Блог слесаря-ремонтника и механика по наладке оборудования. Монтаж подшипников качения Подшипник 2317 как правильно ставится на вал

Предупреждение: все автомобили разные. Нижеперечисленные инструкции - это только общие, принципиальные указания; они не являются точным руководством по ремонту какого-то конкретного автомобиля. Если в процессе или после окончания работы вы столкнулись с сомнениями или затруднениями, то стоит обратиться за помощью в автомастерскую. Таким образом вы избавите себя от дальнейших потерь времени, нервов и, в долгосрочной перспективе, - денег.

Поставьте автомобиль на ровную поверхность. До замены ступичных подшипников, как и при любых других работах с автомобилем, вам необходимо предпринять все обязательные меры предосторожности для обеспечения собственной безопасности. Самое худшее, что может произойти в данном случае - ваш автомобиль может внезапно сдвинуться с места или покатиться. Перед началом ремонта припаркуйтесь на ровной площадке. Поставьте селектор АКПП на паркинг (если коробка ручная - включите первую скорость или нейтраль) и задействуйте ручной тормоз.

Подставьте под колеса, на которых вы не собираетесь менять подшипники, противоподкатные башмаки. Было бы разумно для улучшения устойчивости зафиксировать колеса автомобиля крепкими упорами. Конечно же, подкладывать башмаки имеет смысл под колеса, с которыми вы не собираетесь работать, ведь колесо с проблемной стороны перед снятием будет вывешено. К примеру, если вы собираетесь менять ступичные подшипники на передке, то башмаки надо подложить под задние колеса, и наоборот - если работы будут проводиться с задними колесами, то фиксировать нужно передние.

Ослабьте колесные гайки и поддомкратьте колесо. Для того чтобы получить полный доступ ко всем внутренним элементам, сначала необходимо вывесить колесо, ступичный подшипник которого вы собираетесь менять. К счастью, для этих целей подавляющее большинство автомобилей укомплектовано домкратами. Но перед тем как начинать подъем, имеет смысл стронуть гайки колесным ключом, потому что срывать их на вывешенном колесе гораздо сложнее. После этого осторожно поддомкратьте колесо. Если ваш домкрат не справляется, то купите в ближайшем автомагазине подходящую замену. Для получения более подробных инструкций о том, как поднимать колесо на домкрате, прочитайте статью «Как поменять шину ».

• Чтобы не допустить опасного соскальзывания, перед подъемом убедитесь, что лапа домкрата четко зафиксирована в посадочном месте, а его пятка твердо стоит на земле. Также очень важно, чтобы домкрат под днищем автомобиля упирался в прочную металлическую поверхность, потому что хрупкие пластиковые детали типа молдингов мгновенно сломаются под весом машины.

При ремонте генератора часто возникает необходимость снятия подшипника с вала. А поскольку практически всегда подшипник одевается на вал в горячем состоянии, то произвести процесс демонтажа подшипника без специального съемника подручными средствами не так уж просто.

Как снять подшипник с вала

Прежде чем начинать процесс демонтажа подшипника необходимо освободить доступ к подшипнику, сняв всевозможные кронштейны, шпонки или стопоры. С помощью мягкой ветоши, смоченной в керосине или индустриальном масле, необходимо очистить поверхность вала от пыли, грязи, песка из стружки.

Снятие подшипника, особенно если в дальнейшем планируется его дальнейшее использование необходимо производить, лишь убедившись в полной чистоте всех узлов и деталей. Ни в коем случае не нужно греть подшипник зажигалкой или горелкой – таким образом, Вы измените механические свойства металла, в результате чего подшипник придется выкидывать вместе с валом! Также не стоит бить по подшипнику или валу молотком или кувалдой даже через надставку из мягкого металла. Как правило, валы каленые, а китайские и вовсе изготавливаются из колкого чугуна - от резкой ударной нагрузки могут лопнуть. В любом случае необходимо использовать съемник подшипника, который можно легко изготовить из подручных материалов за пять минут.

При ремонте бензогенератора попалось хорошее руководство по эксплуатации, монтажу и обслуживанию стандартных генераторов переменного тока Kato Engineering Inc в котором нарисован простой, но при этом эффективный съемник для подшипника. Для его изготовления не нужно заказывать токарные или фрезерные работы – у каждого в гараже найдется подходящий мотлох из которого можно сделать съемник для подшипника.

При работе съемником главное условия снятия подшипника с сохранением является упор съемника в нижнее кольцо подшипника. При этом под упорный винт необходимо подложить мягкий металл – алюминиевый, медный или латунный вкладыш, который за счет собственной деформации сохранит вал от разрушающих избыточных усилий.

Как поставить подшипник на вал

Перед тем как одевать подшипник на вал его необходимо подготовить –тщательно очистить от грязи, промыть в керосине или индустриальном масле. Подшипник также необходимо подготовить к одеванию на вал. Технологически лучше всего подшипник предварительно нагреть до температуры 110 °C – 120 °C. В зависимости от конструкции подшипников и его технических характеристик подшипники в домашних условиях можно нагревать различными способами в чистой газовой или электрической печи, духовом шкафу, индукционным нагревателем, нагревом в масляной ванне.

