Восстановление места посадки обоймы подшипника. Восстановление с помощью металлополимеров посадочных мест под подшипники методом вклейки

Владельцы патента RU 2296660:

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам восстановления посадочных мест подшипников качения. Демонтируют узел подшипника, осуществляют обработку деформированной при использовании подшипников поверхности посадочных мест растворами. На обработанную растворами деформированную поверхность посадочных мест подшипника наносят кристаллизующийся при температуре 70°С и плавящийся при температуре свыше 340°С расплавленный восстановительный материал. Восстановительный материал обладает вязкостными свойствами и прочностно-механическими характеристиками, соответствующими материалу посадочных мест подшипника. Затем нагревают подшипник в масле до температуры 80-90°С. Осуществляют сборку узла подшипника путем установки разогретого подшипника на его посадочные места. В результате снижаются затраты и уменьшается трудоемкость ремонтных работ.

Изобретение относится к области машиностроения и другим отраслям промышленности, где используются подшипники качения под большими нагрузками, приводящие к деформации посадочных мест подшипников качения.

Известен способ восстановления изношенных коленчатых валов , котором механически обрабатывают шейки с технологическим заглублением в тело восстанавливаемой поверхности на всей ширине между щеками шейки с образованием галтелей и последующую термообработку коленчатого вала. Закрепляют на обработанных шейках компенсирующий износ металла накладки в форме разрезного кольца или полуколец путем сварки их стыков. Сварной шов располагают в зоне, ограниченной 25-50° поворота коленчатого вала от верхней мертвой точки, а второй шов, при использовании полуколец, располагают относительно первого с поворотом на 180°. Охлаждают сварной шов до температуры окружающей среды, обеспечивая натяг разрезного кольца 0,1...0,15 мм. При использовании разрезного кольца в нем выполняют сквозные отверстия диаметром 5-7 мм. Первым проваривают отверстие разрезного кольца с шейкой вала, которое расположено напротив сварного шва, а остальные отверстия проваривают, симметрично приближаясь к сварному шву, что позволит повысить усталостную прочность коленчатого вала до уровня новой детали с одновременным восстановлением изношенных шеек в номинальный размер.

Известен способ ремонта подшипникового узла , включающий разборку, дефектовку деталей, комплектовку в виде установки на посадочной поверхности наружного кольца изношенного подшипника двух локально-диаметрально противоположных пластин и сборку. Толщину пластин определяют по формуле Sc=Sr+Su, где Sc - суммарная толщина пластин; Sr - радиальный зазор в изношенном подшипнике; Su - зазор в соединении отверстие корпуса - наружное кольцо подшипника с учетом износа. Длину каждой локальной пластины определяют расчетным путем.

Недостатками способа являются высокие затраты и трудоемкость ведения ремонтных работ.

Известен способ восстановления изношенных поверхностей валов подшипников скольжения , заключающийся в нагреве упрочняемой зоны детали с предварительно нанесенным на нее связующим материалом (например, из пасты из наплавляемого материала) в индукторе токов высокой частоты до расплавления связующего материала и наплавки его на место износа детали, компенсирующего ее износ, отличающийся тем, что его осуществляют путем нагрева изношенной поверхности детали до температуры, превышающей на 50-100°С температуру критической точки АС 3 , и далее производят охлаждение наплавленной поверхности изношенной детали со скоростью ее закалки, причем в качестве связующего используют материал с температурой плавления, не превышающей температуру закалки материала изделия.

Недостатками способа являются высокие затраты и трудоемкость ведения ремонтных работ.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является способ реставрации коленчатых валов наращиванием изношенной поверхности опор скольжения , который реализуется гильзованием шеек коренных и шатунных осей коленчатого вала разрезными втулками из материала с высокой стойкостью на истирание, сваренные по линии их разрезов в плотном прилегании к поверхности шеек вала, смазанных до контактирования с разрезными втулками специальным клеем или герметикам.

Недостатком способа являются высокие затраты и трудоемкость ведения работ.

Сравнение предлагаемого решения с прототипом и аналогичными решениями, известными из существующего уровня техники, позволяет установить его соответствие критериям патентоспособности "новизна" и "изобретательский уровень".

