Как нагреть подшипник перед посадкой
Монтаж подшипников с нагревом
С увеличением габаритов подшипника возрастает усилие, необходимое для его монтажа. Поэтому перед монтажом целесообразно нагревать либо весь подшипник, либо его посадочное кольцо. Для выполнения этих задач SKF предлагает целый спектр приборов и оснастки.
Усилие, необходимое для установки подшипников увеличивается с ростом размера подшипника. Из-за необходимости прикладывать значительные усилие для монтажа, большие подшипники не так просто запресовать на валу или в корпусе. Поэтому перед монтажом подшипник или корпус необходимо нагреть.
Принцип индукционного нагрева
Индукционный нагреватель можно сравнить с трансформатором, использующим принцип первичной обмотки с большим числом витков, и вторичную обмотку с несколькими обмотками на общем стальном сердечнике. Коэффициент трансформации (напряжения) равен соотношению обмоток, в то время как мощность остается неизменной. Следовательно, вторичная обмотка будет обеспечивать низкое напряжение при высокой силе тока. В случае индукционного нагревателя SKF, подшипник является вторичной короткозамкнутой обмоткой, через который идет переменный ток большой силы, таким образом, создавая высокую температуру. Температура самого же нагревателя остается равной температуре окружающей среды. Поскольку этот тип нагрева индуцирует электрический ток, подшипник намагничивается.
Важно, чтобы убедиться, что подшипник в дальнейшем был размагничен, и в дальнейшей работе к нему не будут приставать мелкие металлические частицы. Все индукционные нагреватели SKF имеют автоматические циклы размагничивания.
Разница температур между подшипником и посадочным местом зависит от значения посадки с натягом и размера подшипника. Обычно, температуры подшипников от 80°C до 90°C (144°F до 162°F) и выше достаточно для нормального монтажа. Запрещено нагревать подшипник до температуры более 125°C (257°F), так как это может привести к изменению структуры металла, а также размеров подшипника. Важно также избегать локальных перегревов и, в частности, никогда не нагревать подшипник с использованием открытого огня.
Во время монтажа подшипника с нагревом обязательным является использование чистых термозащитных перчаток. Подъем с помощью пружинного подвеса может облегчить монтаж. Надвиньте подшипник на вал до упора в заплечик насколько это возможно и удерживайте подшипник в таком положении до полной посадки его на вал. SKF поставляет полный спектр нагревательного оборудования, такого как индукционные нагреватели и электрические конфорки с регулируемым термостатом для применения в любых промышленных задачах.
 Принцип индукционного нагрева  Монтаж нагретого подшипника |  Подъем нагретого подшипника  Запрещено нагревать подшипник на открытом огне |
Это не является сводом ограничительных правил, которым необходимо следовать при выборе нагревателя подшипника SKF. Выбор зависит от типа и геометрических размеры компонентов, которые необходимо нагреть. Тем не менее, SKF предлагает использовать при выборе данные правила.
Концепция SKF m20
«m20» представляет собой вес (кг) самого тяжелого подшипника SRB 231, который может быть нагрет от 20 до 110 °C (68 до 230 °C) pf 20 минут. Этот показывает мощность нагревателя на выходе, а не его энергопотребление.
Монтаж и демонтаж подшипников: способы и порядок проведения
Как обеспечить подшипнику максимальный срок службы? Главных факторов, влияющих на долговечность работы, пять: качество подшипника, качество монтажа и демонтажа, смазывания, выверки, мониторинга состояния подшипника. В этой статье мы поговорим о двух из них — монтаже и демонтаже подшипника.
Стоит сразу указать, что конкретный способ монтажа и демонтажа напрямую зависит от типа и размера подшипника. Чтобы получить точные сведения, следует обратиться к официальной технической документации на изделие. Каждый производитель прилагает подробные инструкции по обслуживанию и эксплуатации. Некоторые предоставляют также обучающие издания, курсы и ознакомительные видео.
В рамках этой статьи мы разберем базовые моменты, одинаковые для всех типов подшипников, и рассмотрим основные способы монтажа и демонтажа.
Монтаж подшипников
Способы проведения монтажа
Монтаж подшипников может проводиться с применением различных инструментов и техник. Их можно разделить на три основные группы:
Механический метод
Механический монтаж используется преимущественно для напрессовки на вал или в корпус подшипников небольших размеров с цилиндрическим или коническим отверстием. Подшипники небольших габаритов c цилиндрическим отверстием монтируют при помощи специальных приспособлений для посадки подшипника, например, ударного монтажного инструмента. Для монтажа большого количества подшипников может использоваться механический или гидравлический пресс.