Нагретый подшипник аккуратно чтобы не обжечься насаживают на вал и с помощью трубки подходящего диаметра из мягкого материала и киянки. Для того чтобы одеть правильно разогретый подшипник большого усилия не потребуется, при этом помните, что киянкой можно постукивать только по трубке из мягкого материала легкими интенсивными движениями с направлением усилия вдоль оси вала. Усилие от киянки через трубку должно передаваться только на внутреннее кольцо и никоим случаем не на внешнее! Когда подшипник упрется в заплечики на валу, остановитесь и дайте валу с подшипником в сборе остыть. После полного остывания подшипника можно будет продолжить установку вала на оборудование.

Установка подшипников гарантирует длительную нормальную работу узла только при сочетании следующих основных факторов:

• отсутствие загрязнений;
• необходимый уровень технической компетенции и слесарных навыков исполнителя;
• наличие соответствующего инструмента и оснастки;
• надлежащая подготовка монтажных мест и подшипника;
• соблюдение порядка и правил сборки;
• смазка;
• проверка качества выполненных работ.

Предварительная подготовка к установке подшипников

Порядок подготовки монтажных мест и общеподготовительных мероприятий:

• подготовить рабочее место, максимально снизив риск загрязнения и запыления в процессе работы;
• подготовить измерительный и монтажный инструмент, очистить его;
• осмотреть и очистить посадочные места под установку подшипников: замятия заплечиков, забоины, заусенцы, наклеп, небольшие вспучивания металла следует аккуратно убрать шабером, напильником, мелкой наждачной бумагой или с помощью станочного парка;
• промерить посадочные места и записать результаты;
• проверить валы на прямолинейность оси (отсутствие изгиба): проверку целесообразно проводить при вращении вала в центрах с помощью специальных приборов (увеличение эксцентриситета от сечения к сечению в направлении от края к середине указывает на искривление вала и ведет к необходимости его замены);
• по результатам осмотра и замеров посадочного места установить его соответствие требованиям ГОСТ 3325 по полям допусков, посадкам, требованиям по шероховатости, отклонениям формы и расположения;
• при необходимости – исправить посадочные места или заменить детали на новые с необходимыми параметрами;
• очистить каналы для подвода смазки от стружки, пыли и других загрязнений, продуть их сжатым воздухом;
• приготовить смазку.

• на валу – микрометром;
• в корпусе (подшипниковых щитах) - индикаторным нутромером.

Замеры производятся в нескольких местах с тем, чтобы, помимо величины диаметра, установить величину овальности и конусности посадочного места. Размер определяется как среднее арифметиче­ское трех измерений в каждой из плоско­стей с поворотом последовательно на треть окружности (120°).

Подшипники монтируются на вал ротора и в корпус (подшипниковый щит) с определенным натягом или зазором. Разность между диаметром отверстия подшипника и диаметром вала в пользу первого называется зазором. Если же диаметр вала больше, чем диаметр отверстия подшипника, то разность между ними называется натягом. Характер и величина натяга или зазора при сопряжении двух деталей называется посадкой.

При анализе замеров следует помнить, что чаще всего, если технической документацией и конструкцией узла не предусмотрено иное, при установке подшипника одно его кольцо должно иметь прессовую посадку с натягом в 0,01-0,03 мм, а другое - посадку скольжения с зазором от 0 до 0,03-0,04 мм.

Прессовую посадку внутреннего кольца подшипника и скользящую наружного его кольца применяют в случаях, когда вращающейся деталью является вал (например, валы коробки перемены передач, главной передачи трансмиссии и др.).

Если деталь узла вращается на неподвижной шейке (например, на ступице колеса), то прессовую посадку должно иметь наружное кольцо подшипника, а скользящую - внутреннее.

При прессовой посадке кольца предупреждается износ вращающейся детали (шейки вала, ступицы и др.), а при скользящей посадке другого кольца оно может несколько проворачиваться, что устраняет одностороннюю нагрузку тел качения на кольцо, уменьшает его износ и повышает общий срок эксплуатации подшипника.

Встречаются и конструкции с одновременной посадкой и наружного, и внутреннего кольца, что следует учесть при интерпретации результатов замеров и подборе монтажной оснастки.

Посадочное место так же можно промерять специальным калибром нужного размера, при этом применять сам подшипник не рекомендуется.

Нормальная высота упорного бурта (заплечика) сопрягаемой детали должна быть приблизительно равна половине толщины кольца подшипника. Это необходимо для того, чтобы за незакрытую заплечиком поверхность боковины кольца можно было осуществить захват съемником для извлечения подшипника. Для фиксации в осевом направлении кроме заплечиков могут применяться распорные втулки, пружинные стопорные кольца, различные гайки и др.

Подготовка подшипника к установке

Если есть такая возможность, то под фактические размеры вала или корпуса следует произвести селективный подбор подшипника из нескольких. Выбор следует остановить на подшипнике, у которого размеры наружного и внутреннего колец в сочетании с реальными размерами посадочного места обеспечат необходимую посадку. Это позволит избежать чрезмерно свободной или недопустимо плотной посадки, а значит, избежать ненормальной работы подшипника, в т.ч. перегрева из-за уменьшения необходимого радиального зазора в нем.

