ДЕФЕКАЦИЯ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ.

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 13Следующая ⇒

Цель работы – закрепление и развитие значения, способов, средств и техники дефектации подшипников качения, приобретение практических навыков определения дефектов и их сочетания, использование средств контроля и руководства по капитальному ремонту автомобилей, уяснение характера работ, выполняемых дефектовщиком.

Содержание работы:

– подготовка исходных данных для дефектации;

– определение технического состояния подшипников;

– сортировка подшипников по результатам контроля;

– определение условий монтажа и демонтажа подшипников;

– оформление отчета о результатах отчета.

Оборудование, приборы, инструменты:

1. Лабораторный стол.

2. Прибор для проверки радиального зазора.

3. Лупа 4-кратного увеличения.

4. Штангенциркуль ШЦ-11-250-0, 05 (ГОСТ 166-80)

5. Микрометры МК-25-50-75 (ГОСТ 6507-78)

6. Нутрометр Н4-18-50 (ГОСТ 868-82)

Общие сведения:

Подшипники, применяемые в опорах машин и механизмов, делятся на два типа: скольжения и качения. В опорах с подшипниками скольжения взаимно подвижные рабочие поверхности вала и подшипника разделены только смазочным веществом, и вращение вала или корпуса происходит в условиях чистого скольжения. В опорах с подшипниками качения между взаимно подвижными кольцами находятся шарики или ролики, и вращение вала или корпуса происходит в основном в условиях качения.

При одинаковой грузоподъемности подшипники качения имеют (по сравнению подшипниками скольжения) преимущества: вследствие меньшего трения в момент пуска и при умеренных частотах вращения - меньшие осевые силы (примерно в 2-3 раза); относительной простоты обслуживания и подачи смазки; низкой стоимости (особенно при массовом производстве подшипников качения малых и средних габаритов); малая амплитуда колебания; небольшое сопротивление вращения в процессе работы механизма.

Кроме того, при использовании подшипников качения в значительной степени удовлетворяется требование взаимозаменяемости и унификации элементов узла (при выходе подшипников качения из строя его легко заменить новым).

Недостатки подшипников качения заключаются в относительно больших габаритах и достаточно большом сопротивлении вращению при работе на высоких частотах вращения, по сравнению с подшипниками скольжения, работающими в условиях жидкой смазки, когда поверхности шейки вала и вкладыша разделены тонким слоем смазывающей жидкости. Поэтому при создании высокоскоростных машин иногда приходится прибегать к установке подшипников скольжения, работающих в условиях, жидкой смазки, несмотря на значительные трудности в эксплуатации. Кроме того, в ряде случаев, подшипники качения обладают меньшей жесткостью, так как не могут вызывать вибрацию вала вследствие ритмичного прокатывания тел качения через нагруженную зону опоры.

К недостаткам опор на подшипниках качения можно отнести и более сложный их монтаж по сравнению с опорами на подшипниках скольжения разъемного типа.

Классификация подшипников:

Подшипники качения различают:

– по направлению воспринимаемой нагрузки относительно оси

– радиальные, радиально-упорные, упорно-радиальные и упорные;

– по форме элементов качения – шариковые и роликовые, причем ролики могут быть цилиндрическими (короткими, длинными, игольчатыми), коническими, бочкообразными и витыми;

– по способу монтажа – устанавливаемые непосредственно на шейке вала и устанавливаемые на шейке вала с помощью закрепительной втулки;

– по способности самоустанавливаться при неточном выполнении расточек или при перекосе вала – самоустанавливающиеся и несамоустанавливающиеся;

– по конструктивным признакам – с цилиндрическим или конусным отверстием внутреннего кольца, одинарные или двойные, сдвоенные, строенные, счетверенные и т.п.

В зависимости от отношений основных размеров, подшипники делятся на следующие серии: особо легкие, легкие, тяжелые и широкие.

Долговечность подшипников зависит от правильного выбора посадок и монтажа подшипниковых узлов. Поля допусков подшипников в зависимости от вида нагружения приведены в таблице 1.

Таблица 1

Нагружение колец	Поля допусков (по ГОСТ 25347-82)
вала под внутреннее кольцо	отверстие корпуса под наружное кольцо
Радиальные подшипники
Местное	h5; h6; js5; js6; g6; b6	H6; H7; H8; Js7; G7
Циркуляционное	n5; n6; m5; m6; k5; k6; js5; js6	K6; K7; M6; M7; N6; N7; P7
Колебательное	js5; js6	Js6; Js7
Радиально-упорные подшипники
Циркуляционное	n6; m6; k6; js6; h6; g6	N7; M7; K7; Js7; P7; H7

Примечание:

1. Для упорных подшипников шариковых и роликовых всех типов следует применять поле допусков для валов.

