Общая информация о подшипниках. Хранение

Подшипники — жизненно важный компонент в любом промышленном оборудовании. Проблемы с подшипниками могут привести к дорогостоящему длительному простою, повреждению оборудования. В дополнение, крупные промышленные подшипники стоят дорого.

Для достижения оптимального соотношения в стоимости обслуживания и длительности эксплуатации оборудования необходимо следовать установившимся практикам обслуживания подшипника. Эти практики включают: хранение, извлечение, очистку, осмотр и установку подшипника.

Время жизни подшипника во многом зависит от ухода и обслуживания. Это особенно верно в промышленных условиях из-за агрессивной среды, высоких и интенсивных нагрузок, загрязненной среды.

Хранение подшипников

Подшипники с антикоррозионным покрытием существуют, но они более дорогие. Поэтому большинство подшипников изготавливаются из сталей, подверженных окислению. При хранении подшипников следует принимать это во внимание и защищать подшипники от коррозии и ржавчины. Даже небольшое количество влаги или химического реактива, попавшего на поверхность подшипника с перчатки или руки рабочего может повлечь возникновение поврежденной зоны и вызвать отказ подшипника.

Чаще всего заводы изготовители подшипников поставляют свою продукцию в защитной смазке, обернутыми в бумагу и уложенными в картонную коробку. Поэтому подшипник следует извлекать из коробки только пред установкой.

Подшипники не должны храниться на бетонном полу из-за возможности образования водяного конденсата. Предпочтительнее организовать хранение на стеллажах с деревянными полками в помещениях с умеренной влажностью без сильных перепадов температуры.

Конические роликовые подшипники следует хранить прокладываю промасленную бумагу или полиэтиленовые листы между роликами и внешними кольцами.

Извлечение подшипников из оборудования

Каждый тип подшипника извлекается исходя из особенностей исполнения. Извлечение должно производиться очень осторожно чтобы избежать повреждений (деформации, задира).

Для подшипников небольшого размера существует масса приспособлений для выталкивания подшипников.

Конструкция съемника для извлечения подшипника

Для подшипников, установленных с натягом или запрессовкой, или в случае заклинивания, когда извлечение с помощью съемника невозможно, применяют метод нагревания внутреннего кольца.

Для этого лучше использовать паяльную лампу. При  использовании газового резака изменяется структура кристаллической решетки стали и подшипник можно выбросить.

Предупреждение: сжимающие нагрузки могут быть очень высокими в плотно посаженных подшипниках. Попытка извлечь подшипник из посадочного места путем разрезания внутреннего кольца может вызвать неожиданное и сильное “выстреливание” металлическими осколками. Поэтому важно использовать только специально предназначенные для этого прессы или съемники, а так же защитные средства (очки).

Извлечение больших подшипников

Крупные подшипники извлекаются с использование строп, крюков, цепей и механических приспособлений. Некоторые большие подшипники изготавливаются со специальных резьбовым отверстием во внутреннем или наружном кольце. В эти отверстия вкручивают монтажные крюки или рым-болты.

Многие  подшипники больших размеров изготавливаются с резьбовыми отверстиями в сепараторе для более удобного извлечения внутренней обоймы.

Чистая грузоподъемная сшитая лента — наиболее оптимальный вариант для извлечения подшипника. Она не царапает и не повреждает изделие.

Независимо от выбранного метода следует действовать предельно аккуратно, особенно при работе с подшипниками в которых есть сепаратор. Это наиболее хрупкий элемент.

Очистка

После извлечения подшипника из оборудования следует тщательно очистить его от окалины, влаги, смазки, стружки и других загрязнителей. Это необходимо для того, чтобы иметь возможность провести  диагностический осмотр.

Мелкие подшипники очищают в емкостях с  чистящими средствами, такими как керосин, минеральные спириты, технические растворители.

Промывая подшипники убедитесь в том, что убраны все загрязнители и элементы качения полностью очищены.

В качестве промывочного раствора можно использовать и щелочные растворы, например тринатрийфосфат, разведенный в пропорции 100 г на 4 литра теплой воды.

Горячие растворы используются в основном как финишные для полоскания после основной промывки.

Для подшипников больших размеров или большого количества мелких подшипников которые требуется отмыть используют большие промывочные ванны. Ванны оснащают электрическими тенами и насосом, подающим промывочный растров. Окончательную очистку проводят, подвесив подшипники и продув струей воздуха.

Чтобы уменьшить загрязнение подшипника  корпус, вал и другие механизмы подшипника так же должны быть вымыты. После очистки производят сушку подшипника с помощью продувки сжатым воздухом.

После проведения процедуры очистки проводят осмотр подшипника на наличие следов износа и повреждений. В том случае, когда подшипник не планируют сразу же вернуть обратно, его консервируют обмазывая смазкой.

В дополнение к осмотру подшипников следует так же проверить вал и посадочную корзинку. Убедиться что на валу и корпусе в месте посадки подшипника отсутствуют заусенцы, задиры и металлическая стружка. Стружка или заусенцы могут послужить причиной повреждения рабочих поверхностей подшипника.