Порядок подготовки подшипника к установке:

• извлечь подшипник из заводской упаковки для проверки (выполняется непосредственно перед установкой подшипника в узел);
• убедиться, что по маркировке и внешнему виду подшипник соответствует необходимому;
• провести предварительную проверку состояния путем осмотра: подшипник открытого типа не должен иметь видимых дефектов – цветов побежалости, ржавчины, трещин, забоин, царапин, должен быть полный комплект тел качения (шариков или роликов) и заклепок (или других соединительных элементов), сепаратор не должен иметь повреждений;
• у подшипников закрытого типа проверить отсутствие повреждений уплотнений или защитных шайб;
• провести промеры ширины, наружного и внутреннего диаметров подшипника специальным инструментом и удостовериться в соответствии посадочным местам;
• расконсервировать и промыть подшипник, если это прямо не запрещено его производителем;
• проверить от руки легкость хода: вращение должно быть плавным без заеданий (при этом следует помнить, что проворот колец открытых подшипников в сухом состоянии до промывки категорически не рекомендуется для исключения риска абразивного повреждения рабочих поверхностей качения из-за возможного присутствия загрязнений);
• провести замеры радиального зазора: для этого одно из колец подшипника закрепляют при горизонтальном положении оси и определяют зазор с помощью индикатора, смещая свободное кольцо под действием измерительного усилия в радиальном направлении в два диаметрально противоположных положения (при этом разница показаний индикатора является искомым значением радиального зазора);
• провести замеры осевого зазора, аналогично тому как это делалось при определении радиального зазора, только в этот раз замер производят при вертикальном положении оси: закрепить одно из колец, другое сместить в осевом направлении в два крайних положения под действием измерительного усилия и зафиксировать разность показаний индикатора;
• нанести смазку в достаточном количестве, если смазочный материал не нанесен производителем.

Расконсервация подшипника

Удаление поверхностного консервационного слоя производится салфеткой, не оставляющей ворс.

Тщательная расконсервация подшипника и его промывка выполняется с применением одного из следующих составов на выбор:

• разогретое масло с температурой около 80 градусов Цельсия;
• антикоррозионный раствор;
• бензин или керосин в чистом виде;
• смесь масла и бензина (керосина).

При использовании разогретого масла или антикоррозионного состава следует поддерживать их температуру на уровне около 80 °С, при этом повышение температуры выше 120 °С не допустимо, поскольку может произойти отпуск колец и тел качения, что резко снизит долговечность подшипника. Внешне отпуск не определить (цвета побежалости появляются при гораздо больших температурах), а фиксацией падения твердости посредством специального прибора на данном этапе никто как правило не занимается – именно поэтому стоит четко контролировать температуру моющего состава.

Расконсервация подшипника может проводится от 10 до 20 минут, в течение которых его полезно периодически встряхивать и немного прокрутить на финальном цикле полоскания, а после – высушить в месте, недоступном для пыли.

После высыхания подшипник для кратковременного хранения необходимо до момента монтажа положить в чистый полиэтиленовый пакет (мешочек) для защиты от пыли. Если до установки подшипника ожидается более двух часов, то его рекомендуется завернуть в чистую бумагу и убрать в картонную упаковку на хранение. Если время хранения после расконсервации превысило два часа, перед установкой подшипника рекомендуется провести его проверку на отсутствие следов коррозии.

Смазка подшипника должна выполняться перед монтажом в соответствии с рекомендациями производителя. Маркировка подшипника по отечественному формату может содержать сведения о требуемой пластичной смазке. Для ЦИАТИМ-201, которая принята по умолчанию стандартной смазкой подшипников, маркировка не применяется. Для остальных вариантов применяется маркировка с буквой «С»:
С1 – ОКБ-122-7
С2 – ЦИАТИМ-221
С3 – ВНИИНП-201
С4 – ЦИАТИМ-221С
С5 – ЦИАТИМ-202
С6 – ПФМС-4С
С7 – ВНИИНП-221
С8 – ВНИИНП-235
С9 – ЛЗ-31
С10 – № 158
С11 – СИОЛ
С12 – ВНИИНП-260
С13 – ВНИИНП-281
С14 – ФИОЛ-2У
С15 – ВНИИНП-207
С16 – ВНИИНП-246
С17 – ЛИТОЛ
С18 – ВНИИНП-233
С20 – ВНИИНП-274
С21 – ЭРА
С22 – СВЭМ
С23 – ШРУС-4
С24 – СЭДА
С25 – ИНДА
С26 – ЛДС-3
С27 – ФАНОЛ
С28 – Chevron SRI-2
С29 – РОБОТЕМП
С30 – ЮНОЛА
С31 – ЛИТИН
С32 – № 158М
С33 – ФИОЛ-2МР
С34 – ШРУС-4М
С35 – BERUTOX FE 18 EP
С36 – ВН-14

Производители подшипников некоторые типы своих изделий делают необслуживаемыми. На пары трения в таких подшипниках в заводских условиях со строгим контролем нанесена особая смазка на весь срок службы. Проводить расконсервацию подшипников описанным выше способом и самостоятельно смазывать не рекомендуется, так как бензин (керосин) или разогретое масло будут способствовать выносу заводского смазывающего состава, а добавление пластичной смазки приведёт к снижению эффективности заводской трибологической системы подшипника.

Закрытые необслуживаемые подшипники достаточно подвергнуть наружной протирке смоченной в бензине салфеткой, не оставляющей ворс.

Правильная установка подшипника

Гидравлические или ручные прессы обеспечивают плавную и ровную установку подшипников с минимальным риском повреждения деталей при использовании соответствующей оправки и аккуратности производства работ.