Техническим результатом заявленного изобретения является снижение затрат и трудоемкости ведения ремонтных работ по восстановлению посадочных мест подшипников качения.

Указанный технический результат достигается тем, что способ восстановления посадочных мест подшипников качения, включает демонтаж узла подшипника, обработку деформированной при использовании подшипников поверхности посадочных мест растворами и сборку узла подшипника, при этом, согласно изобретению, на обработанную растворами деформированную поверхность посадочных мест подшипника наносят кристаллизующийся при температуре 70°С и плавящийся при температуре свыше 340°С расплавленный восстановительный материал с вязкостными свойствами и прочностно-механическими характеристиками, соответствующими материалу посадочных мест подшипника, затем нагревают подшипник в масле до температуры 80-90°С и осуществляют сборку узла подшипника путем установки разогретого подшипника на его посадочные места.

Сущность способа реализации заключается в следующем.

На обработанную специальными растворами деформированную поверхность посадочного места подшипника наносят расплав восстановительного металлизированного материала, а затем устанавливают разогретый в масле подшипник на его посадочное место. Подшипник разогревают до температуры 80-90°С и, тем самым, обеспечивают разогрев восстановительного материала до температуры 70°С, при которой последний кристаллизуется и набирает прочностно-механические характеристики материала изготовления посадочного места.

Предлагаемый способ позволяет сократить сроки простоев оборудования, затрат и трудоемкости при восстановлении посадочных мест подшипников качения.

Литература

1. Патент РФ №94019772. Понуровский А.А. Понуровский А.А. Способ реставрации коленчатых валов и их подшипников скольжения. МПК В23Р 6/00. Пост. 1994.05.26. Опубл. 1996.09.10. Рег. №94019772/02.

2. Патент РФ №2235009. Способ ремонта подшипникового узла. / Усов В.В. Серегин А.А. Тимошенко А.Н. Серегина В.В. МПК В23Р 6/00. Пост. 2001.02.21. Опубл. 2002.09.20. Рег. №2001105022/02.

3. Патент РФ №2189298. Способ ремонта подшипникового узла / Усов В.В. Серегин А.А. Тимошенко А.Н. Серегина В.В. МПК В23Р 6/00. Пост. 2001.02.21. Опубл. 2002.09.20. Рег. №2001105022/02.

4. Патент РФ №95117550. Способ восстановления изношенных посадочных поверхностей валов под подшипники скольжения. / Улитовский Б.А., Шкрабак B.C., Улитовский С.Б., Шкрабак Р.В., Полишко Г.Ю. МПК В23Р 6/00. Пост. 1995.10.17. Опубл. 1997.10.20. Рег. №95117550/02.

5. Патент РФ №2105650. Способ восстановления изношенных посадочных поверхностей валов подшипники скольжения. / Улитовский Б.А., Шкрабак B.C., Улитовский С.Б., Шкрабак Р.В., Полишко Г.Ю. МПК В23Р 6/00. Пост. 1995.10.17. Опубл. 1998.02.27. Рег. №95117550/02.

Способ восстановления посадочных мест подшипников качения, включающий демонтаж узла подшипника, обработку деформированной при использовании подшипников поверхности посадочных мест растворами и сборку узла подшипника, отличающийся тем, что на обработанную растворами деформированную поверхность посадочных мест подшипника наносят кристаллизующийся при температуре 70°С и плавящийся при температуре свыше 340°С расплавленный восстановительный материал с вязкостными свойствами и прочностно-механическими характеристиками, соответствующими материалу посадочных мест подшипника, затем нагревают подшипник в масле до температуры 80-90°С и осуществляют сборку узла подшипника путем установки разогретого подшипника на его посадочные места.

