Страница:
У данного вида соединений имеется ряд преимуществ: во-первых, возможность получения сборочных узлов из разнородных металлов и неметаллических материалов; во-вторых, процесс склейки не требует повышенных температур (как, например, сварка или пайка), следовательно, исключается деформация деталей; в-третьих, устраняется внутреннее напряжение материалов.
В слесарно-сборочных работах обычно используются клеи: ЭДП, БФ-2, 88Н (табл. 3).
Подобно всем другим видам соединений, качество клееных во многом зависит от правильности подготовки поверхностей к процессу склеивания: на них не должно быть пятен грязи, ржавчины, следов жира или масла. Очистку поверхностей осуществляют металлическими щетками, шлифовальными шкурками, материал для удаления жировых и масляных пятен зависит от марки используемого клея: при склеивании деталей клеем 88Н применяется бензин, под клеи ЭДП и БФ-2 – ацетон.
Процесс склеивания деталей состоит из следующих операций:
– подготовить поверхности деталей и выбрать марку клея (см. выше);
– нанести на поверхности в местах соединения первый слой клея (эту операцию можно выполнять кисточкой либо поливом), просушить, нанести второй слой клея, соединить детали и прижать их друг к другу струбцинами (здесь важно следить за точным совпадением деталей и их плотным прилеганием);
– выдержать клееный узел и очистить швы от подтеков клея.
Режим сушки первого слоя клея: ЭДП наносится в один слой и сушки не требует; БФ-2 требует сушки 1 час при температуре 20 °C («до отлипа»); 88Н – 10–15 минут на воздухе. После нанесения второго слоя выдержать 3–4 минуты и только потом соединить детали.
Режим выдержки клееных соединений: при использовании клея ЭДП – 2–3 суток при температуре 20 °C или 1 сутки при температуре 40 °C; клей БФ-2 – 3–4 суток при температуре 16–20 °C или 1 час при температуре 140–160 °C; клей 88Н – 24–48 часов при температуре 16–20 °C под грузом.
При сборках машин и механизмов иногда используют комбинированные клееные соединения – клеесварные: на сопрягаемую поверхность одной из деталей наносят слой клея ВК-9, а вторую деталь приваривают методом точечной сварки по этому слою.
Сборка подвижных узлов механизмов
Сборка подшипников скольжения
Сборка узлов с подшипниками качения
Сборка механических передач зацепления
В слесарно-сборочных работах обычно используются клеи: ЭДП, БФ-2, 88Н (табл. 3).
Таблица 3. Марка клея и область его применения
Процесс склеивания деталей состоит из следующих операций:
– подготовить поверхности деталей и выбрать марку клея (см. выше);
– нанести на поверхности в местах соединения первый слой клея (эту операцию можно выполнять кисточкой либо поливом), просушить, нанести второй слой клея, соединить детали и прижать их друг к другу струбцинами (здесь важно следить за точным совпадением деталей и их плотным прилеганием);
– выдержать клееный узел и очистить швы от подтеков клея.
Режим сушки первого слоя клея: ЭДП наносится в один слой и сушки не требует; БФ-2 требует сушки 1 час при температуре 20 °C («до отлипа»); 88Н – 10–15 минут на воздухе. После нанесения второго слоя выдержать 3–4 минуты и только потом соединить детали.
Режим выдержки клееных соединений: при использовании клея ЭДП – 2–3 суток при температуре 20 °C или 1 сутки при температуре 40 °C; клей БФ-2 – 3–4 суток при температуре 16–20 °C или 1 час при температуре 140–160 °C; клей 88Н – 24–48 часов при температуре 16–20 °C под грузом.
При сборках машин и механизмов иногда используют комбинированные клееные соединения – клеесварные: на сопрягаемую поверхность одной из деталей наносят слой клея ВК-9, а вторую деталь приваривают методом точечной сварки по этому слою.
Сборка подвижных узлов механизмов
В конструкциях различных машин и механизмов, которые приходится собирать и ремонтировать слесарю, основным назначением подвижных узлов является преобразование вращательных движений в поступательные и изменение скорости и направления движения. Поэтому и называются такие узлы передачами. Действие механических передач основано на использовании либо зацепления (зубчатые, червячные, цепные), либо силы трения (ременные, фрикционные). Однако и те и другие передачи имеют в конструкциях нечто общее – наличие в своих узлах подшипников (скольжения или качения). Именно с их установки (монтажа) начнется ознакомление с процессом сборки узлов механических передач.
Сборка подшипников скольжения
Основное требование, которое предъявляется к подшипникам скольжения, – это минимальная величина силы трения при равномерно распределенной нагрузке во время работы механизма. Достигнуть этого позволяет сама конструкция подшипника: на опорных поверхностях втулок и вкладышей предусмотрены масляные канавки. Размеры и формы канавок зависят от того, из какого материала они (втулки и вкладыши) изготовлены, какой вид смазки используется и как осуществляется ее подача, каковы величины воспринимаемой узлом нагрузки.
Втулки и вкладыши подшипников скольжения изготавливаются из различных антифрикционных материалов: чугуна, бронзы, латуни, текстолита, капрона. Сами подшипники могут быть разъемными и неразъемными.
Сборка неразъемных подшипников скольжения начинается с запрессовки и закрепления втулки в отверстии корпуса механизма (рис. 58).
Рис. 58. Установка неразъемного подшипника скольжения: а – запрессовка: 1 – втулка; 2 – оправка; 3 – установочный палец; 4 – корпус детали; 5 – место и направление ударов молотка (нажатия штока пресса); б – продольное крепление втулки; в – поперечное крепление втулки.