При установке подшипников монтажное усилие должно передаваться только через напрессовываемое кольцо:

• через внутреннее - при монтаже на вал;
• через наружное - при монтаже в корпус;
• на торцы обоих колец - если конструктивно подшипник одновременно монтируется на вал и в корпус.

При установке подшипников усилие запрессовки передается равномерно на всю окружность соответствующего кольца подшипника через специальный монтажный стакан. Если нет такого стакана, то можно использовать ровно отторцованую трубу из незакаленной стали с подходящими внутренним и наружным диаметрами. На свободном конце трубы следует установить заглушку со сферической наружной поверхностью, к которой и надлежит прилагать усилие. Разумеется, внутренняя поверхность трубы должна быть чистой и сухой для исключения попадания загрязнений любого вида в подшипник при выполнении работ.

Внутренний диаметр монтажного стакана (трубы) при установке подшипника должен быть немного больше отверстия кольца подшипника, на которое необходимо прилагать усилие, а наружный диаметр стакана (трубы) - немного меньше внешнего диаметра этого кольца.

Правильная установка подшипника выполняется в следующем порядке:

• посадочные места вала, корпуса и подшипника покрыть тонким слоем рабочей смазки (это может быть так же ЦИАТИМ, ЛИТОЛ или их аналоги);
• определить сторону, которой следует ставить подшипник (по общему правилу сторона, на которой нанесено заводское клеймо, должна быть снаружи);
• приставить монтажный стакан с упором в соответствующее кольцо подшипника;
• ровно по осям взаимно позиционировать сопрягаемую деталь, подшипник, монтажный стакан и рабочую плоскость пресса;
• убедиться в примерном соответствии взаимного положения проточек для подачи смазки в корпусах со смазочными отверстиями в наружных кольцах подшипников (необходимо там, где это предусматривает конструкция подшипникового узла);
• приложить небольшую нагрузку и убедиться в отсутствии перекоса в самом начале монтажа (на перекос укажет заедание подшипника, его нужно устранить);
• приложить достаточное по величине и ходу монтажное усилие, контролируя установку подшипника на место;
• игольчатые роликоподшипники монтировать по сборочным единицам либо на вал, либо в отверстие охватывающей детали;
• для установки игольчатых подшипников в отверстии охватывающей детали использовать монтажную втулку: поверхность отверстия покрыть тонким слоем смазки и вставить втулку (ее диаметр должен быть на 0,1-0,2 мм меньше диаметра шейки вала), а игольчатые ролики последовательно ввести в зазор (последний ролик должен входить свободно с зазором от 0,5 до 1 диаметра иглы), после чего устанавить ограничительные кольца и рабочей осью вытолкнуть монтажную втулку;
• разъёмные наружные кольца сферических подшипников скольжения, скреплённые болтами, устанавливать в исходном состоянии без ослабления затяжки болтов;
• конические роликоподшипники монтировать из отдельных сборочных единиц: внутреннее кольцо с роликами напрессовать на вал, наружное кольцо отдельно установить в корпус, а радиальный зазор между наружным кольцом и роликами отрегулировать (например, прокладками под крышку перед окончательной затяжкой винтов, если иной способ не предусмотрен конструкцией узла);
• в конструкциях с регулируемыми радиально-упорными и упорными шариковыми подшипниками после установки так же нужно произвести регулировку осевой «игры» подшипников;
• регулировка подшипников соответствующих систем производится до достижения параметров, установленных в инструкции на данную машину;
• установить стопорное кольцо, распорную втулку, сальник, прокладку, крышку или закрепить подшипник иным способом, как это предусматривает конструкция;
• завершить монтаж или надежно укрыть подшипниковый узел от попадания на него пыли и иных загрязнений на время до полной сборки.

Установка подшипников, как и указано было выше, выполняется с помощью ручного или гидравлического пресса. В исключительных случаях при отсутствии пресса для монтажа с небольшими натягами подшипников малых размеров допустимо нанесение несильных ударов молотком через монтажную трубу с заглушкой. При этом направление ударов должно максимально точно совпадать с осью напрессовываемого подшипника.

При установке подшипников необходимо тщательно следить за обеспечением равномерного, без перекоса, осевого перемещения напрессовываемого кольца. Перекос при монтаже приводит к образованию задиров на посадочной поверхности и неправильной установке подшипника, что сокращает срок его службы или может закончится повреждением.

Необходимые меры предосторожности для исключения попадания в подшипник загрязнений следует предпринимать на всех этапах: при подготовке подшипника и сопрягаемой детали, при установке и сопутствующих операциях, вплоть до полного окончания работ с собираемым узлом или агрегатом.

Так же необходимо выполнить все сборочные операции с учетом конструктивных особенностей таким образом, чтобы смазка нужного качества была в достаточном объеме, а в процессе эксплуатации не выбрасывалась работающей машиной и самопроизвольно не вытекала. Для этого подшипники качения закрывают крышками или устанавливают уплотняющие устройства - фетровые (войлочные) кольца, манжеты, защитные фланцы, защитные шайбы, лабиринтные уплотнители и т. п. За целостностью и надлежащей установкой этих компонентов следует проследить особо.

И, наконец, квалифицированная установка подшипников с соблюдением соосности, правильной посадкой, и регулировкой является еще одним ключевым фактором беспроблемной эксплуатации и залогом большого ресурса.