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии восстановления или упрочнения электродуговой наплавкой изношенных поверхностей стальных деталей, преимущественно пассажирских и грузовых вагонов железнодорожного подвижного состава

Изобретение относится к областям машиностроения и ремонта деталей машин и может быть использовано для восстановления и повышения надежности узлов "шкворень-отверстие под шкворень" балки передних мостов автомобилей

Изобретение относится к химико-физическим способам защиты от коррозии и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности, а именно, для ремонта и восстановления переключателя скважинного многоходового групповой замерной установки, подверженного коррозии

Изобретение относится к области восстановительных и упрочняющих методов обработки в машиностроении, а именно - к технологии и оборудованию, которые применяются в процессе ультразвуковой обработки наружного или внутреннего конического резьбового участка таких составных элементов нефтяной колонны, как насосно-компрессорная, бурильная и обсадная труба или же таких, как переводник и муфта, посредством которых производится соединение труб в нефтяную колонну

Изобретение относится к области восстановительных и упрочняющих методов обработки в машиностроении, а именно - к технологии и оборудованию, которые применяются в процессе ультразвуковой обработки наружного или внутреннего конического резьбового участка таких составных элементов нефтяной колонны, как насосно-компрессорная, бурильная и обсадная труба, или же таких, как переводник и муфта, посредством которых производится соединение труб в нефтяную колонну

Изобретение относится к области восстановительных и упрочняющих методов обработки в машиностроении, а именно к технологии и оборудованию, которые применяются в процессе ультразвуковой обработки наружного или внутреннего резьбового участка деталей, преимущественно, таких составных элементов нефтяной колонны как насосно-компрессорная, бурильная и обсадная труба или же таких как переводник и муфта, посредством которых производится соединение труб в нефтяную колонну

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам восстановления посадочных мест подшипников качения

Восстановление с помощью металлополимеров посадочных мест под подшипники методом вклейки.

Сущность этого метода заключается в том, что процесс восстановления посадочного места совмещается со сборочной операцией узла подшипника. В результате чего образуется неподвижное соединение подшипника и вала (корпуса подшипника), во много раз превосходящее по своим прочностным характеристикам рекомендуемые в таких случаях посадки с натягом, что более надежно предохраняет кольца подшипника от проворота, исключая появление износа и обеспечивая более надежную работу узла. При этом вклейка, в отличие от посадки с натягом, не приводит к появлению напряжений и деформаций колец подшипника, что также способствует более комфортной его работе.

Для разборки восстановленного таким способом подшипникового узла необходимо нагреть образовавшийся в месте вклейки слой металлополимера до температуры свыше 300 0С или выжечь его, например, с помощью газовой горелки.

Основные этапы процесса восстановления посадочных мест с помощью вклейки.

I. Восстановление посадочных мест с незначительным (до 0,25 ÷ 0,3 мм по диаметру), равномерным износом (без предварительной механической обработки восстанавливаемой поверхности).

1. Подготовить восстанавливаемую поверхность в соответствии с общими рекомендациями (очистить от грязи, масла и т. п., придать шероховатость наждачно бумагой, обезжирить).

2. Протереть и обезжирить посадочную поверхность подшипника.

3. Провести контрольную сборку: подшипник должен устанавливаться на посадочное место достаточно легко, без значительных усилий.

4. Защитить сепаратор подшипника липкой лентой или изолентой от возможного попадания в него металлополимера при вклейке.

5. Подготовить необходимую дозу металлополимера.

6. Нанести на посадочное место вала (корпуса) необходимый слой или слои металлополимера, тщательно смачивая восстанавливаемую поверхность.

7. Промазать, буквально смачивая, тонким слоем металлополимера посадочное место подшипника.

8. Установить подшипник на вал (в корпус), тщательно поджимая его к ограничительным буртам, втулкам, стопорным кольцам.

9. Удалить выдавленные излишки металлополимера, очистить ацетоном незащищенные места на валу (в корпусе) при случайном попадании на них металлополимера, снять защиту с сепаратора.

10. После полимеризации металлополимера узел готов к дальнейшей эксплуатации.

Примечание:

При указанных величинах износа центрирование подшипника относительно вала (корпуса) в процессе вклейки обеспечивается как частицами наполнителя металлополимера, попадающими в зазор, так и дополнительными способами, например: предварительным кернением восстанавливаемой поверхности (обычно достаточно накернить поверхность являющуюся опорной при вклейке), центрированием относительно других деталей и т. д.