Подшипники небольших габаритов c коническим отверстием могут устанавливаться на коническое посадочное место и закрепляться с помощью стопорной гайки или устанавливаться на цилиндрическую шейку вала при помощи адаптационной монтажной втулки (adapter sleeve). При использовании закрепительных втулок применяются шлицевые гайки. Для затягивания таких гаек необходимо использовать специальные ключи.
Важно помнить, что нельзя бить по подшипнику любыми твердыми предметами (молоток, зубило) и передавать монтажное усилие через тела качения.
Гидравлический метод
К инструментам для монтажа по гидравлическому методу относятся гидравлические гайки, гидравлические насосы и инжекторы для гидрораспора. Метод может применяться, в том числе, для средне- и крупногабаритных подшипников. Этот метод, при условии использования соответствующих инструментов, может применяться для монтажа подшипников:
На коническую шейку вала;
На закрепительную втулку;
Метод гидрораспора, при корректном использовании, требует минимум усилий и временных затрат. В рамках этого метода масло под высоким давлением подаётся между внутренним кольцом подшипника и посадочной шейкой вала, образуя на поверхности масляную пленку. Эта масляная пленка разделяет монтажные поверхности и минимизирует трение между ними.
Метод нагревания
Метод, в рамках которого применяется нагревание, работает за счет теплового расширения подшипника: в результате диаметр увеличивается и установка облегчается. Для нагревания подшипников используется специальное оборудование:
Алюминиевые нагревательные кольца;
При нагревании подшипника первостепенное значение имеет контроль температуры. Открытые подшипники нельзя нагревать свыше 120 градусов. Нагрев подшипников со встроенными уплотнениями свыше 80 градусов может привести к повреждению смазки и/или уплотнения.
Порядок проведения монтажа подшипников
Подготовительный этап
Для проведения качественного монтажа очень важно провести предварительную подготовку — внимательно проверить и подготовить оборудование, рабочее место, не забыть о мерах предосторожности. Прежде чем начать монтаж, необходимо внимательно изучить техническую документацию, чертежи и инструкции.
Необходимо убедиться в:
Соответствии типа, размера и исполнения подшипника;
Наличии соответствующего смазочного материала в достаточном количестве;
Использовании подходящего метода монтажа и монтажных инструментов.
Хранить подшипники рекомендуется в сухом месте, на стеллажах, огражденных от вибрации работающего оборудования. Важно также правильно подготовить рабочее место. Идеальное место для монтажа должно быть чистым, сухим, удаленным от оборудования — это необходимо, чтобы предотвратить попадание пыли и металлических опилок.
Монтаж крупногабаритных подшипников может проводиться в незащищенном месте, но требует принятия дополнительных мер по защите оборудования от грязи: подшипники можно обернуть пропитанной маслом пленкой или фольгой.
Защитное покрытие с новых подшипников обычно удалять не требуется — достаточно протереть поверхности колец. Если подшипники ранее были в употреблении или смазка не совместима с защитным покрытием, подшипник необходимо очистить.
Проверка и подготовка компонентов
Перед тем как приступать непосредственно к установке подшипника, необходимо произвести ряд измерений и подготовить все компоненты:
Удалить ржавчину, заусенцы.
Следующий шаг — проверка отклонения от округлости посадочного места на валу и измерение микрометром посадочного места на валу в двух местах.
Далее необходимо проверить конические шейки вала с помощью кольцевых калибров, конусных калибров или синусных линеек.
Полученные значения диаметров вала и отверстия в корпусе необходимо записать в протокол измерения.
Важно чтобы на момент проведения измерений температура вала, корпуса и инструментов для измерения была одинаковой.
Техника безопасности и обращения с подшипниками
При работе с нагретыми подшипниками и смазкой необходимо использовать специальные защитные перчатки. По подшипнику нельзя производить удары твердыми предметами. Если вал или втулка оснащены средствами для гидрораспора, необходимо убедиться в том, что маслопроводящие каналы и канавки чистые.
С нагретыми и крупногабаритными подшипниками небезопасно работать в одиночку. Для подъема используются механизмы, пригодные для захвата подшипников снизу. Нельзя зачаливать подшипник за одну точку (это может привести к деформации колец). Перед подъемом нельзя ставить на подшипник посторонние предметы.
Демонтаж подшипников
Во время демонтажа подшипника существует вероятность повреждения детали. Поэтому исправные подшипники демонтировать не рекомендуется. Но если всё-таки возникла такая необходимость, необходимо соблюдать те же правила, что и при монтаже — меры безопасности, чистоту рабочего места, использовать подходящие методы и инструменты.