Установка подшипника нагревом

Нагрев зачастую значительно облегчает установку подшипников, так как при этом используется свойство металла расширяться при повышении температуры. Установка подшипников крупных габаритов в холодном состоянии невозможна, так как требуемое усилие значительно возрастает с увеличением размеров.

При установке подшипника на вал нагревается сам подшипник, при этом, как правило, достаточно разницы температур от 60 до 80 °C между окружающей средой и нагретым внутренним кольцом.

При установке подшипника в корпус нагреву подвергается последний. Температурная разница при этом находится в прямой зависимости от степени натяга и диаметра посадочного места. Обычно достаточно умеренного нагрева.

Как и в случае с расконсервацией и промывкой, температуру подшипника в любом случае не стоит поднимать выше 120 °C для предотвращения отпуска колец и тел качения с последующим существенным снижением срока службы. Нагрев подшипника так же не должен превышать температурные ограничения для сопряжённых компонентов, таких, например, как неметаллические уплотнения.

Нагрев подшипника производится в масляной ванне или с помощью индукционного нагревателя.

Современные специальные индукционные нагреватели, применяемые для установки подшипников с нагревом, обладают рядом преимуществ:

• быстрый и равномерный разогрев металла;
• защита от перегрева встроенным термостатом;
• автоматическое размагничивание после нагрева;
• неметаллические компоненты подшипника не подвергаются прямому термическому воздействию;
• безопасность выполнения работ.

Встречающиеся рекомендации использовать сильное охлаждение для монтажа подшипников неизбежно приводят к образованию конденсата с риском возникновения коррозии. Поэтому, например, SKF не рекомендует прибегать к такому способу.

Проверка качества установки подшипников

После установки подшипника следует проверить правильность выполненных работ. Если осуществлялся монтаж подшипника нагревом, то проверку необходимо осуществлять после полного охлаждения детали до температуры окружающей среды.

При этом следует:

• проверкой в нескольких точках по окружности убедиться в том, что подшипник вплотную прижат к заплечику: щуп толщиной 0,03 мм (или иного размера, если он установлен производителем) не должен входить между торцами колец подшипника и буртом корпуса механизма или вала;
• проверить легкость вращения подшипника от руки: оно должно быть ровным с равномерным замедлением без местных заеданий и прочих видимых отклонений;
• у шариковых радиальных однорядных подшипников проверить от руки наличие нормального осевой зазора (после охлаждения, если монтаж производился с нагревом): отсутствие качения или малая его величина указывают на недостаточные радиальные зазоры;
• при наличии к тому оснований проверить, чтобы значение радиального зазора в миллиметрах после сборки узла для подшипников, изготовленных с зазорами нормальной группы, не было менее минимально допустимых по ГОСТ 24810 (ориентировочно определяется по формуле Smin = d/3000, где d - номинальный диаметр отверстия подшипника, мм);
• у подшипников с цилиндрическими роликами и без бортов после установки проверить относительное смещение наружного и внутреннего колец в осевом направлении: оно не должно быть более 0,5-1,5 мм для подшипников с короткими роликами и более 1-2 мм - для подшипников с длинными роликами (чем больший размер имеет подшипник, тем ближе возможно смещение к указанным максимальным значениям);
• убедиться в правильности сборки уплотняющих устройств в корпусах (подшипниковых щитах) или кольцевых зазоров в лабиринтовых уплотнениях;
• убедиться в точном соответствии взаимного положения проточек для подачи смазки в корпусах со смазочными отверстиями в наружных кольцах подшипников (там, где это предусматривает конструкция подшипникового узла);
• произвести пробный пуск машины без нагрузки и прослушать работу собранного подшипникового узла с помощью стетоскопа или трубы: подшипники в нормальном состоянии при работе создают тихий, непрерывный и равномерный шум, вибрации и толчки в сборочной единице должны отсутствовать;
• проследить за температурой: в правильно собранном узле подшипник при работе в обычных условиях не должен перегреваться более чем на 30°С относительно температуры окружающей среды.

Для оценки состояния собранных подшипниковых узлов без останова и разборки наилучшие результаты даст применение методов и при­боров виброакустической диагностики и приборов для оценки ударной вибрации по методике, изложенной в ГОСТ Р 50891-96 (приложение В).

• вибрации - при увеличенных зазорах в подшипнике;
• неравномерный громкий шум – сильное повреждение подшипника;
• глухой неравномерный шум, в том числе стучащие звуки - загрязненность подшипника;
• свистящий шум - трения между соприкасающимися деталями, в т.ч. из-за недостаточной смазки;
• звенящий металлический звук - слишком малый зазор в парах трения подшипника;
• равномерный вибрирующий звук - попадание инородных частиц на дорожку качения наружного кольца;
• шум, возникающий время от времени при неизменной частоте вращения - повреждение тел качения;
• шум, проявляющийся при изменении частоты вращения - повреждение колец в результате монтажа или выкрашивания на поверхностях качения.

Причиной повышенной температуры подшипника может быть:

малый зазор в подшипнике;

чрезмерно большой натяг;

отсутствие или недостаток смазки между парами трения;

увеличенное трение из-за износа рабочих поверхностей, взаимного перекоса колец и некоторых иных причин;

комбинация перечисленных выше причин.