Запрессовку можно выполнять на прессах и вручную (нас, конечно же, больше интересует второй способ).
Ручная запрессовка втулок подшипников осуществляется в следующем порядке: саму втулку надевают на оправку, которая центрируется (устанавливается по центру) в отверстии установочного пальца; удары молотка по оправке перемещают ее вместе с втулкой по отверстию, и та без перекосов входит в посадочное отверстие детали. Запрессованная втулка крепится в корпусе винтовыми, гладкими или коническими стопорами. Для этого во втулке сверлится сквозное (при поперечном креплении) или глухое (при продольном креплении) отверстие.
Погрешности, допущенные при выборе втулки и ее запрессовке, приводят к быстрому износу подшипников. Поэтому до и после установки подшипника слесарь должен следить за состоянием его опорной поверхности (не должно быть трещин, царапин, отслаивания антифрикционного слоя), за соответствием геометрических размеров втулки и шейки вала, на который подшипник устанавливается, за соосностью втулки и шейки вала.
Разъемный подшипник скольжения состоит из нижнего и верхнего вкладышей, которые устанавливаются в полуотверстия разъемных элементов узла – основания и крышки (рис. 59).
Рис. 59. Разъемный подшипник: а – основные элементы подшипника.
Рис. 59 (продолжение). Разъемный подшипник: б – толстостенный вкладыш; в – тонкостенный вкладыш; г – регулировка радиального зазора прокладками: 1 – прокладка.
Разъемные подшипники могут быть толстостенными (отношение толщины стенки к наружному диаметру подшипника находится в пределах 0,065–0,095) и тонкостенными (отношение в пределах 0,025–0,045). Тонкостенные подшипники обычно изготавливаются из малоуглеродистой стали, поэтому после установки такой подшипник заливают антифрикционным материалом (баббитом или свинцовой бронзой) с последующей обработкой отверстия. Толщина слоя заливки соотносится с внутренним диаметром подшипника: t = 0,01d, где t – толщина заливочного слоя, d – внутренний диаметр подшипника.
Вкладыши толстостенных подшипников устанавливаются в полуотверстия основания и крышки с небольшим зазором. Чтобы избежать их смещения при монтаже, используют установочные штифты, которые крепят в корпусе подшипника с натягом 0,04–0,07 мм, при этом отверстие под штифт во вкладыше сверлят с учетом необходимого зазора в 0,1–0,3 мм между стенками отверстия и штифтом. Отверстия эти должны иметь овальную форму, что позволяет вкладышу самостоятельно центрироваться в случае перекоса.
Тонкостенные подшипники обычно не стопорятся, а удерживаются от осевого смещения фиксирующими усами, которые являются составной частью вкладышей. Вкладыши таких подшипников взаимозаменяемы, а посадочные гнезда под них обрабатывают с повышенной точностью.
Сборка разъемных подшипников даже в серийном производстве выполняется с подгонкой (что уж говорить о единичной сборке в условиях домашней мастерской). После того как вкладыши установлены в посадочные гнезда корпуса и крышки, их поверхности пришабривают по шейкам вала (с контролем на краску). Окончательную подгонку вкладышей осуществляют в ходе проверочной установки крышки подшипника: затягивают гайки первого подшипника, проворачивают вал на 2–3 оборота, отпускают гайки первого и затягивают гайки второго подшипника, вал снова проворачивают и так далее, если в сборочном узле более двух подшипников.
По тому, как вращается вал, можно уже сказать о качестве сборки подшипников: если вал проворачивается с трудом, значит, зазор между подшипником и шейкой вала имеет размер меньше необходимого, это может быть вызвано перекосом в соосности подшипников или ошибками в диаметральных размерах. Во избежание сбоев в работе всего механизма в целом собранные подшипники контролируют на отклонения от соосности, а также проверяют радиальные и осевые зазоры.
Отклонения от соосности можно проверить с помощью контрольного или макетного вала и щупа, проверочной линейки, струны и штихмаса или электрическим способом. Самый простой и, соответственно, самый приемлемый для домашней мастерской способ контроля – это использование струны, натянутой по оси вала, или проверочной линейки, также расположенной по оси вала. Однако такой способ не дает необходимой точности, поскольку точность измерения зависит от определения момента касания струны головкой штихмаса. Увеличить точность измерения можно, включив струну в цепь низкого напряжения, тогда момент касания будет устанавливаться по загоранию лампочки. Самые точные показания отклонения соосности может дать использование контрольного или макетного вала: при совпадении осей установленных подшипников вал в отверстие входит свободно, а при их перекосе не входит.
Для проверки радиального зазора чаще всего используют свинцовую проволоку диаметром на 0,2–0,3 мм больше возможного зазора: кусочки проволоки закладывают в нескольких местах между вкладышем и шейкой вала и в местах разъема вкладышей. Когда крышку подшипника затягивают гайками, а вал проворачивают на один оборот, проволока деформируется, и по ее толщине после извлечения из узла судят о величине зазора. Радиальный зазор в подшипнике (он еще называется масляным) зависит от диаметра шейки вала (D) и приближенно должен быть равен 0,001D + 0,05 мм. При необходимости радиальные зазоры можно отрегулировать (увеличить) с помощью прокладок, которые устанавливаются на штифтах.