2. Восстановление посадочных мест с незначительным (до 0,1 ÷ 0,15 мм по диаметру) износом.

При восстановлении вклейкой посадочных мест валов (корпусов) с величиной износа меньше 0,1 ÷ 0,15 мм по диаметру (величина зазора соизмерима с размером частиц наполнителя) необходимо произвести предварительную расточку посадочного места на величину 0,5 ÷ 1,0 мм, с нарезанием «рваной резьбы» или канавок. Для обеспечения при вклейке центрирования подшипника расточку ведут с оставлением поясков по краям посадочного места и по его длине (общая ширина поясков не должна превышать 50 % всей поверхности склейки) – смотри рисунок 1.

font-size:11.0pt;font-family:Arial">Рис. 1. Восстановление с помощью металлополимеров посадочного места на валу методом вклейки подшипника:

D ном. – d 1 = 0,1 ÷ 0,15 мм;

D 1 – d 2 = 0,5 ÷ 1,0 мм;

I – места нарезания «рваной резьбы» или кольцевых канавок.

Остальные этапы восстановления аналогичны операциям по пункту 1.

3. Восстановление посадочных мест со значительным (свыше 0,5 ÷ 1,0 мм по диаметру) и неравномерным износом.

При восстановлении методом вклейки посадочных мест со значительным и неравномерным износом особое значение имеют вопросы центрирования и обеспечения соосности подшипника и вала (корпуса подшипника). Эти проблемы могут быть решены следующими способами.

1. На изношенной поверхности вдоль образующих линий устанавливаются металлические прокладки различной толщины (примерно на 0,05 ÷ 0,08 мм тоньше износа в этом месте) в виде узких металлических полосок, превосходящих по длине место износа. Свободные концы этих полос закрепляются липкой лентой, нитью и т. п. рядом с местом вклейки (желательно на участке вала с меньшим диаметром). Производится контрольная установка подшипника (подшипник должен устанавливаться на посадочное место достаточно легко, без значительных усилий). После этого на место износа наносится металлополимер (места под прокладками также промазываютя). Устанавливается подшипник. После полимеризации металлополимера вступающие концы прокладок срезаются.

2. На места износа по диаметру с помощью сварки наносятся небольшие точечные (для избежания перегрева вала) наплывы в виде колец. После этого производится их проточка до номинального посадочного диаметра подшипника. Производится контрольная установка подшипника. После этого вклейка производится по описанным выше схемам.

3. На изношенных поверхностях производится проточка для установки двух или более центрирующих колец. Кольца (разрезные) закрепляются в подготовленных канавках сваркой или вклейкой с помощью металлополимера. Установленные кольца протачиваются до посадочного номинального диаметра подшипника. Далее вклейка производится по описанным выше схемам.

Могут быть использованы и другие способы центрирования подшипника в процессе восстановления посадочного места методом вклейки с помощью металлополимеров.

Внимание!

При восстановлении вклейкой посадочных мест под подшипники перед нанесением металлополимера необходимо защитить имеющиеся масляные каналы липкой лентой, скотчем.

Бывает, что подшипник в картере провернулся, его посадка в блоке двигателя или в картере какого то агрегата (коробки передач или заднего моста) ослабевает, и эксплуатировать автомобиль или мотоцикл с такой неисправностью нельзя, так как посадочное место подшипника ещё больше разобьётся. Такая неисправность может произойти от многократного или неправильного монтажа подшипника в отверстие (гнездо) картера, недостатка смазки (подшипник клинит и он проворачивается), или просто от неточного изготовления отверстия подшипника. И с такой неисправностью часто сталкиваются владельцы любого транспортного средства, или просто какого то станка или агрегата. Как легко избавиться от такой неисправности в домашних условиях, не имея гальванического оборудования, даже самого простого (для покрытия цинком) мы и рассмотрим в этой статье.

Конечно же можно нарастить диаметр наружной обоймы подшипника, если покрыть его хромом, или слоем цинка, и об этом я уже писал (почитать можно вот в ). Но для этого потребуется изготовить специальные заглушки (чтобы слой покрытия не попал на шарики, сепаратора и внутренние поверхности обойм), да и придётся повозиться с химреактивами.