Заключение

Правильная установка подшипников требует определенной квалификации в части слесарных навыков, точного измерительного инструмента и специальной оснастки, высокой аккуратности проведения работ с соблюдением установленных правил.

Необходимые меры для исключения попадания в подшипник загрязнений следует предпринимать на всех этапах работ вплоть до полной сборки машины.

Так же необходимо выполнить установку подшипников и все сборочные операции с учетом конструктивных особенностей таким образом, чтобы смазка нужного качества была в достаточном объеме, самопроизвольно не вытекала и не разбрызгивалась.

Подшипники в нормальном состоянии при работе создают тихий, непрерывный и равномерный шум, вибрации, прихваты и толчки в сборочной единице должны отсутствовать, а температура подшипников как правило не должна превышать температуру окружающей среды более чем на 30°С.

Проверки и обслуживание после установки подшипников должны выполняться с учетом рекомендаций производителя.

Главными факторами правильной установки роликовых подшипников является наличие необходимой технической компетенции и навыков у исполнителя, наличие инструмента и оснастки, а также соблюдение порядка и правил монтажа. В данной статье мы приведём основную техническую информацию необходимую для того чтобы осуществить правильный монтаж роликового подшипника и его регулировку, обеспечив его работу в течение нормативного срока.

Подготовка к монтажу

Для обеспечения качественной установки необходимо:

Перед тем как будет выполнена установка роликового подшипника необходимо:

• Подготовить рабочее место, исключить вероятность запыления деталей при проведении работ.
• Произвести очистку и осмотр посадочных мест, устранить имеющиеся дефекты поверхностей (замятины, забоины, заусенцы и т. д.).
• Замерить посадочные места на соответствие требованиям полей допусков и шероховатости. Замеры посадочных мест вала производятся микрометром, в корпусе - нутромером.
• Проверить геометрию деталей, в частности валы на прямолинейность.
• Очистить каналы системы смазки от загрязнений.
• Предварительно осмотреть подшипник на наличие видимых дефектов, проверить соответствие номера и произвести замеры основных размеров.
• Расконсервировать и промыть подшипник, если это не запрещено производителем.
• Проверить легкость вращения, замерить радиальные и осевые зазоры.
• Нанести смазку в достаточном количестве, если смазочный материал не нанесён производителем.

Тип посадки, прессовая или скользящая, устанавливается в технической документации к устройству.

Правила установки роликовых подшипников

Для правильной установки подшипников рекомендуется применение гидравлических или ручных прессов, которые обеспечивают плавную и ровную установку при минимальном риске повреждения деталей. Установка роликового подшипника должна осуществляться путем передачи монтажного усилия только через напрессовываемое кольцо. При монтаже на вал напрессовка осуществляется через внутреннее кольцо подшипника, при монтаже в корпус - через наружное. В случае одновременного монтажа на корпус и на вал, напрессовка осуществляется на оба кольца. Нельзя передавать усилие через сепаратор и тела качения, как и прилагать усилия к сепаратору.

Порядок установки роликового подшипника:

В процессе установки необходимо тщательно следить за равномерностью, без перекосов и осевого перемещения напрессовываемого кольца. Наличие перекосов при монтаже может стать причиной появления задиров и снижения срока работы подшипника.

При установке крупногабаритных подшипников часто требуется предварительный нагрев подшипника. Достаточно, как правило, разницы температур в 60 - 80°С между подшипником и окружающей средой. При установке в корпус необходимо нагреть его посадочное место. Температура нагрева зависит от требуемого натяга и диаметра, но, в любом случае разница температур не должна быть более 120°С. При нагреве также следует учесть ограничения сопряженных элементов, например уплотнений. Разогрев подшипника ведётся в масляной ванне или с помощью индукционного нагревателя.

Регулировка роликовых подшипников

После установки роликового подшипника необходимо осуществить регулировку осевого зазора необходимого для правильной работы. Для этого можно использовать следующие способы:

Чтобы проверить насколько качественно была произведена установка роликового подшипника необходимо:

• Проверить щупом в нескольких точках по окружности, насколько плотно подшипник прижат к бурту.
• Проверить легкость вращения от руки.
• У цилиндрических роликовых подшипников проверить относительное смещение наружных и внутренних колец в осевом направлении.
• Убедиться в правильности сборки уплотнителей.
• Убедиться в точном совпадении проточек в корпусе и наружном кольце подшипника предназначенных для подачи смазки.
• Проконтролировать температуру при работе подшипника. При работе в обычных условиях она не должна превышать температуру окружающей среды на 30°С.

Правильная установка подшипников требует квалификации персонала, точного измерительного инструмента и применения специальной оснастки. Обязательно следует учесть и конструктивные особенности изделий, точно следовать требованиям производителя.

Монтаж подшипников

Для подготовки подшипников к монтажу предварительно проверяют надписи на упаковке и самих подшипниках.

Распаковывают подшипники непосредственно перед началом работ с ними.

Расконсервацию подшипников производят согласно действующей инструкции по хранению, расконсервации подшипников и их деталей и обращению с ними. Как правило, подшипники расконсервируют в горячем (80-90 °С) минеральном масле, тщательно промывают в 6-8%-ном растворе масла, в бензине или в горячих (75-85°С) антикоррозионных водных растворах, например, следующих составов (в %-тах):

Хранить расконсервированные подшипники более двух часов без защиты от коррозии не рекомендуется.