После окончательной сборки, контроля и регулировки подшипников в них устанавливают вал и при медленном его вращении с подачей смазочного материала прирабатывают вкладыши. В процессе приработки уплотняется их поверхностный слой за счет уменьшения шероховатости и увеличивается площадь контакта шейки вала и вкладышей. При этом следует проконтролировать температуру нагрева подшипников: слишком резкое ее увеличение свидетельствует о некачественной сборке всего узла.
Втулки и вкладыши подшипников скольжения изготавливаются из различных антифрикционных материалов: чугуна, бронзы, латуни, текстолита, капрона. Сами подшипники могут быть разъемными и неразъемными.
Сборка неразъемных подшипников скольжения начинается с запрессовки и закрепления втулки в отверстии корпуса механизма (рис. 58).
Запрессовку можно выполнять на прессах и вручную (нас, конечно же, больше интересует второй способ).
Ручная запрессовка втулок подшипников осуществляется в следующем порядке: саму втулку надевают на оправку, которая центрируется (устанавливается по центру) в отверстии установочного пальца; удары молотка по оправке перемещают ее вместе с втулкой по отверстию, и та без перекосов входит в посадочное отверстие детали. Запрессованная втулка крепится в корпусе винтовыми, гладкими или коническими стопорами. Для этого во втулке сверлится сквозное (при поперечном креплении) или глухое (при продольном креплении) отверстие.
Погрешности, допущенные при выборе втулки и ее запрессовке, приводят к быстрому износу подшипников. Поэтому до и после установки подшипника слесарь должен следить за состоянием его опорной поверхности (не должно быть трещин, царапин, отслаивания антифрикционного слоя), за соответствием геометрических размеров втулки и шейки вала, на который подшипник устанавливается, за соосностью втулки и шейки вала.
Разъемный подшипник скольжения состоит из нижнего и верхнего вкладышей, которые устанавливаются в полуотверстия разъемных элементов узла – основания и крышки (рис. 59).
Разъемные подшипники могут быть толстостенными (отношение толщины стенки к наружному диаметру подшипника находится в пределах 0,065–0,095) и тонкостенными (отношение в пределах 0,025–0,045). Тонкостенные подшипники обычно изготавливаются из малоуглеродистой стали, поэтому после установки такой подшипник заливают антифрикционным материалом (баббитом или свинцовой бронзой) с последующей обработкой отверстия. Толщина слоя заливки соотносится с внутренним диаметром подшипника: t = 0,01d, где t – толщина заливочного слоя, d – внутренний диаметр подшипника.
Вкладыши толстостенных подшипников устанавливаются в полуотверстия основания и крышки с небольшим зазором. Чтобы избежать их смещения при монтаже, используют установочные штифты, которые крепят в корпусе подшипника с натягом 0,04–0,07 мм, при этом отверстие под штифт во вкладыше сверлят с учетом необходимого зазора в 0,1–0,3 мм между стенками отверстия и штифтом. Отверстия эти должны иметь овальную форму, что позволяет вкладышу самостоятельно центрироваться в случае перекоса.
Тонкостенные подшипники обычно не стопорятся, а удерживаются от осевого смещения фиксирующими усами, которые являются составной частью вкладышей. Вкладыши таких подшипников взаимозаменяемы, а посадочные гнезда под них обрабатывают с повышенной точностью.
Сборка разъемных подшипников даже в серийном производстве выполняется с подгонкой (что уж говорить о единичной сборке в условиях домашней мастерской). После того как вкладыши установлены в посадочные гнезда корпуса и крышки, их поверхности пришабривают по шейкам вала (с контролем на краску). Окончательную подгонку вкладышей осуществляют в ходе проверочной установки крышки подшипника: затягивают гайки первого подшипника, проворачивают вал на 2–3 оборота, отпускают гайки первого и затягивают гайки второго подшипника, вал снова проворачивают и так далее, если в сборочном узле более двух подшипников.
По тому, как вращается вал, можно уже сказать о качестве сборки подшипников: если вал проворачивается с трудом, значит, зазор между подшипником и шейкой вала имеет размер меньше необходимого, это может быть вызвано перекосом в соосности подшипников или ошибками в диаметральных размерах. Во избежание сбоев в работе всего механизма в целом собранные подшипники контролируют на отклонения от соосности, а также проверяют радиальные и осевые зазоры.
Отклонения от соосности можно проверить с помощью контрольного или макетного вала и щупа, проверочной линейки, струны и штихмаса или электрическим способом. Самый простой и, соответственно, самый приемлемый для домашней мастерской способ контроля – это использование струны, натянутой по оси вала, или проверочной линейки, также расположенной по оси вала. Однако такой способ не дает необходимой точности, поскольку точность измерения зависит от определения момента касания струны головкой штихмаса. Увеличить точность измерения можно, включив струну в цепь низкого напряжения, тогда момент касания будет устанавливаться по загоранию лампочки. Самые точные показания отклонения соосности может дать использование контрольного или макетного вала: при совпадении осей установленных подшипников вал в отверстие входит свободно, а при их перекосе не входит.
Для проверки радиального зазора чаще всего используют свинцовую проволоку диаметром на 0,2–0,3 мм больше возможного зазора: кусочки проволоки закладывают в нескольких местах между вкладышем и шейкой вала и в местах разъема вкладышей. Когда крышку подшипника затягивают гайками, а вал проворачивают на один оборот, проволока деформируется, и по ее толщине после извлечения из узла судят о величине зазора. Радиальный зазор в подшипнике (он еще называется масляным) зависит от диаметра шейки вала (D) и приближенно должен быть равен 0,001D + 0,05 мм. При необходимости радиальные зазоры можно отрегулировать (увеличить) с помощью прокладок, которые устанавливаются на штифтах.
