Рис. 14.5. Схемы монтажа подшипников качения:
а — при помощи подкладного кольца; б и в — при помощи монтажной трубы; г — при помощи специальной оправки; д — при помощи гайки.Собранный подшипник должен работать без повышенного шума, стуков и нагрева колец. Подшипник, напрессованный на вал или запрессованный в гнездо, должен вращаться без заедания.
Посадочные места под подшипники после восстановления должны иметь нормальные размеры, а овальность и конусообразность их не должны превышать допустимых величин. В случае ослабления посадки не допускается кернение посадочных мест под подшипник.
14.4. Уплотняющие устройства подшипниковых узлов
Уплотняющие устройства служат для защиты подшипника от пыли, грязи, металлической стружки, опилок, влаги и пр., а также от утечки из него смазки. В случае применения пластичного смазочного материала уплотнение защищает подшипниковый узел от попадания в него масла из корпуса.
Основные типы уплотняющих устройств.
1. Войлочные и фетровые кольца (рис. 14.6, а) прямоугольного сечения. Внутренний диаметр кольца равен диаметру вала, наружный— диаметру канавки, ширина кольца для валов диаметром 10–35 мм — 6 мм, 40–70 мм — 9 мм, 75–110 мм — 12 мм. Кольцо, деформируясь в канавке крышки или корпуса, прижимается к валу и уплотняет узел.
Применяются преимущественно при пластичном смазочном материале и, реже, при жидком, допуская окружную скорость до 7–8 м/с при полированной и до 4 м/с при шлифованной поверхности вала, надежны против пыли и грязи, но менее надежны против вытекания масла. Шероховатость поверхности вала под уплотнением должна быть Ra = 0,8–0,4 мкм.
Имеют место конструкции с несколькими кольцами (рис. 14.6, б) и с подтяжкой кольца гайками (рис. 14.6, в), дополнительными крышками, пружинами. Монтаж колец ведут с помощью конусных оправок, предварительно пропитав кольцо горячим минеральным маслом.Рис. 14.6. Уплотняющие устройства подшипниковых узлов
2. Манжетные уплотнения. Имеют различные конструкции с употняющим элементом из кожи, резины или синтетических материалов, закрепленным в металлическом корпусе (рис. 14.6, г), или армированные металлическим каркасом (рис. 14.6, д). В зависимости от предпочтительности защиты от пыли или от утечки смазочного материала манжету устанавливают уплотняющей кромкой к подшипнику или наоборот.
Допускаемая окружная скорость зависит от материала манжеты и составляет обычно 10 м/с, хотя может достигать 20 м/с. Допускаемое избыточное давление — 0,05 МПа. Шероховатость поверхности вала под уплотнением Ra — 0,40–0,20 мкм, желательно полирование. Предельное радиальное биение при частоте вращения вала до 500 об/мин — 0,20 мм, 500– 1500 об/мин — 0,15 мм, 1500–4000 об/мин — 0,08 мм.
При монтаже манжеты на валу следует использовать манжетную втулку, если на валу отсутствует заходная фаска или если манжета при установке проходит через шлицы, резьбу, пазы и т. д. (рис. 14.7, а). Запрессовывать манжеты в посадочное отверстие следует с помощью специальной оправки (рис. 14.7, б).Рис. 14.7. Установка манжет
3. Лабиринтные уплотнения (рис. 14.6, в). Имеют вращающуюся вместе с валом втулку с выступами, заходящими во впадины неподвижной крышки или корпуса. Образующийся зазор (в радиальном направлении — 0,2–0,5 мм, в осевом–1,0–2,5 мм) сложной формы за счет затекающего в него и удерживающегося там смазочного материала уплотняет узел. Применяются при всех видах смазки и любых окружных скоростях. Отсутствуют потери на трение, износ деталей уплотнения.
4. Кольцевые проточки (три или четыре) в крышке (рис. 14.6, ж) радиусом 1,5–2,5 мм в зависимости от диаметра вала.
5. Смазочный материал. Попадая в канавки, он удерживается в них и уплотняет узел.
6. Защитные шайбы, точеные или штампованные. При пластичном смазочном материале чаще ставятся между подшипником и корпусом (рис. 14.6, з), а при жидком — между подшипником и валом (рис. 14.6, и, к). Для лучшего уплотнения на точеной шайбе могут выполняться треугольные проточки. Служат для удержания масла защиты от загрязнения, а также для предохранения от попадания в подшипник излишнего смазочного материала.
7. Маслоотбойные кольца и канавки. Применяются при жидком смазочном материале и высоких окружных скоростях (более 6 м/с). На валу ставится разрезное или цельное кольцо (рис. 14.6, л, м), выполняется выступ заодно с валом (или протачиваются канавки) (рис. 14.6, н, о). Центробежная сила отбрасывает масло с выступающих гребней вала в кольцевую канавку крышки, откуда оно через отверстия стекает в корпус. Применение колец или выступа на валу требует разъемной конструкции крышки.