После расконсервации потребитель подшипников должен обеспечить их защиту от коррозии при контроле, монтаже, сборке и хранении изделий по соответствующей внутризаводской инструкции.

Перед монтажом подшипник следует проверить на соответствие внешнего вида, легкости вращения, зазоров требованиям нормативно-технической документации.

Визуально у подшипников открытого типа должны быть проверены наличие забоин, следов загрязнений, коррозии, полного комплекта заклепок, плотности их установки или других соединительных элементов, полного комплекта тел качения, наличие повреждений сепаратора.

У подшипников закрытого типа следует проверить не повреждены ли уплотнения или защитные шайбы.

Для проверки радиального зазора одно из колец подшипника закрепляют при горизонтальном положении оси и определяют зазор с помощью индикатора, смещая свободное кольцо под действием измерительного усилия в радиальном направлении в два диаметрально противоположные положения. Разница показаний прибора соответствует значению радиального зазора. Проводят три измерения, поворачивая свободное кольцо относительно начального положения оси подшипника. Аналогично проводят измерение осевого зазора, но при вертикальном положении оси подшипника. Закрепляя одно из колец, другое смещают в осевом направлении в два крайних положения под действием измерительного усилия и фиксируют разность показаний индикатора. Радиальные зазоры в радиальных двухрядных сферических роликовых подшипниках и подшипниках с цилиндрическими роликами без бортов на наружных кольцах с диаметром посадочного отверстия свыше 60 мм могут быть измерены с помощью щупа.

Непосредственно перед монтажом необходимо проверить монтажные поверхности корпусов (отверстия и торцы) и валов (посадочные поверхности и торцы) на отсутствие забоин, царапин, глубоких рисок от обработки, коррозии, заусенцев и загрязнений.

Валы, особенно при соотношениях длины и наибольшего диаметра более 8, следует проверять на прямолинейность оси (отсутствие изгиба). Проверку целесообразно проводить при вращении вала в центрах с помощью индикаторов часового типа. Увеличение эксцентриситета в направлении от края к середине указывает на искривление вала.

Необходимо проверить отклонение от соосности всех посадочных поверхностей, расположенных на одной оси, на соответствие нормам, указанным в технической документации.

Если подшипники, служащие опорой одного вала, устанавливают в различные (раздельные) корпуса, соосность корпусов, в соответствии с требованиями технической документации, должна быть обеспечена с помощью прокладок или других средств.

При установке на одну посадочную шейку двух подшипников (радиальных: шариковых, роликовых сферических и цилиндрических) разница в радиальных зазорах не должна превышать 0,03 мм, а по внутреннему и наружному диаметрам колец - не более половины поля допуска.

Сопрягаемые с подшипниками поверхности валов и корпусов должны быть тщательно промыты, протерты, просушены и смазаны тонким слоем смазочного материала или антифреттингвой пастой. Каналы для подвода смазки должны быть очищены от стружки и других загрязняющих частиц и продуты сжатым воздухом.

При монтаже подшипника усилие напрессовки должно передаваться только через напрессовываемое кольцо - через внутреннее при монтаже на вал и через наружное - в корпус. Запрещается проводить монтаж таким образом, чтобы усилие передавалось с одного кольца на другое через тела качения. Если подшипник одновременно монтируется на вал и в корпус, то усилия передаются на торцы обоих колец.

Не допускается приложение монтажных усилий к сепаратору. Нельзя наносить удары непосредственно по кольцу. Допускается нанесение легких ударов по кольцу только через втулку из незакаленной конструкционной стали.

При монтаже подшипников с цилиндрическим отверстием на вал с натягом подшипник целесообразно предварительно нагреть на индукционном нагревателе.

Нагретый подшипник устанавливают на вал и доводят до места небольшим усилием. При этом сторона подшипника, на которой нанесено заводское клеймо, должна быть снаружи.

Для монтажа крупногабаритных подшипников наиболее целесообразным является применение гидравлического распора, обеспечивающего наиболее качественную установку подшипника, отсутствие каких-либо повреждений монтажных поверхностей и высокую производительность. Особенно целесообразен этот способ для монтажа подшипников с внутренним коническим отверстием диаметром более 120-150 мм.

При посадке подшипника в корпус с натягом рекомендуется перед монтажом предварительно охладить подшипник жидким азотом (-160 °С) или сухим льдом, либо нагреть корпус.

Наиболее целесообразными являются способы монтажа, при которых осуществляется одновременное и равномерное давление по всей окружности монтируемого кольца. При таких способах не возникает перекос монтируемого кольца. Для осуществления подобных способов применяют трубы из незакаленной конструкционной стали, внутренний диаметр которых несколько больше диаметра отверстия кольца, а наружный немного меньше наружного диаметра кольца. На свободном конце трубы следует установить заглушку со сферической наружной поверхностью, к которой и прилагают усилие при монтаже.

Усилие при монтаже следует создавать с помощью механических либо гидравлических прессов и приспособлений.

При отсутствии механических и гидравлических приспособлений и монтаже с небольшими натягами подшипников малых размеров допустимо нанесение несильных ударов молотком через монтажную трубу с заглушкой.

При любых способах монтажа, особенно при монтаже с помощью молотка, необходимо тщательно следить за обеспечением равномерного, без перекоса, осевого перемещения кольца. Наличие перекоса при монтаже приводит к образованию задиров на посадочной поверхности, неправильной установке подшипника, приводящей к сокращению срока его службы, а в отдельных случаях - к разрыву монтируемого кольца.