После окончательной сборки, контроля и регулировки подшипников в них устанавливают вал и при медленном его вращении с подачей смазочного материала прирабатывают вкладыши. В процессе приработки уплотняется их поверхностный слой за счет уменьшения шероховатости и увеличивается площадь контакта шейки вала и вкладышей. При этом следует проконтролировать температуру нагрева подшипников: слишком резкое ее увеличение свидетельствует о некачественной сборке всего узла.
Сборка узлов с подшипниками качения
При сборке механических передач более широко, чем подшипники скольжения, используются подшипники качения: шарико– и роликоподшипники (игольчатые и конические). Основное назначение подшипников в сборочном узле – воспринимать радиальные и осевые нагрузки на вал и перераспределять их на корпус и станину механизма. В зависимости от направления действия этих нагрузок подшипники подразделяются на радиальные, радиально-упорные и упорные. Методы их установки имеют некоторые различия.
Но сначала о том, как правильно подготовить подшипники к установке. Первоначально подшипники нужно расконсервировать, то есть снять с их поверхности заводскую предохранительную смазку, очистить, затем промывать 5–20 минут в горячем масле, или горячем антикоррозионном растворе (температура масла или раствора – 75–80 °C), или бензине (керосине), разумеется без подогрева. Промывку следует осуществлять таким образом, чтобы избежать контакта подшипников с осевшей на дно промывочной ванны грязью, для чего их следует поместить в корзину из проволоки и в ходе промывки периодически встряхивать. Чистые подшипники тщательно просушить. Теперь следует произвести предварительный контроль качества подшипников: они не должны иметь видимые дефекты, вращение их должно быть плавным, без толчков. В завершение подготовки подшипники подгоняют под посадочные места, а также покрывают посадочные места вала, корпуса и подшипника тонким слоем рабочей смазки (литолом, циатимом, в крайнем случае солидолом).
Шариковые подшипники устанавливают по двум неподвижным посадкам: внутреннее кольцо на вал, а наружное в отверстие корпуса. Крупногабаритные подшипники запрессовывают в подогретом виде гидравлическим прессом – метод практически неосуществимый в условиях домашней мастерской.
Мелкие и средние подшипники запрессовывают на неподвижный вал вручную или на прессах в холодном состоянии (рис. 60).
Рис. 60. Установка шарикоподшипников: а – запрессовка подшипника на вал; б – запрессовка подшипника одновременно на вал и в отверстие корпуса; 1 – подшипник; 2 – вал; 3 – молоток или ручной пресс; 4 – оправка; 5 – оправка с буртиком; 6 – корпус; в – фиксация подшипника пружинными кольцами; г – щипцы для разводки концов пружинных колец.
При этом следует обеспечить соосность вала и подшипника, для чего используется оправка, которая передает усилие запрессовки непосредственно на торец кольца. В том случае, если подшипник одновременно запрессовывают на вал и в отверстие корпуса, применяют оправку с буртиком. Для установки подшипников на длинный вал используют выколотку, которая должна плотно прилегать к торцу внутреннего кольца подшипника, чтобы уберечь его от повреждения.
В целях предотвращения осевого смещения колец подшипника во время работы механизма их фиксируют пружинными кольцами, которые закладывают в канавки вала или корпуса после установки подшипника на посадочные места. Кольца эти имеют разъемную конструкцию, и после установки их на вал концы разводят специальными щипцами.
Контроль качества запрессовки подшипника осуществляется щупом толщиной 0,03 мм: он не должен проходить между торцами колец подшипника и буртом корпуса механизма или вала.
Конические роликоподшипники монтируют из отдельных сборочных единиц: внутреннее кольцо с роликами напрессовывают на вал, наружное кольцо отдельно устанавливают в корпус. Радиальный зазор между наружным кольцом и роликами в таких подшипниках можно регулировать прокладками, которые устанавливаются под крышку перед окончательной затяжкой винтов. Регулировка осуществляется следующим образом (рис. 61): сначала крышку без прокладок устанавливают на место, затягивают винтами до отказа и щупом измеряют зазор k; вал несколько раз прокручивают для самоустановки роликов подшипника; затем определяют величину С, на которую необходимо увеличить k, для чего определяют отношение С = е/tg в (значения е и k на рис. 61). Полученная величина указывает толщину комплекта прокладок, которые устанавливают под крышку.
Рис. 61. Установка и регулировка конического роликоподшипника: а – установка: 1 – внутреннее кольцо; 2 – ролики; 3 – вал; 4 – наружное кольцо; б – регулировка прокладками: 1 – крышка; 2 – прокладки; 3 – вал; в – винтовая регулировка: 1 – крышка; 2 – контргайка; 3 – винт.
Иначе поступают, если в конструкции крышки предусмотрен винт для регулировки данного зазора: винт завинчивают до отказа, затем отвинчивают на число оборотов n = С/P, где P – шаг резьбы винта, и в таком положении стопорят контргайкой.
Игольчатые роликоподшипники монтируют также по сборочным единицам либо на вал, либо в отверстие охватывающей детали.
При установке подшипника на вал на поверхность шейки вала наносят слой густой смазки, шейку вала устанавливают в посадочное полукольцо, а в образовавшийся зазор последовательно вводят игольчатые ролики (рис. 62).
Рис. 62. Установка игольчатых подшипников: а – на шейку вала; б – в отверстие охватывающей детали; в – собранный подшипниковый узел; 1 – вал; 2 – монтажное полукольцо; 3 – игольчатые ролики, 4 – монтажная втулка; 5 – ограничительные кольца; 6 – рабочая ось; 7 – прокладка.