Конкретные инструкции к демонтажу напрямую зависят от габаритов и типа подшипника. Для демонтажа подшипников применяются следующие методы:
Демонтаж при помощи гидравлических инструментов;
Демонтаж при помощи гидрораспора;
Демонтаж с использованием нагревания.
Механический демонтаж применяется преимущественно для малогабаритных подшипников. Крупногабаритные подшипники, как правило, демонтируются при помощи гидравлических инструментов или гидрораспора — методы могут применяться вместе. Использование гидрораспора предполагает, что в подшипниковом узле есть канал для подачи масла и распределительная канавка на валу.
Тепловой или нагревательный метод может использоваться для демонтажа внутренних колец игольчатых роликоподшипников или цилиндрических роликоподшипников типа NU, NJ и NUP. В рамках этого способа применяются нагревательные кольца и индукционные нагреватели.
В статье мы разобрали базовые правила монтажа и демонтажа подшипников, а также кратко описали различные методы работы с деталями. Важно помнить, что монтаж и демонтаж подшипников должен проводить квалифицированный и обученный персонал. От внимательности и точности выполнения всех инструкций производителя зависит исправность работы подшипника на всем заявленном сроке эксплуатации.
Методы нагрева подшипников
Масляная ванна имеет внутренний резервуар 1; подъемную корзину 2 с решетчатым дном; спиральные обогреватели 3, уложенные в. керамическую плиту; воздушное распределительное устройство, служащее для управления подъемом и спуском корзины;
карман для установки термометра контроля температуры нагрева масла и сливную трубу для спуска масла из ванны. Корзина сверху прикрыта двумя крышками. Задняя крышка закреплена наглухо; а передняя — откидная. Корзина поднимается при помощи пневмоцилиндра двустороннего действия, подвешенного к каркасу ванны.
Для уменьшения потерь тепла пространство между стенками кожуха заполнено изоляционной набивкой 4 из асбеста. При подогреве4 подшипников в ванне тщательно следят за показаниями термометра, так как при повышении температуры масла до 120 °С резко снижается срок их службы, а при температуре выше 130 °С находящееся в ванне трансформаторное масло может вспыхнуть.
Приспособления для нагрева подшипников
Приспособления для нагрева подшипников качения при посадке их на вал:
а — масляная ванна, б — аппарат для индукционного нагрева подшипников;
1 — резервуар, 2 — подъемная корзина, 3 — обогреватель, 4 — изоляционная набивка, 5 — плита, 6 — подшипник, 7 — сердечник, 8 — шарнир, 9 — зажимы, 10 — первичная обмотка.
Метод нагрева подшипников в масляной ванне широко распространен, однако имеет недостатки. Масляные ванны громоздки. Требуется тщательный надзор за чистотой масла, чтобы подшипники не загрязнялись при нагреве.
Подшипник нагревается длительное время и неравномерно: больше нагревается та его часть, которая расположена ближе к источнику тепла, подогревающего масло в ванне. Неосторожность персонала может привести к ожогам или пожару.
Метод индукционного нагрева подшипников качения в специальном аппарате лишен этих недостатков. Аппарат представляет собой конструкцию, состоящую из плиты 5 и кольцеобразного разъемного сердечника 7, набранного из листов трансформаторной стали.
Один сектор сердечника укреплен на латунном шарнире 8 и откидывается при установке подшипника 6 для нагрева в аппарате. Для изготовления сердечника могут быть использованы сердечники сгоревших трансформаторов тока.
На нижней части сердечника намотана первичная обмотка 10, выполненная проводом ПБД сечением 2,2 — 2,5 мм 2 с отпайками на 100, 150 и 200 витков. Концы обмотки выведены к зажимам 9. Вторичной обмоткой аппарата служат кольца подшипника, представляющие собой короткозамкнутый виток, надетый на сердечник.
Питание на первичную обмотку подается от стандартного переносного трансформатора напряжением 380 — 220/36 — 12 в мощностью 250 вт. При прохождении тока в первичной обмотке индуктируется ток в кольцах подшипника и нагревает их до температуры 80 — 90 °С.
Температуру подшипника проверяют при помощи термометров или термосвечей, применяемых для контроля за нагревом контактных соединений шин в распределительных устройствах.
«Ремонт электрооборудования промышленных предприятий»,
В.Б.Атабеков
Посадка деталей нагревом
В тех случаях, когда осуществление посадки под прессом невозможно в силу больших габаритов сопрягаемых деталей, используют горячую посадку.
