке с натягом. Более точный радиальный зазор в подшипнике обеспечивает сборка с нагревом подшипника и охлаждением вала.

При установке на вал подшипники независимо от применяемой посадки следует нагреть в минеральном масле, температура которого не должна превышать 100°С.Подшипник нагревают в масляной ванне при 80-120 °С в течение 15-20 мин. Вал охлаждают в жидком азоте до -190° С.

Кроме того, на подшипниках, поступивших на сборку, не должно быть следов коррозии, заусенцев, царапин, забоин и острых кромок; вращаться они должны плавно, без заедания. К установке подшипников приступают только после проверки посадочных мест на валу и в корпусе. Геометрические размеры и форма посадочных мест должны точно соответствовать указанным в чертеже.

В процессе запрессовки подшипника на вал или в корпус необходимо использовать специальные приспособления, имеющие направляющие и ориентирующие элементы (оправки с буртиками).

Запрессовку крупногабаритных подшипников качения выполняют с помощью специального приспособления с гидравлическим приводом.

При использовании приспособления в зону контакта сопрягаемых деталей подается масло, которое обеспечивает жидкостное или полужидкостное трение, что значительно снижает требуемое усилие запрессовки.

Часто внутреннее кольцо подшипника фиксируют на валу только за счет соответствующей посадки (рис.а), но такая фиксация не гарантирует отсутствия осевого перемещения подшипника в процессе работы.

Для надежной фиксации внутреннего кольца подшипника на валу от осевых перемещений применяют дополнительное крепление:

пружинным стопорным кольцом (рис. б), которое закладывают в кольцевую канавку на валу; торцевой шайбой (рис. в), закрепляемой на валу винтом; упорной гайкой со стопорной шайбой (рис.г); распорной втулкой с гайкой (рис. д).

Подшипники малых размеров в прецизионных изделиях целесообразно устанавливать на вал или в корпус методом ультразвуковой запрессовки, так как нагрев подшипника или охлаждение вала не обеспечивают необходимого изменения диаметра для создания монтажного зазора.

При сборке прецизионных подшипниковых опор, например в станкостроении, с целью повышения их жесткости и уменьшения осевого и радиального биений в них создают предварительный натяг. Его создают приложением постоянной осевой нагрузки, под воздействием которой происходит смещение одного из колец подшипника относительно другого на величину, равную заданному предварительному натягу.

Это смещение обеспечивает ликвидацию осевого зазора и создает начальную упругую деформацию в местах контакта рабочих поверхностей колец подшипника с телами качения.

Обеспечение радиального зазора.

Его определяют по осевому зазору в радиальном подшипнике. Вал с подшипниками устанавливают в приспособлении (рис. б).

Измерения производят до и после приложения силы pq. Разность показаний индикатора 1 дает значение осевого зазора С.

Радиальный зазор находят из формулы

где r - радиус желоба, мм; dш - диаметр шарика, мм.

Радиальный зазор в коническом роликовом подшипнике регулируют осевым смещением наружного кольца на величину е, которая связана с радиальным зазором соотношением

где - угол наклона ролика, град.

Практически осевое смещение, рассчитанное по необходимому радиальному, определяют следующим способом. Крышку 2 (рис. б) затягивают до тугого вращения вала, что гарантирует выборку всех зазоров. Измеряют зазор е. Крышку снимают, подбирают и устанавливают прокладку и возвращают крышку на место.

При сборке блока подшипников необходимо обеспечить равномерное распределение радиальной и осевой нагрузок по подшипникам.

Это достигается подбором подшипников с минимальной разницей размеров В. Распорные втулки 1 и 8 также подбирают по размерам А и А1 или совместно обрабатывают.

В узлах с подшипниками качения, работающих при больших скоростях вращения, необходимо стремиться к минимальному (нулевому) радиальному зазору для уменьшения возможных осевых колебаний

При установке вала в разъемный корпус из-за погрешностей формы гнезд под подшипник в корпусе или крышке возникает необходимость их пригонки. Ее производят пришабриванием по пятну контакта с подшипником.

Для получения пятна контакта подшипник смазывают краской, устанавливают вал в корпус и накрывают крышкой без затяжки крепежных деталей. Пришабривание позволяет получить более полное прилегание подшипника и равномерную деформацию кольца подшипника в радиальном на­правлении в процессе затяжки крепежных деталей.

В конструкциях, которые предусматривают регулировку осевого смещения резьбовыми деталями, зазор в подшипниках создают затяжкой резьбовой детали с силой, обеспечивающей выборку осевых зазоров.

В упорных подшипниках необходимо обеспечить нулевой осевой зазор между шариками и кольцами подшипника.

Регулировку зазора производят шайбой 2 и затяжкой болта.

Сила затяжки резьбовой детали должна иметь небольшую погрешность относительно расчетного значения. Малое радиальное смещение колец подшипника одно относительно другого гарантируют точностью обработки деталей, входящих в узел.

24. Проектирование операций сборки игольчатых подшипников.

Ответ: Монтаж игольчатых подшипников.

Применяют когда в узлах действуют большие инерционные силы, а габаритные размеры узла и его масса ограничены.

Такие подшипники имеют две рабочие поверхности - внутреннюю и наружную. В комплект входят также иглы - ролики малого диаметра и большой длины, и боковые ограничители, предупреждающие выпадание роликов из узла.

По сравнению с шариковыми и роликовыми игольчатые подшипники имеют гораздо больший радиальный зазор, соизмеримый с радиальным зазором подшипников скольжения.

Сборку с игольчатыми подшипниками начинают с подбора тел качения по размеру наружного диаметра и длине.

Точность подбора не более 0,005 мм по диаметру и 0,1 мм по длине.

Монтаж игольчатого подшипника ведется по схеме показанной на рисунке:

1. на поверхность шейки вала наносят слой консистентной смазки;

2. устанавливают вал 1 в монтажное полукольцо 2;

3. в зазор между валом 1 и монтажным полукольцом 2 вводят, постепенно поворачивая вал, последовательно игольчатые роли­ки 3 до тех пор, пока весь комплект игл не будет установлен;

4. надевают на вал охватывающую деталь, смещая монтажное кольцо.