Затем устанавливают ограничительные кольца и на шейку вала надевают охватывающую деталь, смещая ею монтажное полукольцо.
Для монтажа игольчатых подшипников в отверстии охватывающей детали используют монтажную втулку (рис. 62): поверхность отверстия покрывают тонким слоем смазки и вставляют втулку, диаметр которой должен быть на 0,1–0,2 мм меньше диаметра шейки вала. Игольчатые ролики также последовательно вводят в зазор, последний ролик должен входить свободно, при этом нужен некоторый зазор. Далее устанавливают ограничительные кольца и рабочей осью выталкивают монтажную втулку.
Зазор между роликами в подшипнике можно регулировать прокладками: их толщина равна разнице между фактическим зазором роликов и зазором по чертежу. Правильность сборки игольчатого подшипника контролируют вращением – оно должно быть плавным, без рывков.
Гарантией нормальной работы подшипникового узла (как шариковых, так и роликовых подшипников) является его защита от загрязнения и вытекания смазочного материала. Для этого подшипники качения закрывают крышками, а на выходах валов при монтаже подшипников устанавливают уплотняющие устройства: фетровые (войлочные) кольца, манжеты, защитные фланцы, защитные шайбы, лабиринтные уплотнители и т. п.
Для долговечности работы подшипникового узла немаловажное значение имеет вид применяемой смазки: она должна не только обеспечивать защиту от пыли, влаги, коррозии; но и снижать шум и предохранять детали от перегрева. Для смазки подшипников используют минеральные (турбинное, автотранспортное, индустриальное и др.) и растительные (хлопковое, касторовое, льняное, репейное) масла.
Но сначала о том, как правильно подготовить подшипники к установке. Первоначально подшипники нужно расконсервировать, то есть снять с их поверхности заводскую предохранительную смазку, очистить, затем промывать 5–20 минут в горячем масле, или горячем антикоррозионном растворе (температура масла или раствора – 75–80 °C), или бензине (керосине), разумеется без подогрева. Промывку следует осуществлять таким образом, чтобы избежать контакта подшипников с осевшей на дно промывочной ванны грязью, для чего их следует поместить в корзину из проволоки и в ходе промывки периодически встряхивать. Чистые подшипники тщательно просушить. Теперь следует произвести предварительный контроль качества подшипников: они не должны иметь видимые дефекты, вращение их должно быть плавным, без толчков. В завершение подготовки подшипники подгоняют под посадочные места, а также покрывают посадочные места вала, корпуса и подшипника тонким слоем рабочей смазки (литолом, циатимом, в крайнем случае солидолом).
Шариковые подшипники устанавливают по двум неподвижным посадкам: внутреннее кольцо на вал, а наружное в отверстие корпуса. Крупногабаритные подшипники запрессовывают в подогретом виде гидравлическим прессом – метод практически неосуществимый в условиях домашней мастерской.
Мелкие и средние подшипники запрессовывают на неподвижный вал вручную или на прессах в холодном состоянии (рис. 60).
При этом следует обеспечить соосность вала и подшипника, для чего используется оправка, которая передает усилие запрессовки непосредственно на торец кольца. В том случае, если подшипник одновременно запрессовывают на вал и в отверстие корпуса, применяют оправку с буртиком. Для установки подшипников на длинный вал используют выколотку, которая должна плотно прилегать к торцу внутреннего кольца подшипника, чтобы уберечь его от повреждения.
В целях предотвращения осевого смещения колец подшипника во время работы механизма их фиксируют пружинными кольцами, которые закладывают в канавки вала или корпуса после установки подшипника на посадочные места. Кольца эти имеют разъемную конструкцию, и после установки их на вал концы разводят специальными щипцами.
Контроль качества запрессовки подшипника осуществляется щупом толщиной 0,03 мм: он не должен проходить между торцами колец подшипника и буртом корпуса механизма или вала.
Конические роликоподшипники монтируют из отдельных сборочных единиц: внутреннее кольцо с роликами напрессовывают на вал, наружное кольцо отдельно устанавливают в корпус. Радиальный зазор между наружным кольцом и роликами в таких подшипниках можно регулировать прокладками, которые устанавливаются под крышку перед окончательной затяжкой винтов. Регулировка осуществляется следующим образом (рис. 61): сначала крышку без прокладок устанавливают на место, затягивают винтами до отказа и щупом измеряют зазор k; вал несколько раз прокручивают для самоустановки роликов подшипника; затем определяют величину С, на которую необходимо увеличить k, для чего определяют отношение С = е/tg в (значения е и k на рис. 61). Полученная величина указывает толщину комплекта прокладок, которые устанавливают под крышку.
Иначе поступают, если в конструкции крышки предусмотрен винт для регулировки данного зазора: винт завинчивают до отказа, затем отвинчивают на число оборотов n = С/P, где P – шаг резьбы винта, и в таком положении стопорят контргайкой.
Игольчатые роликоподшипники монтируют также по сборочным единицам либо на вал, либо в отверстие охватывающей детали.
При установке подшипника на вал на поверхность шейки вала наносят слой густой смазки, шейку вала устанавливают в посадочное полукольцо, а в образовавшийся зазор последовательно вводят игольчатые ролики (рис. 62).
Затем устанавливают ограничительные кольца и на шейку вала надевают охватывающую деталь, смещая ею монтажное полукольцо.
