Посадка подшипника на трубу

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 19.09.2024

Приветствуем вас на нашем форуме! Для получения доступа ко всем темам форума, рекомендуется зарегистрироваться и наиболее полно заполнить свой профиль!

Информация о пользователе

Можно ли посадить подшипник, скажем на трубу (круглый пруток) подходящего диаметра? И есть ли этот диаметр уже в готовом варианте (болт, пруток определенного сечения и т.д.) или все надо вытачивать на токарном станке? Вопросы относятся как к внутреннему, так и внешнему диаметру подшипника. Надеюсь, вопрос изложил понятно.
И где (в каких магазинах) искать подшипники?

Карен посадить можно но все упрется в вопрос -как долго барабан проработает с такой посадкой?,к тому же эта деталь несет нагрузку,слишком тугая посадка убивает подшипник,слабая посадка убивает посадочные места под подшипник или протирает валы.Посадка(допуски)будут зависеть от диаметра подшипника.Себе на станки ищу подшипники из старых запасов(совдеп)ну и класс подшипников также играет роль.Вывод один,чтобы работало исправно и долго -лучше точить в размер.Готовых диаметров как трубы так и круглого проката не найдете,не бывает он идеально круглым даже калибровка.

Ясно, все как всегда упирается в компромисс, и лучше если этот компромисс выточен на токарном станке.
А где стоит поискать подшипники? Даже в магазинах по продаже техники, что-то не припомню что б на глаза попадались. Может правда, внимание не обращал.

Карен Семенов
У меня тоже проблемы с токаркой, поэтому стараюсь находить уже готовые Пример: Купмл в чермете ркдуктор со сломаным валом,ну думаю приварю,чего нибудь схимичу. Не получилось. Стал подбирать валы,полуоси,привода от автомобилей, это по шлицам. нашел . Вал от коробки передач толи жгуля, толи москвичча, то что нужно. Делал лебедку .Вал есть , барабан сварил, подшибники в автомагазине от коробки, на наружний диаметр подшипника разрезал трубу( сначала в размер поперек, а потом вдоль, чтоб наделась) и приварил все по месту к барабану.Так ,что с наружным диаметром проще.

73 наверно НКТ труба. Внутренний диаметр 62, и такой подшипник стоит 100 руб. (пример). и вопрос, ты же не собираешься в часах ковыряться, зачем подшипник на каретке, метал об метал отлично скользит, смазка нужна.

Вопрос в реалиях полного отсутствия технической грамотности не праздный. На этом нелегком поприще много чего было угроблено: отбито пальцев подшипников, гнезд в которые они ставятся, кувалд, а сколько нервов потрачено? Страшно и представить…

Чтобы поставить подшипник и навсегда о нем забыть нужно соблюсти несколько условий:

Трезвость
Хорошая теоретическая подготовка
Наличие оправки
Желание учится и постоянно развиваться в своем ремесле

Большинство оправки игнорируют: берут кувалду, наставляют подшипник на гнездо и забивают его словно костыль в шпалу… При таком подходе к ремонту итог спрогнозировать сложно:

Теория

Для того, чтобы по-максимуму облегчить себе работу и свести риски повреждений деталей к минимуму, а заодно обеспечить высокое качество ремонта нужно соблюсти несколько важных правил:

Подшипник нужно запрессовывать только оправкой. Прилагать усилие к подшипнику через его рабочие элементы категорически не рекомендуется! Если вам нужно запрессовать подшипник в гнездо, то усилие при запрессовке нужно прилагать строго к той обойме, которой вы его запрессовываете или напрессовываете. И ни в коем случае нельзя делать наоборот: набивать подшипник на вал нанося удары по наружной обойме или забивать в гнездо ударяя по внутренней, то есть прилагать усилие через рабочие элементы
Для того, чтобы облегчит работу и минимизировать повреждение подчас очень дорогостоящих деталей — посадочные гнезда нужно нагревать до температуры 100-110 градусов. Греть лучше всего феном или в духовке по принципу: если подшипник прессуем в гнездо, то греем гнездо, если садим подшипник на вал — греем подшипник
Для большего эффекта нагрев можно дополнить замораживанием в такой комбинации: если нужно запрессовать подшипник в гнездо — греем гнездо, а подшипник замораживаем. Если подшипник нужно насадить на вал — греем подшипник, а вал замораживаем. К сожалению, заморозка по разным причинам не всегда возможна и приходится ограничиваться только нагревом
По-возможности подшипник нужно запрессовывать с помощью промышленного пресса. Такой способ дает массу преимуществ: к подшипнику будет прилагаться только линейная нагрузка, а не импульсная, если забивать молотком

Оправка

Оправку покупать совсем необязательно ее можно сделать самому за несколько минут из бездифицитного материала: из такого же подшипника, который нужно запрессовать. Если лень возится — оправку можно купить или даже купить целый набор и пользоваться на здоровье. Что вам больше приемлемо, то и выбирайте.