В этой же статье, мы рассмотрим другой, ещё более простой способ наращивания наружного диаметра обоймы , который сможет осуществить как в своём гараже, так и в полевых условиях любой человек, даже школьник.

Для начала рассмотрим более распространённые традиционные методы восстановления разбитого посадочного отверстия в подшипнике, может кто то из новичков не знает о них и они кому то пригодятся. А уже после этого разберём более редкий способ, о котором большинство ремонтников не знает.

1 — картер, 2 — втулка, 3 — наружная обойма подшипника.

Так вот, если подшипник монтируется в картере какого то агрегата или его крышке, и посадочное отверстие разбито, то крышку закрепляют через планшайбу в токарном станке, а картер в кардинатно-расточном станке, и растачивают диаметр посадочного отверстия примерно на 3 — 4 мм и после этого запрессовывают в расточенное место ремонтную втулку, в которой внутренний диаметр немного больше (с припуском на чистовую обработку) и после завтуливания, растачивают внутренний диаметр втулки под диаметр наружной обоймы подшипника (см. рисунок 1).

Этот способ достаточно распространён, не смотря на то, что многим мастерам приходится искать кардинатно-расточной или токарный станок и изготавливать ещё и приспособление для точного закрепления детали. К тому же такой способ не подойдёт, если толщина металла стенки корпуса, после расточки станет тонкой и не обеспечит достаточной жёсткости отверстию подшипника. И многих это и останавливает, да и грамотного станочника не везде найдёшь.

Некоторые «мастера» пытаются вообще обойтись просто кернением посадочной поверхности, но вряд ли стоит надеяться, что такого «ремонта» хватит надолго, как правило на пару часов. Ведь обойма подшипника при таком способе будет лежать не на всей поверхности посадочного отверстия, а лишь на мизерных площадках (пупырышках), которые имеют мизерную площадь. Да и накерненные места быстро сминаются уже при монтаже подшипника (особенно в мягком алюминиевом картере), и обойма подшипника снова начинает болтаться и проворачиваться.

Наиболее доступные и эффективные способы ремонта, это когда увеличенное отверстие подшипника вообще не трогают, а занимаются лишь наращиванием толщины обоймы подшипника. И способов тут тоже несколько, это и напыление металла специальными установками, которые пока очень мало распространены, это и покрытие обоймы хромом, ну и более доступное в домашних условиях покрытие обоймы цинком, о котором я уже писал (ссылка выше в тексте).

Но существует ещё один малоизвестный, но очень простой способ наращивания размера любой круглой металлической детали, а в данном случае обоймы подшипника, который не сложно осуществить у себя дома, в гараже и даже в путешествии (на обочине дороги). Причём особой квалификации или какого то секретного мастерства не потребуется, и любой водитель, способный открыть капот на своей машине, справится с этой несложной операцией довольно легко, особенно если будет помогать помощник.

Принцип наращивания металла этим простым способом, основан на принципе работы контактной сварки. И для работы нам потребуется всего лишь пара рессор, например от Москвича или Волги, пара кусков толстого провода (подойдут кабели с зажимом «крокодил», для «прикуривания») ну и хорошо заряженный аккумулятор, или сварочный трансформатор (может подойти и мощное пуско-зарядное устройство).

1 — батарея, 2 — рессоры, 3 — подшипник, 4 — стол с подставками.

И чтобы нарастить диаметр наружной обоймы подшипника, этот подшипник нужно будет прокатывать между двух рессор, подключив к рессорам электрический ток (см. рисунок 3). И как я уже говорил, подойдут рессоры от наших отечественных машин, но если подшипник гораздо большего размера, например от грузовика, то и ширину рессор нужно подобрать пошире, от того же грузовика (можно найти старые рессоры на пунктах приёма металлолома, или в автохозяйствах).

Длинна рессор тоже зависит от диаметра подшипника, но как правило хватает длины одной рессоры около метра, а вторую можно отрезать до полуметра (так будет удобнее работать). Соединяем каждую рессору кабелем с полюсными наконечниками батареи или трансформатора, обеспечив хороший контакт.