Для монтажа игольчатых подшипников в отверстии охватывающей детали используют монтажную втулку (рис. 62): поверхность отверстия покрывают тонким слоем смазки и вставляют втулку, диаметр которой должен быть на 0,1–0,2 мм меньше диаметра шейки вала. Игольчатые ролики также последовательно вводят в зазор, последний ролик должен входить свободно, при этом нужен некоторый зазор. Далее устанавливают ограничительные кольца и рабочей осью выталкивают монтажную втулку.
Зазор между роликами в подшипнике можно регулировать прокладками: их толщина равна разнице между фактическим зазором роликов и зазором по чертежу. Правильность сборки игольчатого подшипника контролируют вращением – оно должно быть плавным, без рывков.
Гарантией нормальной работы подшипникового узла (как шариковых, так и роликовых подшипников) является его защита от загрязнения и вытекания смазочного материала. Для этого подшипники качения закрывают крышками, а на выходах валов при монтаже подшипников устанавливают уплотняющие устройства: фетровые (войлочные) кольца, манжеты, защитные фланцы, защитные шайбы, лабиринтные уплотнители и т. п.
Для долговечности работы подшипникового узла немаловажное значение имеет вид применяемой смазки: она должна не только обеспечивать защиту от пыли, влаги, коррозии; но и снижать шум и предохранять детали от перегрева. Для смазки подшипников используют минеральные (турбинное, автотранспортное, индустриальное и др.) и растительные (хлопковое, касторовое, льняное, репейное) масла.
Сборка механических передач зацепления
Механические передачи, работающие на принципе зацепления, могут быть зубчатыми и червячными.
Зубчатые передачи, в свою очередь, подразделяются на цилиндрические и конические. Но и это не последняя классификация зубчатых передач.
В зависимости от расположения зубьев относительно оси цилиндрических колес различают:
– цилиндрические прямозубые передачи, самые простые по конструкции и, соответственно, в изготовлении, они не создают осевых нагрузок на валы, следовательно, не нуждаются в специальных упорных подшипниках, что значительно упрощает сборку. Такие передачи используются в механизмах с небольшой рабочей скоростью вращения вала. Недостатком прямозубых цилиндрических передач является большой шум во время работы механизма, особенно если колеса передачи недостаточно точно обработаны;
– цилиндрические косозубые передачи, их зубья расположены по винтовым линиям на делительном цилиндре. Так как зубья таких передач входят в зацепление плавно, постепенно, то снижается уровень шума и повышается нагрузочная способность. Однако из-за наклонного расположения зубьев осевая сила стремится сдвинуть колесо с валом вдоль оси, поэтому при сборке косозубых передач требуется осевая фиксация вала;
– цилиндрическая шевронная передача представляет собой колесо, венец которого состоит из чередующихся участков левых и правых зубьев. При таком их расположении осевая сила отсутствует, что обеспечивает передачу очень больших мощностей;
– цилиндрическая передача внутреннего зацепления. Поверхности зубчатых колес этой передачи расположены одна внутри другой, при этом колеса вращаются в одном направлении.
Перед установкой колес цилиндрических зубчатых передач проверяют их биение, то есть концентричность профиля зубьев относительно посадочного диаметра. Для этого зубчатое колесо устанавливают на жестко закрепленную оправку, между зубьями устанавливают цилиндрический калибр, на который помещают ножку индикатора, и записывают его показания. Поворачивают оправку, перекладывают калибр через два-три зуба и вновь записывают показания, продолжают таким образом до полного оборота оправки, затем из всех показаний выбирают наибольшее и наименьшее. Если полученные отклонения не превышают разрешенных (по техническим данным для конкретного механизма), то колесо допускают к сборке.
Сборка цилиндрических зубчатых передач состоит из следующих технологических операций:
– подготовка и проверка собираемых единиц. Зубчатые кольца передач должны быть обработаны, проверены на биение, промыты, просушены, на них не должно быть дефектов в виде забоин, задиров, заусенцев;
– сборка зубчатых колес, конечно же, если колеса разборные. Они обычно состоят из ступицы, которая выполнена из стали или чугуна, и венца зубьев (высококачественная сталь или текстолит). Венец напрессовывают на диск ступицы и фиксируют либо сваркой, либо с помощью стопоров, которые ввинчивают в специально просверленные отверстия с резьбой на венце и диске ступицы;
– установка и крепление зубчатых колес на валах. Зубчатые колеса надеваются на вал, и их положение фиксируется шпонками, шлицами или болтами;
– установка валов с зубчатыми колесами в подшипники корпуса;
– регулировка зацепления зубьев у отдельной пары колес и у передачи в целом. Для регулировки проверяют качество зубчатого зацепления на краску. Зубья меньшего по диаметру колеса покрывают тонким слоем краски и прокручивают пару передачи на один оборот и обратно. При правильном зацеплении пятна краски на парном колесе должны быть расположены на средней части боковой поверхности зубьев и занимать не менее 50–60 % поверхности зуба по высоте и не менее 70–90 % по длине. Если пятна смещены по длине поверхности, то налицо перекос осей валов. Смещение пятен по высоте ближе к ножке зубьев свидетельствует об уменьшении межцентрового расстояния валов, а ближе к головке зубьев – об увеличении межцентрового расстояния.
Конические зубчатые колеса являются составной частью передач, в которых оси валов пересекаются под определенным углом (самые распространенные – 90°). Форма зубьев конических колес может быть прямой, косой и круглой. Колеса с косыми и круглыми зубьями используются в передачах, испытывающих большие нагрузки и большие скорости вращения валов (например, при передаче вращения от коробки скоростей на задний мост автомобиля).
