Разъемные подшипники

Разъемные подшипники

Разъемные подшипники выполняют в виде стальных (реже бронзовых) вкладышей с заливкой антифрикционными сплавами. Вкладыши устанавливают в корпус по посадкам js, k или р, r.

Центрирование вкладышей достигается путем совместной обработки постелей в корпусах; половины корпусов фиксируют контрольными штифтами или призонными болтами. Применяют две разновидности вкладышей — массивные и тонкостенные.

Массивные вкладыши

Толщину стенок вкладышей этого типа выбирают в зависимости от диаметра подшипника, материала вкладышей и корпуса и жесткости постелей. Для обычных условий (стальные вкладыши, чугунные корпуса) наружный диаметр вкладышей можно определять из ориентировочного соотношения D = 1,2d (где d — диаметр вала), округляя полученные значения до ближайшего стандартного значения.

Заливку антифрикционного металла на ласточкин хвост (рис. 696, a) сейчас применяют только для материалов, имеющих низкую адгезионную способность по отношению к стали (свинцовые баббиты). Обычно же металл заливают по цилиндрической поверхности (вид б), которую для улучшения сцепления обрабатывают грубо (параметры шероховатости R = 20—160 мкм). Обязательно тщательное обезжиривание и травление поверхности вкладыша.

Способы заливки

Наблюдается последовательная тенденция к уменьшению толщины слоя заливки. Уменьшение толщины увеличивает предел выносливости заливки и, кроме того, снижает расход материала заливки, что имеет большое значение для дефицитных и дорогих металлов (олово, серебро). В последнее время толщину заливки доводят до нескольких десятых, а при электролитическом покрытии по пористой бронзе — до нескольких сотых миллиметра.

Стыки вкладышей при работе несколько прогибаются внутрь (рис. 697, светлые стрелки) под действием посадочного натяга, а также давления в масляном слое, вследствие чего на участках, близких к стыку, возникает повышенное трение.

Прогиб стыков вкладышей

Этот дефект, особенно часто наблюдающийся у тонкостенных и нежестких вкладышей, предупреждают, проделывая на внутренней поверхности вкладышей возле стыков наклонные выборки (рис. 698, а) высотой в среднем h = 4—6 мм и глубиной (при выходе на стык) s = 0,2—0,5 мм, условно называемые «холодильниками» (хотя они не имеют ничего общего с охлаждением). Наиболее простая форма выборок показана на виде б.

Устранение повышенного трения у стыков вкладышей

Иногда с той же целью отверстие вкладышей растачивают на эллипс (вид в) или придают ему «лимонную» форму (вид г). Разность размеров отверстия в плоскости стыка и в плоскости, перпендикулярной к нему, делают равной (0,001—0,0015)·d (d — номинальный диаметр отверстия).

Для уменьшения кромочных давлений на торцах рабочих поверхностей подшипников вкладышей делают галтели или фаски.

Изготовление галтелей сложно, особенно с выходом слоя заливки на торец вкладыша (рис. 699, а, б). Чаще всего снимают фаски под  углом α = 30—45° к оси подшипника (вид г). Небольшие осевые нагрузки (например, в фиксирующих подшипниках) воспринимают упором в тело вкладыша.

Галтели и фаски на торцах подшипников

Фаски не должны быть слишком протяженными; в противном случае они заметно уменьшают несущую поверхность. Катет фаски (параллельный оси подшипника) делают для подшипников диаметром до 100 мм равным 0,5—1,0 мм.

Способы фиксации вкладышей в разъемных корпусах показаны на рис. 700.

Способы фиксации вкладышей в разъемных корпусах

Фиксация цилиндрическими поясками на болтах, стягивающих половины корпуса (рис. 700, а), нетехнологична (необходима совместная обработка отверстий под болты в сборе вкладышей с корпусом), поэтому применяют ее редко.

В подшипниках, несущих осевые нагрузки, вкладыши фиксируют в продольном направлении буртами, а в окружном штифтами или штуцерами для подвода масла (вид б).

Гладкие вкладыши фиксируют в обоих направлениях маслоподводящими штуцерами (вид в), а в подшипниках с подводом масла из вала — штифтами (вид г). Отверстия под штифты во вкладышах делают слегка продолговатыми (в окружном направлении) для того, чтобы обеспечить свободу самоустановки при затяжке вкладышей.

При установке многоопорных валов в целые корпуса иногда применяют систему фиксации с помощью разрезных пружинных колец, заводимых в канавки, проточенные совместно в обоих вкладышах (вид д). Вкладыши собирают на валу и вводят в гнезда корпуса. От проворота их фиксируют штифтом 1, запрессованным в один из вкладышей и входящим в продольный паз в гнезде корпуса. Осевую нагрузку такие подшипники нести не могут.

Маслоподводящие штуцеры устанавливают в корпусе по посадке с натягом (рис. 701, а) и страхуют от выпадения, которое может привести к аварии подшипника.