Проверке следует также подвергнуть вал, проконтролировав диаметр, овальность, задиры или другие повреждения. Предпочтительным методом является проверка по 12-ти точкам с использованием микрометра.

Внимание: не пытайтесь разъединять сдвоенные (блочные) подшипники. Удалите остатки масла или противокоррозионного средства перед нагревом для избежания воспламенения. Если для установки подшипника используется молоток и металлическая проставка, следует использовать для нее мягкий металл или сплав (медь, латунь, алюминий).

Поврежденные подшипники

Несмотря на должные меры предосторожности, подшипники могут повреждаться при хранении или вследствие износа. Большинство подшипников не подлежит ремонту (восстановлению регламентных размеров) и чаще всего сдаются в лом. Некоторые могу быть восстановлены.

В случае, если подшипник вышел из строя значительно раньше нормируемого срока работы, не стоит его сразу же выбрасывать. Изучение характера повреждений и установление причин может помочь выявить причину этой поломки. Это будет полезно при разработке ремонтных мероприятий.

Ремонт подшипников

Небольшие поврежденные участки подшипника в виду износа в зоне дорожки качения или контактной поверхности подшипника могут быть восстановлены путем шлифовки. Любая поверхность с задиром должна быть выровнена шлифовкой и полировкой.

Легкая ржавична или коррозия должна быть устранена при помощи наждачной бумаги 2-4 класса шероховатости (240 — 320 грит.).

Таблица перевода шевроховатостей

Эта операцию предотвратит дальнейшее распространение ржавчины.

Установка

Не извлекайте подшипник из упаковки до момента установки. Упаковка сохраняет подшипник от загрязнения.

При установке нового подшипника не удаляйте смазку или консервант, нанесенный производителем. Консерванты, используемые на подшипниках полностью совместимы с наиболее распространенными маслами и другими смазками. Они защищают подшипник от коррозии и отпечатков пальцев.

Установка подшипников должна производиться в чистых помещениях. В воздухе не должно содержаться пыли, стружки и аэрозольных паров. Хорошей практикой считается использование специальных защитных экранов на входе в помещение, где устанавливаются подшипники.

Перед началом работы убедитесь, что у в наличии имеется необходимое вспомогательное оборудование, а  подшипник — соответствующего размера. Так же проверьте наличие установочного, регулировочного и измерительного инструмента, его доступность и работоспособность. Если в качестве одного из этапов установки требуется смазка подшипника — убедитесь в том, что емкость со смазкой необходимого типа так же находится рядом. Такое планирование позволит сократить срок работы и избежать многих проблем, таких как повреждение подшипника или загрязнение.

Тщательно очистите все части станка вокруг зоны установки подшипника, уделяя особое внимание посадочным и монтажным поверхностям. Посадочные корзинки в корпусе должны быть очищены, остатки масла следует выдут сжатым воздухом. При наличии глухих отверстий и невозможности использовать сжатый воздух — применяют магнитный стержень чтобы удалить металлические включения.

Поверхности валов, на которые одевают подшипник должны быть чистыми, без заусенцев и насечек. Концы валов валов и упорные кольца, касающиеся подшипников должны быть установлены перпендикулярно оси вала.

Не стои устанавливать подшипник в поврежденную или изношенную корзинку или на изношенный вал. Посадочные поверхности по внутреннее и внешнее кольца должны быть восстановлены по запрессовки подшипника. Валы могу быть восстановлены с помощью напыления металла с последующей механической обработкой поверхности.

Нагрев подшипника

В случаях, когда требуется тугая установка подшипника на вал с натягом, используют метод нагрева внутренней обоймы подшипника. Благодаря нагреву происходит незначительное расширение внутреннего кольца, что позволяет легко одеть его на вал.

Для случаев, когда требуется плотная посадка по наружному кольцу подшипника нагревают посадочную корзинку, увеличивая ее посадочные размеры.

Мелкие подшипники могут быть нагреты несколькими способами.  Они могут нагреваться в поддоне или емкости, наполненной маслом.

Дополнительная решетка  необходима для предотвращения падения подшипников на дно емкости, в место приложения источника тепла.

Так же может быть использована нагревательная лампа. Регулировка температуры происходит путем удаления, приближения лампы к подшипнику.

Самый быстрый метод безопасно нагреть подшипник —  использовать индукционный подогреватель.

При нагреве обязательно следует контролировать температуру и не превышать порог в 120ºC (250ºF).

Для крупных подшипников используют маслянные ванны. Максимальная температура такой ванны так же не должна превышать 120ºC (250ºF)

Подшипник должен быть расположен по центру емкости. Следует дождаться полного прогрева и расширения. Прямой контакт зоны разогрева с подшипником запрещается.

Внимание: если предполагается повторное использование снимаемого подшипника, не используйте для нагревания открытое пламя горелки. Оно может изменить твердость и структуры металла подшипника.