Приемы установки и закрепления колес в конических передачах аналогичны приемам установки и закрепления цилиндрических зубчатых передач. Но при сборке конических передач следует помнить, что зацепление колес правильное тогда, когда оба колеса будут установлены в такое положение, при котором образующие начальных конусов (I–I и II–II) совместятся, а предполагаемые центры конусов (О и О1) совпадут (рис. 63).
Рис. 63. Коническая зубчатая передача.
Прежде чем установить валы с коническими колесами, проверяют правильность взаимного расположения осей их посадочных мест, для чего на посадочные места устанавливают две оправки, центрирующиеся в отверстиях: если в зазор между ними щуп входит свободно, значит, расположение осей правильное.
Нормальная работа конической передачи возможна лишь при наличии бокового зазора между зубьями сопрягаемых колес.
Величина зазора разная для каждого вида механизмов и находится в пределах 0,08–0,20 мм. Измерить величину бокового зазора можно щупом, если к колесам имеется свободный доступ. Но более распространен контроль с помощью свинцовых пластинок: между зубьями сопрягаемых колес пропускают свинцовую пластинку и колеса проворачивают. Повторяют операцию в нескольких равномерно расположенных по окружности местах, каждый раз используя новую пластину.
Микрометром (см. рис. 1, б) измеряют толщину каждой из деформированных пластин; величину зазора определяют как среднеарифметическое полученных измерений.
При несоответствии фактического зазора необходимому его величину регулируют, для чего одно из колес перемещают либо по направлению к предполагаемой вершине конуса для уменьшения зазора, либо от нее для его увеличения. А чтобы зафиксировать новое положение конических колес, под их опорные поверхности устанавливают прокладки.
Собранную зубчатую коническую передачу проверяют на качество зацепления (проверка на краску аналогично проверке цилиндрических передач), на уровень шума (при его высоком уровне передачи прирабатывают в медленном режиме), на трение (если смазочный материал не перегревается, значит, трение в сопряжениях нормальное).
Червячные передачи используются в том случае, если геометрические оси валов перекрещиваются между собой, как правило под углом 90°.
Червячная передача состоит из червяка и червячного колеса. При этом червяк может быть прямым – цилиндрическим (в зацепление с ним одновременно входят 1–2 зуба червячного колеса) – или глобоидным – вогнутым (здесь одновременно в зацеплении находится 5–6 зубьев, в результате чего они значительно опережают цилиндрические червячные передачи по передаваемой мощности и КПД). При сборке червячных передач сначала в корпус механизма устанавливают подшипники скольжения, а уже в них – валы, на которых установлены червяк и червячное колесо.
Перед окончательным креплением передачи проверяют правильность зацепления зубьев на краску: в данном случае тонким слоем краски покрывают винтовую поверхность червяка, затем его медленно поворачивают (рис. 64).
Рис. 64. Контроль правильности зацепления червячной передачи.
При правильном зацеплении краска должна покрыть боковую поверхность зубьев червячного колеса по длине и высоте не менее чем на 50–60 % (в средней части).
Отрегулировать зацепление червячной передачи можно с помощью подбора соответствующей толщины правой или левой прокладки под фланец червячного колеса (для удобства они сделаны в форме полуколец, поэтому их установка не требует разборки узла, достаточно лишь ослабить установочные винты). Во многих передачах такого типа подшипниковые стаканы, в которые устанавливаются червяки, снабжены резьбой, поэтому регулировку зацепления можно производить поворотом гаек, перемещая их вместе с зубчатыми колесами вдоль оси.
Зубчатые передачи, в свою очередь, подразделяются на цилиндрические и конические. Но и это не последняя классификация зубчатых передач.
В зависимости от расположения зубьев относительно оси цилиндрических колес различают:
– цилиндрические прямозубые передачи, самые простые по конструкции и, соответственно, в изготовлении, они не создают осевых нагрузок на валы, следовательно, не нуждаются в специальных упорных подшипниках, что значительно упрощает сборку. Такие передачи используются в механизмах с небольшой рабочей скоростью вращения вала. Недостатком прямозубых цилиндрических передач является большой шум во время работы механизма, особенно если колеса передачи недостаточно точно обработаны;
– цилиндрические косозубые передачи, их зубья расположены по винтовым линиям на делительном цилиндре. Так как зубья таких передач входят в зацепление плавно, постепенно, то снижается уровень шума и повышается нагрузочная способность. Однако из-за наклонного расположения зубьев осевая сила стремится сдвинуть колесо с валом вдоль оси, поэтому при сборке косозубых передач требуется осевая фиксация вала;
– цилиндрическая шевронная передача представляет собой колесо, венец которого состоит из чередующихся участков левых и правых зубьев. При таком их расположении осевая сила отсутствует, что обеспечивает передачу очень больших мощностей;
– цилиндрическая передача внутреннего зацепления. Поверхности зубчатых колес этой передачи расположены одна внутри другой, при этом колеса вращаются в одном направлении.
Перед установкой колес цилиндрических зубчатых передач проверяют их биение, то есть концентричность профиля зубьев относительно посадочного диаметра. Для этого зубчатое колесо устанавливают на жестко закрепленную оправку, между зубьями устанавливают цилиндрический калибр, на который помещают ножку индикатора, и записывают его показания. Поворачивают оправку, перекладывают калибр через два-три зуба и вновь записывают показания, продолжают таким образом до полного оборота оправки, затем из всех показаний выбирают наибольшее и наименьшее. Если полученные отклонения не превышают разрешенных (по техническим данным для конкретного механизма), то колесо допускают к сборке.