Установка маслопроводящих штуцеров

Способы страховки, показанные на видах б—г предупреждают выпадение штуцеров только в собранном виде (при установленных вкладышах). Для предупреждения выпадения при разборке штуцер фиксируют в корпусе развальцовкой в кольцевой канавке (вид д), а в корпусах из мягких металлов — зачеканкой металла корпуса на ступеньку штуцера (вид е).

Тонкостенные вкладыши

Для машин серийного выпуска широко применяют тонкостенные вкладыши, изготовляемые из ленты малоуглеродистой стали с тонким слоем баббита (0,3—0,5 мм), свинцовой бронзы или пластичных алюминиевых сплавов (0,8—1,5 мм). Вкладыши этой конструкции изготовляют методами массового производства с обеспечением их полной взаимозаменяемости.

Толщину вкладышей можно определять из ориентировочной формулы

Толщину вкладышей можно определять из ориентировочной формулы

округляя полученные данные до ближайших стандартных значений.

Стыковые участки тонкостенных вкладышей особенно склонны к прогибу внутрь подшипника. Для предотвращения граничной смазки на участках возле стыков делают продольные выборки, подобные изображенным на рис. 698, б.

В подшипниках с покрытиями пластичными антифрикционными металлами смазочные канавки, фаски и выборки штампуют. Отверстия под фиксирующие штифты и маслоподводящие штуцеры пробивают пуансонами.

Рекомендуемые формы штампованных канавок показаны на рис. 702.

Рекомендуемые формы штампованных канавок

Тонкостенные вкладыши устанавливают в постелях по посадке не выше Н7/r6. Чрезмерный натяг может вызвать перенапряжение и коробление стенок вкладыша (загиб стыковых кромок внутрь подшипника).

Посадочный натяг определяется длиной вкладыша по окружности. Для создания диаметрального натяга N длина l вкладыша, измеренная по его среднему диаметру, должна быть (без учета допусков)

Razemn podsh 9

где d0 — диаметр посадочного отверстия постели; b — толщина вкладыша.

Так как величина πN/2 незначительна (при посадке с натягом по 6-му квалитету для диаметра 100 мм N = 60—85 мкм; πN/2 = 0,1—0,13 мм) и выдержать необходимый размер l при вырубке заготовки трудно, то заготовку выполняют с припуском 0,5—0,8 мм по длине, плотно зажимают в приспособлении с отверстием диаметром d0 и выступающие концы вкладыша прошлифовывают в размер πN/4 (рис. 703, a).

Монтаж тонкостенных вкладышей

При установке вкладыша в постель один конец его устанавливают заподлицо с плоскостью разъема (вид б) и проверяют величину выступания противоположного конца, которая при плотном прилегании вкладыша к постели должна быть равна πN/2.

Диаметральный зазор в подшипнике зависит от размера вала, посадочного отверстия постели и толщины вкладышей. Предположим, что постели жесткие и не деформируются при затяжке, а толщина вкладыша при затяжке практически не изменяется. Тогда минимальный зазор

Razemn podsh 11

максимальный

Razemn podsh 12

где d0 — диаметр отверстия постели, b — толщина вкладыша; d — диаметр нала; А — плюсовый допуск на диаметр отверстии постели; С1 и С2 — минусовые допуски на диаметр вала, В — минусовый допуск на толщину вкладыша.

Пусть d0 = 80 мм; b = 2,5 мм (d = 75 мм). При обработке по 7-му квалитету А = 30 мкм; С1 = –60 мкм, С2 = –106 мкм (посадка Н7/е8); B = –30 мкм.

Минимальный и максимальный зазоры согласно уравнениям (268) и (269)

Razemn podsh 13

При массивных вкладышах, обрабатываемых после установки в постели, было бы

Razemn podsh 14

Как видно, колебания толщины вкладыша сильно влияют на диаметральный зазор. Это заставляет выдерживать толщину (и равностенность) вкладышей в узких пределах (10—30 мкм).

Если вкладыши и посадочные отверстия в корпусе изготовлены точно, то после посадки вкладышей даже в многоопорных установках не требуется сквозного развертывания подшипников.

Смена вкладышей производится без дополнительных операций обработки и подгонки, так как вкладыши центрируются в точно обработанных, и не подверженных износу постелях.

Тонкостенные вкладыши фиксируют в постелях с помощью штифтов (рис. 704, а) или маслоподводящих штуцеров (вид б). Отверстия во вкладышах делают продолговатыми (в окружном направлении) для того, чтобы обеспечить свободу самоустановки вкладышей при затяжке.

Фиксация тонкостенных вкладышей

Чаще применяют фиксацию с помощью высечек у стыковых поверхностей (виды в—д), заводимых в наклонные выборки постелей. Глубина высечек s (вид е) равна 1,5—2 мм; высота h = 4—6 мм.

Увеличивая поверхность затяжки, высечки эффективно предупреждают прогиб стыковых поверхностей внутрь подшипника. При достаточной протяженности (вид д) высечки могут заменить «холодильники», применяемые для предотвращения граничной смазки у стыковых поверхностей.