Держите подшипнико подальше от любого источника концентрированного тепла, способного вызвать слишком высокое повышение температуры и, как следствие, снижение физико-механических свойств.

Разогретый подшипник следует извлечь из масляной ванны и установить на вал. Продевать подшипник по валу следует до упора. После чего устанавливается упорное кольцо, шайба, гайка или любое другое устройство, предотвращающее перемещение подшипника по валу при остывании. После остывания, зажимные устройства следует дотянуть (поджать).

Терморасширение элементов можно рассчитать по формуе:

d x ΔT x α = Терморасширение,

где:

d = установочный диаметр подшипника;

ΔT = разница между температурой окружающей среды и температурой нагретого подшипника;

α = коэффициент линейного расширения: 11×10 -6 / ºC (6.1×10 -6 / ºF) для феритных металлов валов и подшипниковых корзинок.

Например:  для подшипника с диаметром 32 мм, нагретого до предельной температуры в 120ºC при температуре окружающей среды в 20 ºC, терморасширение (изменение диаметра подшипника) составит:

Терморасширение = 32 х (120º — 20º) х 11х10 -6 = 0.0352 мм.

Инструкция по нагреву или охлаждению колец подшипника для его установки

Указанные ниже максимальная и минимальная температуры, так же как и взаимосвязь время-температура были установлены с целью предотвращения изменения структуры металла компонентов подшипника и возможных нежелательных процессов в неметалических запчастях.

При производстве, кольца подшипников и элементы качения (шарики, ролики) подвергаются термовоздействию для придания прочности, твердости и нормализации линейных размеров. Нагрев или охлаждение за этими пределами негативно отразится на технических характеристиках подшипника.

ВАЖНО: Обязательно используйте средства индивидуальной защиты (очки, перчатки, халат) при работе с нагретыми или охлажденными деталями. 

Не нагревайте подшипник горелкой. Локальный разогрев может привести к возникновению внутренних напряжений и подшипник лопнет. То же касается и охлаждения. В общем — не нагревайте и не охлаждайте подшипник быстро.

Нагрев

Подшипники нормального класса точности (с металлическим сепаратором без уплотнения), включая классы 2, 4, 7, K, N, ABEC-1 и ABEC-3:

  • 93 °С (200 °F) — 24 часа;
  • 121 °С (250 °F) — 8 часов.

Высокоточные подшипники (без неметаллических сепараторов и полимерных (эластомерных) уплотнений), включая классы 3, 0, 00, 000, С, В, A, AA, ABEC 5 и 7:

  • 82 °С (180 °F) — 24 часа;

Любые подшипники особо высокой точности (и их кольца):

  • 66 °С (150 °F) — 24 часов.

Охлаждение (заморозка)

Заморозка подшипников стандартного класса и их колец:

  • 54 °С (-65 °F) — 1 час.

Заморозка подшипников высокого класса точности и колец:

  • -29 °С (-20 °F) — 1 час.

Примечание: такие температуры можно получить с помощью промышленного морозильного оборудования.

Запрессовка подшипников

Маленькие подшипники могут быть запрессованы на вал или посадочное место с помощью реечного пресса (арбор-пресса) и монтажной втулки.

Между штоком пресса и подшипником устанавливают монтажную втулку (проставку) из мягкого металла (медь, латунь, алюминий) со внутренним диаметром бОльшим, чем посадочный диаметр подшипника. Наружный диаметра втулки не должен превышать диаметр наружной обоймы подшипника.

Порядок действий при запрессовке подшипника

  1. Осмотрите конец вала. Убедитесь в отсутствии задиров, наличии фаски (скругления) и соответствия размеров. рекомендуется провести 12-ти точечную проверку с измерением микрометром.
  2. Покройте конец вала машинным маслом или консистентной смазкой чтобы снизить усилие запрессовки.
  3. Используйте трубку со внутренним диаметром (В.Д)  бОльшим чем наружный диаметр (Н.Д.) вала. Н.Д. трубки должен быть достаточно малым, чтобы не касаться подвижных элементов подшипника (сепаратора).

 

ВАЖНО: Не пытайтесь запрессовать подшипник упирая втулку в наружное кольцо подшипника. 

Регулировка зазора подшипника

Пространство между элементами качения и дорожкой качения называют радиальным зазором подшипника.

Зазор  желателен в узлах, где требуется обеспечить допуск на терморасширение узлов, чтобы скомпенсировать возникающие в таком случае смещения и несоосность.

Подшипники могут иметь и нулевой зазор. В таком случае элементы качения постоянно находятся в контакте с дорожкой качения сепаратора образуя линейную траекторию контакта.

Наконец, подшипники могут иметь зазор, исчезающий при приложении определенного усилия, называемого предварительной нагрузкой. Это позволяет получить контроль над точностью геометрических размеров и снизить биения в высокоточных узлах.

В подшипниках с разделенными обоймами, например в конических роликовых подшипниках допускается иметь регулируемый радиальный зазор. В других типах подшипников зазор установлен заранее. Но он может быть уменьшен путем сжатия наружного или распора внутреннего кольца.