Берем старый ненужный подшипник, который еще способен вращаться. Подводим подшипник к кругу точильного станка и обтачиваем немного обойму: если подшипник развернуть поперек камня, то работа пойдет намного быстрее

Сильно стачивать обойму не нужно, хватит буквально десятой доли миллиметра

Вырезаем сваркой внутреннею обойму

Для удобства работы — навариваем на обойму шайбу

Запрессовка

Нагреваем гнездо, наставляем подшипник, кладем на подшипник оправку и с помощью молотка забиваем его на нужную глубину. Забивать нужно за несколько несильных ударов постоянно контролируя, чтобы подшипник не пошел на перекос

На вал насадить подшипник еще проще: отрезаем кусок подходящего размера трубы, нагреваем подшипник, одеваем его на вал, наставляем трубу на внутреннею обойму и забиваем

Driver

7 комментариев

Не, ну ведь по идее подшипники не так немного сажают. Сам подшипник лучше заморозить(в морозилке на всю ночь и более), а само посадочное место греют, хорошенько греют. Потом этот холодный подшипник влетает в посадочное место как по маслу.На холодную запрессовывать подшипники не очень айс..

Pocik29: то о чем вы говорите это способ хорош. Но видели ли вы где-нибудь , чтобы таким способом запрессовывали подшипники на заводе?

На заводах жидким азотом замораживают, сам пользуюсь.

Дмитрий, не в каждом гараже есть жидкий азот. Поэтому, исходим из того, что есть в наличии.

Спасибо за инфу.

Да никто с вами и не спорит. Собственно именно для того, чтобы не забивать подшипники кувалдой — я их грею или замораживаю (старый и общепринятый способ. даже рекомендуемый во многих изданиях). И идут они тогда очень легко, практически от руки, а молоток я использую скорее для бутафории. Нужен хороший пресс, и не тот, который наращивает усилие ступенчато: на основе всякого рода домкратов. Нужен именно с равномерной подачей и с манометром — для контроля усилия. У вас наверное дома есть такой пресс? У меня к сожалению нет, поэтому приходится приспосабливаться. Возможно когда-нибудь и куплю и тогда бы мы с вами, уверен, нашли бы общие темы для разговора.

Запрессовка подшипников в горячем или холодном состоянии это, как оказалось, целая наука. При подготовке данного материала было изучено очень много действующих технологических процессов и исследовательских документов. Среди изученных данных есть материалы компании SKF Group, которая специализируется на решениях в области подшипников и подшипниковых узлов, уплотнениях, сервисе и системах смазывания. Нужно отметить, что по материалам этой компании можно написать целую докторскую диссертацию. Кому интересно, ссылка на их сайт будет после статьи.

А зачем вообще нужна горячая запрессовка подшипников?

Иногда это требование прописано в конструкторской документации на сборку узла. Также бывает ряд случаев, когда габариты и вес подшипника не позволяют установить его на посадочный диаметр при помощи только одного давления. В этих случаях и применяются установки для разогрева.

Технология горячей установки подшипников достаточно простая: внутренний диаметр нагревается до определенной температуры и подшипник устанавливается на вал. Часто данная операция осуществляется при помощи небольшого усилия пресса.

Оборудование для нагрева подшипников можно разделить на несколько видов:

Масляные ванны - применяются редко, т.к. есть риск загрязнения подшипника и быстрого выхода его из строя (14% всех отказов подшипников происходят из-за его загрязнения)
Нагревательные плитки с электронагревом - также применяются не часто, из-за одностороннего нагрева
Установки с применением индукционного нагрева - самый используемый вид оборудования для горячей установки подшипников. О них дальше и пойдет речь.