Можно использовать клеммы от автомобиля, чтобы плотно подсоединить кабели к аккумулятору, ну а к рессорам можно зажать кабели с помощью болтов с шайбами, или мощных зажимов «крокодил» (типа сварочных). Причём полярность при подключении рессор может быть любая.

а — толщина наплавки 0,1 мм, б — толщина наплавки 0,25 мм, в — толщина наплавки в 0,5 мм.

Прокатку выполняют несколько раз, и при этом поверхность наружной обоймы постепенно покрывается большим количеством мелких привариваемых бугорков из металла рессор (см фото слева). И достаточно сделать несколько прокаток, и поверхность наружной обоймы подшипника уже наращивается до такого диаметра, что обойма уже не будет болтаться в своём разбитом отверстии.

На концы верхней рессоры полезно одеть резиновые перчатки и примотать их скотчем, или просто намотать изоленту. Это позволит избежать короткого замыкания рессор и порчи аккумулятора, если при прокатке верхняя рессора своим концом коснётся нижней рессоры.

Это часто случается, если диаметр восстанавливаемого подшипника маленький. И если подшипник уж очень маленького диаметра, то полезно при работе наоборот развернуть верхнюю рессору прогибом вверх.

При работе с аккумулятором, чтобы его не испортить,полезно вообще не защищать ржавчину на рессорах, так как ржавчина обладает дополнительным сопротивлением, которое будет препятствовать чрезмерному росту тока. Но при желании можно подключить и реостат, которым можно будет точно подобрать нужную силу тока.

Если же вместо аккумулятора будет использоваться сварочный трансформатор, то конечно лучше использовать тот, на котором есть регулировка тока. Сварочный ток выставляют в пределах 100 — 150 ампер, и чем ток больше, тем быстрее будет происходить наращивание металла, но и крупнее будут наплавляемые частицы.

Поэтому полезно подобрать золотую середину, чтобы и частицы наплавляемого металла (вкраплений) были не крупные, и возиться долго не пришлось. Можно потренироваться сперва на негодном подшипнике. Но как правило, для нормального увеличения диаметра 110- миллиметрового подшипника на 0,5 мм, потребуется ток в 150 ампер и примерно пять минут накатки. И при этом подшипник нагревается всего лишь до 100 градусов, а значит структура его металла не изменяется.

После накатки, как видно на фотографиях, поверхность обоймы имеет несколько шершавый вид, что даже лучше, так как он никогда больше не провернётся в своем отверстии (сцепление шершавой поверхности лучше чем гладкой). Но всё же, если кто то захочет восстановить таким способом поверхность наружной обоймы до заводского гладкого состояния, тогда вполне возможно сделать покрытие в два раза толще (вместо 0,5 мм сделать 1 мм). А после этого отдать подшипник токарю, который заполирует обойму до гладкого состояния, сняв с поверхности примерно 0,5 мм.

Способом, описанным в этой статье, была восстановлена посадка провернувшихся в своих местах подшипников не только легковых автомобилей и мотоциклов, но и грузовиков, и были сэкономлены не малые деньги, так как картер или заднего , ступицу , или блок двигателя уже не нужно было менять, чего и вам желаю; удачи всем.

Выбор правильной посадки, обеспечение требуемой чистоты и значения допусков размеров поверхностей под подшипники является ключевым фактором, обеспечивающим долговечность, надежность механизмов.

Правильная посадка – важнейшее условие работоспособности подшипников.

Исходя из особенностей работы подшипника, кольцо, которое вращается должно закрепляться на опорной поверхности неподвижно, с натягом, а неподвижное кольцо садиться в отверстие с минимальным зазором, относительно свободно.

Установка с натягом вращающегося кольца не дает ему проворачиваться, что могло бы привести к износу опорной поверхности, контактной коррозии, разбалансировке подшипников, развальцовке опоры, чрезмерному нагреву. Так, в основном, выполняется посадка подшипника на вал, который работает под нагрузкой.

Для неподвижного кольца небольшой зазор даже полезен, а возможность проворота не чаще одного раза за сутки делает износ опорной поверхности более равномерным, минимизирует его.