8. Подшипники, изготовленные заодно с одной или двумя защитными шайбами, предохраняющими подшипник от загрязнения и удерживающими смазочный материал (в случае нежелательности установки уплотнительных устройств вследствие ограничения габаритов или неудобств обслуживания). Подшипник с двусторонним уплотнением заполняется на заводе-изготовителе пластичным смазочным материалом.14.5. Контроль качества сборки подшипников скольжения и качения
Основной критерий работоспособности подшипника скольжения — правильная установка подшипниковых опор, обеспечивающая их соосность. С этой целью во время предварительной установки подшипниковых опор применяют макетный вал. Соосность установки подшипниковых опор можно проверить несколькими способами: эталонным валом; линейкой и щупом; струной и штихмасом; микрометрическим нутромером; оптическим методом.
Эталонный вал рассчитывают таким образом, чтобы его диаметр имел отклонения от номинального размера, соответствующие допускаемым отклонениям от соосности. Он должен проходить во все втулки и легко вращаться в подшипниках.
В тех случаях, когда требуется повысить точность установки опор, применяют струну, которую подключают к электрической схеме низкого напряжения (рис. 14.8, в). В момент касания измерительным инструментом струны и расточки в корпусе подшипника происходит замыкание электрической цепи, загорается сигнальная лампочка.Рис. 14.8. Схемы проверки подшипников:
а — линейкой; б — струной; в — струной, включенной в электрическую цепь; 1 — стойка; 2 — ролик; r — радиус вкладышей; Н — расстояние между струной и основанием опоры; h — расстояние от нониуса до опорыНаибольшую точность соосности подшипниковых опор дают оптические методы контроля с применением специальных приборов — телескопа и коллиматора (рис. 14.9) или автоколлиматора и зеркала. Для особо точного центрирования подшипниковых опор применяют автоколлиматор с лазерным устройством, который обеспечивает точность до 0,8 мкм на 1 м длины при линейных измерениях и до 2 минут — при угловых.
Рис. 14.9. Схемы контроля взаимного расположения подшипниковых опор с помощью коллиматора и телескопа:
1 — коллиматор; 2 — телескопДля контроля точности сборки отдельно стоящих подшипниковых опор применяют динамометры, которые измеряют нагрузки под каждой из них. Динамометры устанавливают в лапах подшипниковых опор и по их показаниям регулируют положение осей.
Этот метод применяют при контроле соосности крупногабаритных подшипников.
После контроля соосности опор подшипников скольжения приступают к сборке и пригонке вкладышей подшипников к шейкам валов, предварительно притертым и покрытым тонким слоем краски.
В подшипниках качения различают радиальные и осевые зазоры. После установки колец на вал и в корпус радиальные зазоры проверяют на отсутствие качки. При этом подшипник при проворачивании вручную должен вращаться легко и плавно. Осевые зазоры регулируют за счет смещения одного кольца относительно другого, проворачивая кольцо с телами качения для правильной их самоустановки. Напрессованные на вал кольца упорных подшипников проверяют на осевое биение с помощью индикатора.
После установки подшипников качения проверяют плотность прилегания колец к заплечникам вала с помощью щупа, который вводят в зазор между заплечником вала и подшипниковым кольцом. Для демонтажа подшипниковых узлов применяют специальные приспособления — съемники.
Контрольные вопросы
1. В чем заключаются различия между валами и осями?
2. Назовите технические требования к валам.
3. Расскажите о сборке коленчатого вала пускового двигателя.
4. Как осуществляют сборку составного вала при помощи фланцев?
5. Опишите проверку соосности концов валов двух разных сборочных единиц.
6. Как выполняют сборку неразъемных подшипников скольжения?
7. Что необходимо сделать при установке подшипников качения?
8. Перечислите основные типы уплотняющих устройств подшипников.
9. Как контролируют качество сборки подшипников с помощью струны, включенной в электрическую цепь?
10. Как и чем регулируют радиальные осевые зазоры подшипников качения?Глава 15 Сборка механизмов передачи движения
15.1. Общие сведения о зубчатых передачах
Зубчатые передачи — это передаточные механизмы, звеньями которых являются зубчатые колеса, служащие для передачи движения и с изменением угловой скорости, момента по величине и направлению путем непосредственного контакта. Такие передачи получили широкое применение благодаря таким преимуществам перед другими видами передач, как:
● высокий КПД (до 0,99) и возможность передачи мощностей от долей до десятков тысяч киловатт при окружных скоростях до 150 м/с;
● надежность и долговечность работы в различных условиях эксплуатации.
В зависимости от взаимного расположения геометрических осей ведущего и ведомого валов в пространстве зубчатые передачи классифицируют следующим образом:
● цилиндрические с параллельными осями валов (рис. 15.1, а, б);
● конические с пересекающимися осями (рис. 15.1, в);
● винтовые и червячные с перекрещивающимися осями (рис. 15.1, г).
По форме профиля зуба различают зацепления эвольвентное, циклоидальное и круговое — зацепление Новикова. Наибольшее распространение получили передачи с эвольвентным зацеплением.