Здесь наверное многие могут подумать про использование газовых горелок. Такой процесс нагрева практически неуправляемый. В процессе нагрева можно получить нежелательные структуры металла, его коробление и растрескивание.

Индукционные установки или установки для нагрева токами высокой частоты по исполнению подразделяются на следующие виды:

Важно отметить, что по вышеуказанным ссылкам можно посмотреть только принципиальное исполнение оборудования. Закалочные индукционные установки и индукционные установки для разогрева подшипников будут сильно отличаться по своим характеристикам: выдаваемой частоте и мощности электромагнитного поля.

По исполнению, подшипник это сборочная единица с геометрическими допусками в сотые микрона. Поэтому перед посадкой его разогрев осуществляется всего-лишь до температуры 90-120⁰С на индукционных установках с небольшой выдаваемой мощностью нагрева. Такая температура полностью позволяет осуществить беспроблемную установку подшипника и не нарушить его целостность. При данной температуре не происходит количественных и качественных изменений в структуре металла, а также не происходит искажение геометрических размеров. В принципе, при нагреве подшипников действуют такие же закономерности электромагнитного поля, как и при закалке ТВЧ.

Это пожалуй самые главные аспекты горячей запрессовки подшипников с применением индукционного нагрева. Горячая установка подшипников является не очень сложной технологией, но с другой стороны это очень ответственный процесс, т.к. 14% всех отказов подшипников происходит из-за его неправильного монтажа.

Особенность соединений с натягом состоит в том, что они еще до приложения рабочих нагрузок преднапряжены силами от натяга на посадочной поверхности, причем в охватывающей детали возникают неблагоприятные для прочности трехосные напряжения растяжения. При сложении предварительных напряжений с рабочими могут возникнуть напряжения, превышающие предел текучести материала, вследствие чего соединение выходит из строя.

Вместе с тем формальный расчет соединений с натягом, основанный на предположении постоянства сечений по длине деталей и игнорирующий граничные условия, не выявляет действительных напряжений. Фактическая несущая способность и прочность соединения сильно зависят от формы охватывающей и охватываемой деталей. Неравномерная жесткость деталей (ступенчатые валы, ступицы с дисками и т. д.) обусловливает неравномерное распределение контактных давлений и напряжений по длине соединения. Резкие скачки напряжений возникают на кромках соединении.

Формальный расчет, даже с большим коэффициентом запаса, не всегда обеспечивает работоспособность соединения, тем более что распределение рабочих напряжений по сечениям детали, а также характер их взаимодействия с предварительными напряжениями в большинстве случаев, особенно в соединениях, подвергающихся циклическому нагружению, неясны. Поэтому независимо от результатов расчета необходимо всемерно усиливать соединения с натягом конструктивными мерами.

Для увеличения несущей способности и прочности соединений с натягом целесообразно следующее:

снижать давление на посадочных поверхностях увеличением длины или диаметра соединения (способ более эффективный);
выбирать натяг в узких пределах, применяя посадки повышенного квалитета;
уменьшать напряжения целесообразным выбором толщины стенок охватывающей и охватываемой деталей (увеличение толщины стенок одной из деталей снижает напряжения в ней, но одновременно увеличивает напряжения в другой детали);
избегать резких изменений сечений соединяемых деталей на участке соединения (и на близких к нему участках) для предотвращения скачков напряжений;
снижать скачки напряжений на кромках соединения путем уменьшения сечений ступицы (и вала) по направлению к торцам;
подвергать посадочные поверхности упрочняющей термообработке (например, закалке с низким отпуском, закалке с нагревом ТВЧ) и упрочняющей обработке пластической деформацией (дробеструйному наклепу, накатыванию валов, раскатыванию или дорнованию отверстий);
применять сборку соединений с нагревом охватывающей детали или с охлаждением охватываемой детали;
применять гальваническое покрытие контактных поверхностей мягкими металлами (Cd, Cu, Zn).

Работоспособность соединений с натягом во многом зависит от правильности сборки. Для облегчения запрессовки вал и отверстие снабжают заходными фасками под углом α = 30—45° (рис. 535, а), а при больших натягах α = 10—15°. Высоту h фаски устанавливают так, чтобы заходный диаметр вала d был на 0,1—0,3 мм меньше диаметра отверстия d₀ (рис. 535, б).

Наиболее целесообразно скруглять торец вала галтелью переменного радиуса (рис. 535, в), хотя изготовление таких галтелей дороже.