2. При выборе посадок подшипников узлов для конкретных изделий следует руководствоваться ГОСТ 3526-87.

Неправильно выбранные посадки, перекосы при монтаже, повреждения и загрязнения при сборке могут вызвать преждевременный выход подшипника из строя.

Материал деталей подшипников:

Кольца и тела качения подшипников изготавливаются в основном из сталей марок ШХ15, ШХ15СГ (ГОСТ 801-78) и марок ШХ20СТ, 15ХГТ и 2ОХ22Н4А (по специальности техническим условиям).

Кроме того, для особых условий эксплуатации детали подшипников изготавливают из коррозионно-стойких, жаропрочных и других марок сталей.

Твердость колец и тел качения у подшипников, работающих при температуре до 100 ⁰С следующая:

61-65… для ШХ-15 и 18 ХГТ

60-64… для ШХ 20 СТ

60-64… для ШХ 15 СГ

58-65… для 20Х2 Н 4А

Неоднородность кольца по твердости – не более 3 единиц.

Для изготовления штампованных стальных сепараторов применят стальную холоднокатаную ленту и листовую качественную углеродистую конструкционную сталь. Массивные сепараторы изготавливают из латуни, бронзовых и алюминиевых сплавов, магниевого чугуна, текстолита, а также из специальных сталей.

Условия обозначения подшипников:

Система основных обозначений предусмотрена ГОСТ 3189-78.

Условными обозначениями характеризуется:

а) диаметр вала в месте посадки подшипника (внутренний диаметр подшипника или втулки);

б) серия подшипника, т.е. один из установленных стандартами нормальных рядов подшипников, отмечающихся по наружному диаметру и ширине при одинаковой конструкции и одинаковых диаметрах отверстия;

в) тип подшипника, т.е. совокупность признаков, определяющих его основные свойства (направление воспринимаемой нагрузки и формы поверхностей тел качения);

г) конструктивные особенности подшипника;

д) точность подшипника.

В пределах диаметра от 20 до 495 мм внутренние диаметры подшипников определяются умножением двух правых цифр на 5. Для подшипников с внутренним диаметром от 10 до 20 мм это правило не действует.

Примеры: 00-d=10мм

01-d=12мм

02-d=15мм

03-d=17мм

Для подшипников у которых третья цифра справа равна 9, то правило так же не действует. Пример: подшипник помер 910 имеет внутренний диаметр 48 мм, а не 550 мм.

Серия подшипников определяется третьей и седьмой цифрой справа. При этом на третьем месте цифрой указывается серия подшипника по диаметру наружной поверхности.

8 и 9 – сверхлегкая

1 и 7 – особо легкая

2 и 5 – легкая

3 и 6 – легкая

4 – тяжелая

7 и 8 – неопределенная

9 – ненормальные диаметры

10 – малогабаритные

Тип подшипника указывается четвертой цифрой справа:

0 – шариковые радиально (60206)

1 – шариковый сферический (1610)

2 – радиальный с короткими роликами (2206)

3 – роликовый сферический

4 – радиальный с длинными роликами или игольчатый (954720)

5 – радиальный с витыми роликами (985713)

6 – шариковый радиально-упорный (26216)

7 – роликовый конический (7312)

8 – шариковый упорный (8206)

9 – роликовый упорный.

Конструктивные особенности подшипника указывается цифрой на пятом месте справа или двумя цифрами на 5 и6 местах:

1 – внутреннее кольцо высоким бортом;

4 – одно кольцо наружное разрезное;

5 – на наружн6ом кольце имеются канавка для установки стопорной шайбы;

6 – наличие защитной шайбы;

7 – наличие канавки для ввода шариков;

8 – внутреннее кольцо, увеличенное по высоте;

9 – внутреннее кольцо однобортное.

Серия подшипника по ширине указывается цифрой на седьмом месте справа:

7 и 0 – узкая

1 и 0 – нормальная

2 и 0 – широкая

3, 4, 5 и 6 – особо широкая

0 – особо узкая

8 – особо узкая

9 – низкая

7 – особо низкая

Дополнительные условные обозначения подшипника проставляются слева и справа от основного обозначения и характеризуют специальные условные изготовления данного подшипника. Дополнительные обозначения слева от основного характеризуют класс точности, радиальные зазоры или осевую игру подшипника.

Примеры:

6-212 – подшипник шариковый радиальный однородный, легкой серии (212), класса точности 6.

5-2210 – подшипник роликовый радиальный однорядный с короткими цилиндрическими роликами (2210) класса точности 5.