Посадка с нагревом заключается в том, что одна из сопрягаемых деталей (охватывающая) нагревается до необходимой температуры, достаточной для свободной посадки на другую (охватываемую) деталь. Температура нагрева зависит от размера сопрягаемой детали и заданной величины натяга. Подогрев можно осуществить в баке с кипящей водой, горячим маслом или паром, когда расчетная температура нагретой детали не превышает 100-120°С.
Этот способ имеет то преимущество, что детали нагреваются равномерно и исключается их деформация. Нагрев деталей в горячем минеральном масле исключает к тому же появление возможной коррозии, что является преимуществом при посадке на вал подшипников качения и других деталей.
Нагревание деталей может производиться в газовых или электрических нагревательных печах сразу партией, что обеспечивает непрерывность в работе при серийном и массовом производстве. В данном случае также обеспечивается равномерный нагрев деталей; кроме того, необходимая температура может быть отрегулирована в нужных пределах с высокой точностью.
Нагревание электрическим током методом сопротивления или индукцией используется главным образом при горячей посадке крупных деталей. Для этой цели применяются специальные индукторы или спирали, которые надеваются или вставляются в одну из деталей и при пропускании через них электрического тока высокой или промышленной частоты вызывают нагрев детали.
Так, например, с помощью т.п.ч. (токов промышленной частоты) обеспечивается нагрев крупных деталей шестерен, муфт, катков, букс, шарикоподшипников и других деталей, имеющих размер посадочного отверстия 300 мм при наружном диаметре детали до 1000 мм и ширине 350 мм.
При запрессовке обеспечиваются прессовые, тугие и скользящие посадки, выполненные по 2-му и 3-му классам точности. Время нагрева деталей указанных габаритов до температуры 150-200°С длится всего лишь 15-20 мин.
Для стальных деталей, необходимая температура нагрева охватывающей детали подсчитывается по формуле:
Почему нельзя перегревать подшипник
Любые расходные детали, включая подшипники, периодически выходят из строя. Достаточно часто это происходит из-за перегрева изделия.
Причины, вызывающие перегревание
Основными можно считать:
Основные признаки перегрева
Понять, что температура подшипника превысила рекомендуемую, возможно по посторонним шумам, которые возникают при его работе. Визуально на это указывает изменение цвета элементов конструкции подшипника, которое может происходить в диапазоне от золотистого (жёлтого) до синего (голубого) в различной тональности.
В экстремальных случаях наблюдается деформация подшипника (разрушаются уплотнения и/или сепаратор, в первую очередь, полимерные).
Смазка может потерять нужные свойства. Высокие температуры приводят к снижению вязкости последней (особенно пластичных марок), и вытеканию из внутренних полостей. Значительное превышение температурного режима может стать причиной синерзиса (расслоения) консистентной смазки.
В этом случае базовое масло (жидкая фракция) вытекает. Во внутренней полости остаётся только загуститель (сухое мыло). В результате подшипник клинит.
Как выполнить диагностику перегрева
С целью оперативного исключения причин, приводящих к перегреву изделия, рекомендуется периодически выполнять диагностику подшипника.
Работы следует начать с ответа на вопрос, подходит ли выбранный тип изделия к тому механизму, в котором он установлен.
Затем проверяется организация охлаждения и теплоотвода, после этого, корректность организации смазывания и качество смазочных материалов.
Попадание абразивных загрязнителей в смазку существенно сокращает сроки эксплуатации, поэтому её требует регулярно менять и очищать поверхности подшипника.
Далее уточняется проблема, приводящая к перегреву, выявляется её источник. Если неисправен весь узел, в котором смонтирован подшипник, температура повысится у всех, составляющих его, деталей.
Последствия перегрева
Превышение допустимых температур может привести к возникновению следующих неисправностей:
В результате, с высокой степенью вероятности, подшипник сломается.
Профилактика возможного перегрева
В перечень операций, и своевременное выполнение, которых, исключает перегрев изделия, можно включить:
Отдельно следует отметить причины перегрева при выполнении монтажа подшипника, с использованием нагрева последнего.
Подобные технологии используются в случаях, когда холодная установка изделия технически невозможна, либо требуется поменять метод впрыска масла. В этих случаях разогревают подшипник в сборе, либо его посадочную обойму.
Потребное количество тепла определяется с учётом типа посадки и фактического размера обоймы. Оптимальный диапазон разогрева (90-110) °С.
При выполнении операции запрещено:
Это может поменять структуру материала подшипника, привести к геометрическим изменениям его формы и размеров.
следует полностью отказаться от разогрева подшипника (его обоймы) открытым огнём, паяльниками, горелками. Это может спровоцировать локальный перегрев.