Основные термины

Рассмотрим подробнее основные термины и понятия, определяющие посадки подшипников. Современное машиностроение основано на принципе взаимозаменяемости. Любая деталь, изготовленная по одному чертежу должна устанавливаться в механизм, выполнять свои функции, быть взаимозаменяемой.

Для этого чертеж определяет не только размеры, но и максимальные, минимальные отклонения от них, то есть допуски. Значения допусков стандартизованы единой системой для допусков, посадок ЕСДП, разбиты по степеням точности (квалитетам), приводятся в таблицах.

Их также можно найти в первом томе Справочника конструктора-машиностроителя Анурьева, и ГОСТах 25346-89, а также 25347-82 или 25348-82.

Согласно ГОСТ 25346-89 определены 20 квалитетов точности, но в машиностроении обычно используются с 6 по16. Причем, чем ниже номер квалитета, тем выше точность. Для посадок шарико и роликоподшипников актуальны 6,7, реже 8 квалитеты.

В пределах одного квалитета размер допуска одинаков. Но верхнее и нижнее отклонение размера от номинала расположены по-разному и их сочетания на валах и отверстиях образуют различные посадки.

Существуют посадки обеспечивающие гарантию зазора, натяга и переходные, реализующие как минимальный зазор, так и минимальный натяг. Посадки обозначают латинскими строчными буквами для валов, большими для отверстий и цифрой, указывающей на квалитет, то есть степень точности. Обозначения посадок:

• с зазором a, b, c, d, e, f, g, h;
• переходных js, k, m, n;
• с натягом p, r, s, t, u, x, z.

По системе отверстия для всех квалитетов оно имеет допуск H, а характер посадки определяется допуском вала. Такое решение позволяет уменьшить количество необходимых контрольных калибров, инструмента режущего и является приоритетным. Но в отдельных случая используется система вала, в которой валы имеют допуск h, а посадка достигается обработкой отверстия. И именно таким случаем является вращение наружного кольца шарикоподшипника. Примером подобной конструкции могут служить ролики или барабаны натяжные конвейеров ленточных.

Выбор посадки подшипников качения

Среди основных параметров определяющих посадки подшипников:

• характер, направление, величина нагрузки, воздействующей на подшипник;
• точность подшипника;
• скорость вращения;
• вращение или неподвижность соответствующего кольца.

Ключевое условие, определяющее посадку – неподвижность либо вращение кольца. Для неподвижного кольца подбирается посадка с малым зазором и постепенное медленное проворачивание считается положительным фактором, уменьшающим общий износ, препятствующим местному износу. Вращающееся кольцо обязательно сажают с надежным натягом, исключающим проворот по отношению к посадочной поверхности.

Следующим важным фактором, которому должна соответствовать посадка под подшипник на валу или в отверстии, является вид нагружения. Различают три ключевых типа нагружения:

• циркуляционное при вращении кольца относительно постоянно действующей в одном направлении радиальной нагрузки;
• местное для неподвижного кольца относительно радиального нагружения;
• колебательное при радиальной нагрузке колеблющейся относительно положения кольца.

Согласно степени точности подшипников в порядке их увеличения соответствуют пяти классам 0,6,5,4,2. Для машиностроения при нагрузках невысокой и средней величины, например для редукторов, обычным является класс 0, который не указывается в обозначении подшипников. При более высоких требованиях к точности используется шестой класс. На повышенных скоростях 5,4 и только в исключительных случаях второй. Пример шестого класса 6-205.

В процессе реального проектирования машин посадка подшипника на вал и в корпус выбирается в соответствие с условиями работы по специальным таблицам. Они приведены в томе втором Справочника конструктора-машиностроителя Василия Ивановича Анурьева.

Для местного типа нагрузки таблица предлагает следующие посадки.

При условиях циркуляционного нагружения, когда радиальное усилие воздействует на всю дорожку качения, учитывают интенсивность нагружения:

Pr=(k1xk2xk3xFr)/B , где:
k1 – коэффициент перегрузки динамической;
k2 – коэффициент ослабления для полого вала или корпуса тонкостенного;
k3 – коэффициент, определяемый воздействием осевых усилий;
Fr – усилие радиальное.