2-6-307 – подшипник шариковый радиальный однородный (307) класса точности 6 с радиальным зазором по ряду 2.

3-0-2216 – подшипник роликовый с короткими цилиндрическими роликами (2216) класса точности 0 с радиальным зазором по ряду 3.

1-02097732 – подшипник роликовый конический двухрядный (2097732) класса точности 0 с радиальным зазором по дополнительному ряду 1.

3614 – подшипник роликовый сферический двухрядный (3614) класса точности 0 с радиальным зазором по основному ряду.

Подшипникам с радиальным зазором по основному ряду, или с осевой игрой по нормальному ряду дополнительные обозначения не присваиваются.

Подшипники с малыми зазорами и специальными допускаемыми отклонениями размеров посадочных поверхностей обозначаются буквами НТ. Например НТ209.

Подшипники специального применения с малыми зазорами и ужесточенными допусками на габаритные размеры обозначаются НЧ. Например НЧ 309.

Дополнительные обозначения применяются справа от основного обозначения, характеризуют изменение металла или конструкции детали, специальные технические требования, предъявляемые к подшипникам.

Б – сепаратор из безоловянистой бронзы

Г –сепаратор массивный из черных металлов

Д – сепаратор из алюминиевых сплавов

Л – сепаратор из латуни

Е – сепаратор из пластических материалов (текстолита и др.)

Р – детали из теплоустойчивой стали

С1, С2, С3, С4 и т.п. – подшипники с двумя защитными шайбами, заполненные специальной смазкой

Т, Т1, Т2, Т3 и т.д. – специальные требования к температуре отпуска детали по твердости и механическим свойствам цифра Т обозначает температуру отпуска колей (200, 225, 250, 300 С)

У – специальные требования к чистоте обработки, радиальному зазору и осевой игре

Х – детали из цементируемой стали

Ш – специальные требования к шуму

Э – Детали из стали ШХ со специальными присадками (ванадий, кобальт и др.)

Ю – детали из нержавеющей стали

Я – кольца или тела качения из пластмассы, керамики и т.д.

Вид и характер дефектов:

Условия работы подшипника завися от типа и места установки. В общем случае, условия работы определяются воздействием сил трения, коррозии, температуры, вибрации и переменной по величине многократной контактной нагрузки.

В процессе работы у подшипников возникают износы, механические и коррозионные повреждения тел качения, рабочих и посадочных поверхностей, увеличиваются зазоры и неравномерность вращения, трещины и сколы наружных и внутренних колец подшипника. Большинство подшипников (75%) выбраковываются из-за увеличения зазоров выше предельных значений, из-за износа посадочных поверхностей – 21%. Повреждения рабочих поверхностей дорожек и тел вращения встречаются у 11% подшипников, а поломки – у 9%.

Проверка подшипников качения перед монтажом:

Перед сборкой подшипники должны быть очищены от защитной смазки и грязи и посторонних частиц. Для этого их тщательно 2-3 раза промывают в 6%-ном растворе минерального масла, бензине или в горячих (70-75⁰С) антикоррозионных водных растворах. Доля снятия статического заряда рекомендуется добавлять в бензин антистатическое вещество – сигбол. Для очистки мелких подшипников применяют ультразвуковой способ. После промывки подшипник проверяют на легкость вращения и шум. Для этого удерживают за внутреннее кольцо, в горизонтальном положении вращая наружное кольцо. Вращение должно быть легким и плавным.

При внешнем осмотре проверяются видимые дефекты, а именно: на рабочих поверхностях подшипника не допускаются темные пятна или раковины, забоины, вмятины, глубокие риски или царапины, выкрашивание, шелушение, трещины и сколы.

На монтажных поверхностях допускаются: выработка не более 60% рабочей поверхности на одном торце кольца (в пределах допуска на его ширину): следы зачистки мелких забоин и ржавчины; единичные грубые шлифовальные риски; единичные мелкие токарные риски;, охватывающие 2/3 окружности кольца, длиной каждая не более 1/2 окружности; пучок мелких токарных рисок общей шириной не более 1/2 ширины кольца и длиной не более 1/2окружности; чернота размером не более 10% площади шлифовальной поверхности; ожоги, видимые без травления. Нельзя применять подшипники, имеющие коррозию и видимые не поверхности колец и тел качения ожоги, трещины, забоины, вмятины, чрезмерное провисание сепаратора, деформированные сепараторы, а так же сепаратор с дефектной сваркой клепкой.

Зазор между кольцами и телами качения в подшипники до посадки его на рабочее место называется начальным радиальным зазором и измеряется на специальном приборе, а их величины приведены в табл. 2

Номинальный диаметр подшипника по отверстию определяется по условному обозначению подшипника, а действительный размер измеряется штангенциркулем. Если действительные значения параметров подшипником вышли за пределы допустимых (табл. 2), то такие подшипники выбраковываются.