Двухрядные сферические шариковые и роликовые подшипники с коническим отверстием устанавливают на цилиндрическом валу с помощью закрепительных и стяжных втулок, а на валах с конической шейкой - непосредственно на шейку вала. Монтаж подшипников с диаметром отверстия до 70 мм и нормальными натягами целесообразно осуществлять с помощью монтажной втулки, навертываемой на резьбовой конец вала. Нажимная часть воздействует на торец закрепительной втулки или непосредственно на торец внутреннего кольца (при монтаже без закрепительных и стяжных втулок). Подшипники с диаметром отверстия свыше 70-100 мм следует монтировать гидравлическими методами. Так как по мере осевого продвижения закрепительной втулки внутреннее кольцо подшипника деформируется (расширяется), радиальный зазор уменьшается. Радиальный зазор необходимо контролировать с помощью щупа. Допустимое минимальное значение радиального зазора в миллиметрах после сборки узла для подшипников, изготовленных с зазорами нормальной группы по ГОСТ 24810, ориентировочно может быть определено по формуле

где d - номинальный диаметр отверстия подшипника, мм.

Крупногабаритные (с диаметром отверстия более 300 мм) сферические роликовые подшипники целесообразно перед монтажом разогреть до 60-70°С,

При монтаже игольчатого подшипника без сепаратора последняя игла должна входить с зазором, равным от 0,5 до 1 диаметра иглы. Иногда для выполнения этого условия устанавливают последнюю иглу с меньшим диаметром.

В процессе установки подшипников (особенно воспринимающих осевые усилия) там, где это возможно, с помощью щупа толщиной от 0,03 мм или по световой щели следует убедиться в плотном и правильном прилегании торцов колец подшипника к торцам заплечиков. Аналогичной проверке должны быть подвергнуты противоположные торцы подшипников и торцы прижимающих их в осевом направлении деталей.

Необходимо проверить правильность взаимного расположения подшипников в опорах одного вала. Вал после монтажа должен вращаться от руки легко, свободно и равномерно.

Осевой зазор радиально-упорных и упорных подшипников устанавливают осевым смещением наружного и внутреннего колец с помощью прокладок, гаек, распорных втулок. Для проверки осевого зазора в собранном узле к торцу выходного конца подводят измерительный наконечник индикатора, укрепленного на жесткой стойке. Осевой зазор определяют по разнице показаний индикатора при крайних осевых положениях вала. Вал смещают в осевом направлении до полного контакта тел качения с поверхностью качения соответствующего наружного кольца.

Для повышения точности вращения, особенно в быстроходных узлах, например, станочных электрошпинделях, зазоры в радиально-упорных подшипниках выбирают, создавая стабильный преднатяг на подшипники. Это достигается приложением к вращающемуся кольцу подшипника осевого усилия через тарированную пружину. При этом тела качения точно фиксируются на дорожках качения.

Для предотвращения «закусывания» крупных подшипников при монтаже или в процессе эксплуатации перед установкой их в разъемные корпуса допускается производить расшабривание поверхностей полуотверстий в местах разъема. Полноту прилегания крупных подшипников к посадочным местам в разъемных корпусах проверяют с помощью калибра и краски (отпечатки краски должны составлять не менее 75% общей посадочной площади). В разъемных корпусах с помощью щупа проверяют также плотность и равномерность прилегания основания крышки (зазор не более 0,03 -0,05 мм).

В собранном узле необходимо проверить наличие зазоров между вращающимися и неподвижными деталями. Особое внимание следует обратить на наличие зазоров между торцами неподвижных деталей и торцами сепараторов, которые иногда выступают за плоскость торцов колец.

Следует проверить также совпадение проточек для подачи смазки в корпусах со смазочными отверстиями в наружных кольцах подшипников.

Для подшипников с цилиндрическими роликами и без бортов после монтажа должно быть проверено относительное смещение наружного и внутреннего колец в осевом направлении. Оно не должно быть более 0,5-1,5 мм для подшипников с короткими роликами и более 1-2 мм - для подшипников с длинными роликами (большие значения даны для подшипников больших размеров).

После завершения сборочных операций и введения в подшипниковые узлы смазочного материала, предусмотренного технической документацией, следует проверить качество монтажа подшипников пробным пуском сборочной единицы на низких оборотах без нагрузки. При этом прослушивают шум вращающихся подшипников с помощью стетоскопа или трубы. Правильно смонтированные и хорошо смазанные подшипники при работе создают тихий, непрерывный и равномерный шум. Свистящий шум свидетельствует о недостаточном смазывании или наличии трения между соприкасающимися деталями узла. Звенящий металлический звук может быть вызван слишком малым зазором в подшипнике. Равномерный вибрирующий звук вызывается попаданием инородных частиц на дорожку качения наружного кольца. Шум, возникающий время от времени при неизменной частоте вращения, свидетельствует о повреждении тел качения. Шум, проявляющийся при изменении частоты вращения, может быть обусловлен повреждением колец в результате монтажа или наличием усталостных выкрашиваний на поверхностях качения. Стучащие звуки возможны вследствие загрязнения подшипника. Неравномерный громкий шум создают сильно поврежденные подшипники.