Значение коэффициента k1 при перегрузках менее, чем в полтора раза, небольшой вибрации и толчках принимают равным 1, а при возможной перегрузке от полутора до трех раз, сильных вибрациях, ударах k1=1,8.

Значения k2 и k3 подбираются по таблице. Причем для k3 учитывают соотношение осевой нагрузки к радиальной, выраженное параметром Fc/Fr x ctgβ.

Соответствующие коэффициентам и параметру интенсивности нагружения посадки подшипников приведены в таблице.

Обработка посадочных мест и обозначение посадок под подшипники на чертежах.

Посадочное место под подшипник на валу и в корпусе должно иметь заходные фаски. Шероховатость посадочного места составляет:

• для шейки вала диаметром до 80 мм под подшипник класса 0 Ra=1,25, а при диаметре 80…500 мм Ra=2,5;
• для шейки вала диаметром до 80 мм под подшипник класса 6,5 Ra=0,63 а при диаметре 80…500 мм Ra=1,25;
• для отверстия в корпусе диаметром до 80 мм под подшипник класса 0 Ra=1,25, а при диаметре 80…500 мм Ra=2,5;
• для отверстия в корпусе диаметром до 80 мм под подшипник класса 6,5,4 Ra=0,63, а при диаметре 80…500 мм Ra=1,25.

На чертеже также указывают отклонение формы места посадки подшипников, торцовое биение заплечиков для их упора.

Пример чертежа, в котором указана посадка подшипника на валу Ф 50 к6 и отклонения формы.

Значения отклонений формы принимаются по таблице в зависимости от диаметра, который имеет посадка подшипника на валу либо в корпусе, точности подшипника.

На чертежах указывают диаметр вала и корпуса под посадку, например, Ф20к6, Ф52Н7. На сборочных чертежах можно просто указывать размер с допуском в буквенном обозначении, но на чертежах деталей желательно кроме буквенного обозначения допуска приводить и его численное выражение для удобства рабочих. Размеры на чертежах указываются в миллиметрах, а величина допуска в микрометрах.

Посадочные места часто не могут быть подвержены ремонту и тогда встает вопрос о замене детали, сопряженной с подшипником и потерявшей номинальные параметры посадочного места. Подобный вариант ремонта достаточно экономически нецелесообразен. Выходом в данной ситуации является ремонт с помощью технологии Димет.

Рассмотрим примеры ремонта посадочных мест методом холодного газодинамического напыления.

Посадочное место подшипника ступицы мотоцикла.

Дефект посадочного места состоит в том, что внешнее кольцо подшипника проворачивается при работе, что дает дополнительные нагрузки на ось внутреннего кольца и на сам подшипник.

Изображение 1. Посадочное место для внешнего кольца подшипника на колесе кроссового мотоцикла.

Для устранения данной проблемы необходимо добавление слоя металла на внутренний диаметр ступицы. Ступица выполнена из алюминиевого сплава. Перед нанесением состава предварительно обрабатываем поверхность абразивным составом К-00-04-16 . Нанесение дополнительного слоя производится в третьем режиме аппарата Димет-405 . Напыление производится с запасом. Завершающую обработку покрытия ведем при малой подаче резца на повышенных оборотах.

Изображение 2. Этапы ремонта (а - нанесенный с запасом алюминиевый слой, б - чистовой вариант готового посадочного места)

Посадочное место полукольца коленвала

Выполнен ремонт посадочного места дистанционного полукольца коленчатого вала чугунного блока цилиндров «Мерседес-Бенц» с помощью технологии Димет. Финальная обработка была произведена специальной фрезой.

Посадочное место подшипника ступицы

Ремонт посадочного места чугунной ступицы «Форда» выполнен нанесением алюминиевого слоя, размером 0,3мм. Данные манипуляции обеспечили необходимый натяг в соединении.

Изображение 1. Стадии ремонта (а – начальная, б - финальная)

Посадочное место подшипника электродвигателя

Ремонт посадочных мест подшипников в корпусе электродвигателя произведен аппаратом , составом алюминия , режим напыления — «3». На изображения представлены этапы ремонта.