Таблица 2

Интервал номинальных диаметров, мм	Нижнее допустимое отклонение, мкм
d_m	D_m	В
Свыше 18 до 30	-10	-9	-120
Свыше 30 до 50	-12	-11	-120
Свыше 50 до 80	-15	-13	-150
Свыше 80 до 120	-20	-15	-200
Свыше 120 до 150	-25	-18	-250

Параметры подшипников обозначаются следующим образом:

d – диаметр отверстия внутреннего кольца

D – диаметр наружной поверхности наружного кольца

В – ширина колец подшипников

d_m, D_m – средний диаметр внутреннего и наружного колец

d_m = (d_мах +d_min)/2

D_m = (D_max +D_min)/2

где D_max_,d_мах – наибольшие;

D_min, d_min – наибольшие значения диаметра, полученные при измерении.

Регулировка зазора в подшипниках:

Работа подшипника в узле машин зависит от наличия в нем оптимального зазора между кольцами и телами качения.

В подшипниках радиальных типах (нерегулируемых) различают три вида радиальных зазоров:

начальный зазор – зазор в свободном подшипнике до его посадки на рабочее место;

посадочный зазор – зазор в подшипнике после посадки его на вал и в корпус узла машин;

посадочный зазор всегда меньше начального зазора следствии изменения диаметров колец подшипников из-за посадочных натягов;

рабочий зазор – зазор в подшипнике в его рабочем состоянии, т.е. под рабочей нагрузкой при установившемся температурном режиме.

У подшипников регулируемых типов необходимые зазоры (осевая игра) устанавливаются в процессе монтажа в узле механизма при этом у радиально-упорных подшипников осевая игра может иметь как положительное значение, так и отрицательное при так называемом предварительном натяге. Имеющийся в шариковых радиально-упорных подшипниках повышенный начальный радиальный зазор обеспечивает возможность получения необходимого углового контакта между шариками и дорожками качения колец. Нормирование начальных радиальных зазоров, от которых в значительной мере зависят величины рабочих зазоров подшипников, имеет целью обеспечить радиальное распределение действующей на подшипник нагрузки между телами качения; необходимое при работе смещение вала (или корпуса) в радиальном и осевом направлениях в пределах зазора в подшипнике; уменьшение вибрации и шума при работе подшипника. Величины осевой игры подшипников приведены в табл. 4, 5.

При несоблюдении величины осевой игры расчетная долговечность подшипников не гарантируется.

Величина осевой игры ряда 1 распространяется на подшипники, установленные по два в одной опоре.

Величины осевой игры ряда 2 распространяются на подшипники, установленные по одному в опоре.

Регулирование осевого зазора в радиально-упорных подшипниках (шарикоподшипниках), конических роликоподшипниках обеспечивается при монтаже путем осевого смещения одного кольца относительно другого. Это достигается установкой прокладок под крышку подшипника применением подшлифованных колец или с помощью регулировочных винтов и гаек.

Величины начальных радиальных зазоров в подшипниках приведены в приложении 3.

Значение осевой игры подшипников, значение осевых зазоров для двойных и сдвоенных одинарных упорных шарикоподшипников приведены вприложении 3.

Порядок выполнения работы:

1. Ознакомиться с организацией рабочего места и проверить его комплектность.

2. Изучить конструктивно-технологическую характеристику подшипников качения и дефекты.

3. Изучить оборудование и оснастку.

4. подготовить подшипники к дефектации.

5. Определить состояние подшипников визуально.

6. Проверить подшипники на шум и легкость вращения.

7. Измерить радиальный зазор в подшипниках. Зазор определяют при трех положениях кольца через 120⁰. Наибольшее из полученных за цикл измерений записать в отчет

8. Отметить посадочные поверхности колец. При этом измерить D, d и В в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Рассчитать D_m, d_m b В_m/

9. Дать анализ полученных результатов.

10. Составить отчет и защитить его у преподавателя.

Содержание отчета:

1. Название работы.

2. Содержание задания и необходимое оборудование и инструмент.

3. Результаты измерений и расчетов.

4. Вывод.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Как расшифровываются условные обозначения подшипников качения?

2. Назовите типы подшипников качения и их детали.

3. Какие материалы применяются при изготовлении деталей подшипников качения?

4. Какие основные дефекты подшипников качения и причины их возникновения?

5. Как определить радиальный зазор подшипников качения и как он влияет на работу механизма?

ЛИТЕРАТУРА [14-16]

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 9 10 Следующая ⇒