Иногда на валу или в отверстии делают заходные цилиндрические пояски с посадкой H7/h6 (рис. 535, г, д). Расположение центрирующего пояска в отверстии требует применения системы вала.

Осевое положение деталей фиксируют запрессовкой их до упора в буртик (рис. 535, е, ж), в ступеньку отверстия (рис. 535, з), заподлицо с отверстием (рис. 535, и). Гладкие детали можно фиксировать в любом положении мерными дистанционными кольцами 1, подкладываемыми под скалку пресса (рис. 535, к).

Важно предотвратить закусывание и перекос соединяемых деталей, затрудняющий процесс запрессовки, а иногда приводящий к непоправимой порче соединения.

Тонкостенные детали типа втулок при запрессовке направляют с помощью центрирующей оправки (рис. 536, а). При запрессовке в сквозные отверстия втулку сажают на свертную оправку с направляющим хвостовиком 1, вводимым в отверстие на посадке H7/h6 (536, б). После запрессовки хвостовик отвертывают.

Детали, соединенные по посадкам с натягом, недопустимо подвергать термообработке, так как при нагреве натяг теряется вследствие потери упругости материала. В точных соединениях необходимо учитывать деформацию деталей при запрессовке (уменьшение внутренних размеров охватываемой детали и увеличение наружных размеров охватывающей). Деформация тем больше, чем больше натяг и меньше толщина деталей.

Найти достоверно изменение размеров расчетом и заранее скорректировать исходную форму детали можно только в сравнительно редких случаях, когда стенки деталей имеют постоянную толщину. Детали с переменной толщиной стенок деформируются неравномерно. Так, при запрессовке тонкостенной подшипниковой втулки в корпус с центральной стенкой (рис. 537, а) втулка принимает корсетную форму. При асимметричном расположении стенки корсет смещается в сторону узла жесткости (рис. 537, б). Дня обеспечения правильной работы подшипника необходимо после запрессовки окончательно обработать внутреннюю поверхность втулки, предусматривая в заготовке соответствующие припуски. Чаще всего втулки развертывают, оставляя под развертку припуск 0,02—0,1 мм на сторону.

При запрессовке деталей в полость вала наружная поверхность вала бочкообразно выпучивается, что требует чистовой обработки вала после запрессовки (рис. 537, в). При напрессовке тонкостенных зубчатых колес на валы (рис. 537, г) необходимо производить чистовую обработку зуба после запрессовки. Если это невозможно по габаритам (длинные валы), следует увеличить толщину обода или применить разборное крепление (на шпонке или шлицах).

Запрессовка не влияет на размеры элементов, расположенных на большом расстоянии от посадочных поверхностей (например, зубья дисковых колес). В таких случаях можно без опасения за точность размеров напрессовывать детали в окончательно обработанном виде. Перекос и торцовое биение дисковых деталей большого диаметра предупреждают увеличением длины посадочного пояса.

Распространенной ошибкой при конструировании нерасчетных (подвергающихся небольшим или неопределенным силам) соединений с натягом является недостаточная длина прессового пояса, а также малая толщина стенок охватывающей или охватываемой детали (рис. 538). Такие соединения быстро выходят из строя в результате сминания посадочных поверхностей и перенапряжения тонких стенок при запрессовке.

Для ориентировочного определения минимальной длины посадочных поясов в соединениях с натягом общего назначения можно пользоваться формулой l_min = ad 2/3 , где l_min длина пояса (за вычетом фасок), мм; d — диаметр соединения, мм; а — коэффициент, равный для охватывающих деталей, выполненных из сталей, а = 4, из чугунов а = 5, из легких сплавов а = 6. На основании этой формулы построен график (рис. 539).

Если соединение подвержено действию высоких изгибающих моментов или поперечных сил, особенно знакопеременных, а также при необходимости точного направления и прочной заделки запрессованной детали (например, колонны станин), длину запрессовки делают значительно большей [l = (1,5—2)d].

Рекомендуется избегать запрессовки в глухие отверстия, которые затрудняют точную обработку и распрессовку.