Сборка цилиндрических зубчатых передач состоит из следующих технологических операций:
– подготовка и проверка собираемых единиц. Зубчатые кольца передач должны быть обработаны, проверены на биение, промыты, просушены, на них не должно быть дефектов в виде забоин, задиров, заусенцев;
– сборка зубчатых колес, конечно же, если колеса разборные. Они обычно состоят из ступицы, которая выполнена из стали или чугуна, и венца зубьев (высококачественная сталь или текстолит). Венец напрессовывают на диск ступицы и фиксируют либо сваркой, либо с помощью стопоров, которые ввинчивают в специально просверленные отверстия с резьбой на венце и диске ступицы;
– установка и крепление зубчатых колес на валах. Зубчатые колеса надеваются на вал, и их положение фиксируется шпонками, шлицами или болтами;
– установка валов с зубчатыми колесами в подшипники корпуса;
– регулировка зацепления зубьев у отдельной пары колес и у передачи в целом. Для регулировки проверяют качество зубчатого зацепления на краску. Зубья меньшего по диаметру колеса покрывают тонким слоем краски и прокручивают пару передачи на один оборот и обратно. При правильном зацеплении пятна краски на парном колесе должны быть расположены на средней части боковой поверхности зубьев и занимать не менее 50–60 % поверхности зуба по высоте и не менее 70–90 % по длине. Если пятна смещены по длине поверхности, то налицо перекос осей валов. Смещение пятен по высоте ближе к ножке зубьев свидетельствует об уменьшении межцентрового расстояния валов, а ближе к головке зубьев – об увеличении межцентрового расстояния.
Конические зубчатые колеса являются составной частью передач, в которых оси валов пересекаются под определенным углом (самые распространенные – 90°). Форма зубьев конических колес может быть прямой, косой и круглой. Колеса с косыми и круглыми зубьями используются в передачах, испытывающих большие нагрузки и большие скорости вращения валов (например, при передаче вращения от коробки скоростей на задний мост автомобиля).
Приемы установки и закрепления колес в конических передачах аналогичны приемам установки и закрепления цилиндрических зубчатых передач. Но при сборке конических передач следует помнить, что зацепление колес правильное тогда, когда оба колеса будут установлены в такое положение, при котором образующие начальных конусов (I–I и II–II) совместятся, а предполагаемые центры конусов (О и О1) совпадут (рис. 63).
Прежде чем установить валы с коническими колесами, проверяют правильность взаимного расположения осей их посадочных мест, для чего на посадочные места устанавливают две оправки, центрирующиеся в отверстиях: если в зазор между ними щуп входит свободно, значит, расположение осей правильное.
Нормальная работа конической передачи возможна лишь при наличии бокового зазора между зубьями сопрягаемых колес.
Величина зазора разная для каждого вида механизмов и находится в пределах 0,08–0,20 мм. Измерить величину бокового зазора можно щупом, если к колесам имеется свободный доступ. Но более распространен контроль с помощью свинцовых пластинок: между зубьями сопрягаемых колес пропускают свинцовую пластинку и колеса проворачивают. Повторяют операцию в нескольких равномерно расположенных по окружности местах, каждый раз используя новую пластину.
Микрометром (см. рис. 1, б) измеряют толщину каждой из деформированных пластин; величину зазора определяют как среднеарифметическое полученных измерений.
При несоответствии фактического зазора необходимому его величину регулируют, для чего одно из колес перемещают либо по направлению к предполагаемой вершине конуса для уменьшения зазора, либо от нее для его увеличения. А чтобы зафиксировать новое положение конических колес, под их опорные поверхности устанавливают прокладки.
Собранную зубчатую коническую передачу проверяют на качество зацепления (проверка на краску аналогично проверке цилиндрических передач), на уровень шума (при его высоком уровне передачи прирабатывают в медленном режиме), на трение (если смазочный материал не перегревается, значит, трение в сопряжениях нормальное).
Червячные передачи используются в том случае, если геометрические оси валов перекрещиваются между собой, как правило под углом 90°.
Червячная передача состоит из червяка и червячного колеса. При этом червяк может быть прямым – цилиндрическим (в зацепление с ним одновременно входят 1–2 зуба червячного колеса) – или глобоидным – вогнутым (здесь одновременно в зацеплении находится 5–6 зубьев, в результате чего они значительно опережают цилиндрические червячные передачи по передаваемой мощности и КПД). При сборке червячных передач сначала в корпус механизма устанавливают подшипники скольжения, а уже в них – валы, на которых установлены червяк и червячное колесо.
Перед окончательным креплением передачи проверяют правильность зацепления зубьев на краску: в данном случае тонким слоем краски покрывают винтовую поверхность червяка, затем его медленно поворачивают (рис. 64).
При правильном зацеплении краска должна покрыть боковую поверхность зубьев червячного колеса по длине и высоте не менее чем на 50–60 % (в средней части).
Отрегулировать зацепление червячной передачи можно с помощью подбора соответствующей толщины правой или левой прокладки под фланец червячного колеса (для удобства они сделаны в форме полуколец, поэтому их установка не требует разборки узла, достаточно лишь ослабить установочные винты). Во многих передачах такого типа подшипниковые стаканы, в которые устанавливаются червяки, снабжены резьбой, поэтому регулировку зацепления можно производить поворотом гаек, перемещая их вместе с зубчатыми колесами вдоль оси.