В конструкциях с посадкой в глухие отверстия необходимо обеспечивать вывод воздуха в процессе запрессовки. Сжатие воздуха при запрессовке, сопровождаемое увеличением его удельного объема вследствие нагрева, может вызвать разрыв охватывающей детали, особенно если она имеет тонкие стенки или выполнена из материала пониженной прочности (например, из легких сплавов). Для выпуска воздуха предусматривают канавки (рис. 540, а) или отверстия (рис. 540, б и в).

Недопустима запрессовка деталей по двум поясам одинакового диаметра (рис. 541, а). При пропуске детали через первый (по ходу запрессовки) пояс возникает перекос, затрудняющий введение конца детали во второй пояс. Кроме того, могут образоваться задиры на поверхности детали и отверстия. В таких соединениях посадочные пояса следует делать разного диаметра (рис. 541, б). Осевые размеры соединения должны быть такими, чтобы деталь вступала сначала во второй пояс на величину m = 2—З мм (рис. 541, в), получая устойчивое направление, и только затем входила в первый пояс.

В конструкции (рис. 541, г) для сокращения точной механической обработки отверстие выполнено с двумя короткими посадочными поясами. Ошибка заключается в одинаковом диаметре посадочных поясов. Кроме того, здесь неизбежна деформация втулки на участках расположения посадочных поясов.

Если важна строгая прямолинейность стенок отверстия, следует предусматривать развертывание втулки после запрессовки или сажать втулку всей длиной или по крайней мере на большей части длины (рис. 541, д и е).

Охватывающим деталям следует придавать достаточную жесткость во избежание деформации под силой запрессовки.

В вильчатой детали (рис. 541, ж) верхняя проушина при запрессовке прогибается, вследствие чего запрессовка в нижнюю проушину становится невозможной. Если по конструктивным условиям нельзя придать проушине достаточную толщину, то для запрессовки следует использовать приспособление, жестко фиксирующее проушину. Наиболее простым способом является введение между проушинами подковообразного сухаря 1. Возможность применения этого способа должна быть предусмотрена в конструкции детали: расстояние между проушинами должно быть задано с точностью, достаточной для применения сухаря, единого для серии данных деталей.

Другое возможное решение — сборка с нагревом охватывающей детали (или охлаждением охватываемой) до температур, при которых на посадочных поясах образуются зазоры.

Охватывающая и охватываемая детали должны обладать по возможности равномерной жесткостью в радиальном направлении. Нежелательны местные ослабления, вырезы и т. п. В конструкции на рис. 541, з запрессовка затруднительна из-за неизбежного увода втулки в сторону выреза. Кроме того, на участке расположения выреза втулка деформируется под действием одностороннего радиального натяга. Положение несколько улучшается, если втулку запрессовать по двум поясам, расположенным на невырезанных участках ступицы (рис. 541, и). Наиболее правильно в данном случае устанавливать втулку по посадке H7/h6 и крепить ее болтами (рис. 541, к).

Запрессовку применяют в случаях, когда охватываемая или охватывающая детали не имеют сквозные вырезы, выходящие на торец (рис. 541, л). Если устранить вырезы нельзя, то единственный выход состоит в применении посадки H7/h6.

В некоторых случаях необходимо выдержать определенное угловое расположение соединяемых деталей (например, запрессовка шпоночного вала в ступицу). Обеспечить совмещение шпонки со шпоночной канавкой можно, если на заходной стороне вала (рис. 542, а) сделать поясок с посадкой H7/h6 или H7/g6, имеющий длину l, превышающую расстояние k шпонки от торца вала. Шпонку сначала заводят в канавку, после чего запрессовывают вал.

Применяют и другой прием: шпонку выпускают из вала на расстояние k, достаточное для фиксации вала по шпоночной канавке перед запрессовкой (рис. 542, б). Лучше всего такие соединения собирать с предварительным нагревом ступицы или охлаждением вала до получения зазора в соединении. Угловая фиксация вала в отверстии в этом случае не вызывает затруднений.

Кулачки с заданным углом расположения граней (рис. 542, в) необходимо запрессовывать через направляющее приспособление с радиальными вырезами под грани, базируемое по центральному отверстию диска. В конструкции должна быть предусмотрена возможность применения такого приспособления.

Конструкция на рис. 542, в ошибочна: цоколь у основания кулачков не позволяет их пропустить через направляющие пазы приспособления.

В конструкции на рис. 542, г ширина m кулачков сделана больше посадочного диаметра d, что обеспечивает уверенное направление кулачков при запрессовке.

Читайте также: