книги из ГПНТБ / Монтаж и эксплуатация подшипниковых узлов Е. Г. Рабинер. 1960- 16 Мб

Защитные шайбы изготовляются разнообразных конструкции,

чаще всего штампованные и значительно реже точеные.

Если вращается вал, то неподвижные шайбы зажимают между неподвижным корпусом и наружным кольцом подшипника, а вра­ щающиеся шайбы — между внутренним кольцом подшипника и тор­

цом заплечика вращающегося вала.

Неподвижные шайбы служат для предотвращения вытекания смазки из корпуса и применяются прй консистентной смазке и окруж­

Фиг. 153. Защитные шайбы и отражательные кольца.

ной скорости примерно 5—6 м/сек. Эффективность таких уплотнений зависит от величины зазора между шайбой и вращающимся валом.

Поэтому защитные неподвижные шайбы целесообразно использовать только в подшипниках, имеющих минимальные радиальные зазоры. В подшипниках, имеющих большие зазоры, применять защитные

шайбы нецелесообразно ввиду их малой эффективности.

Во избежание трения между шайбой и корпусом или валом, при выборе величины зазора необходимо учитывать увеличе­ ние зазора в подшипниках в процессе их работы, температурные изменения, а также возможные монтажные и технологические погреш­ ности.

При монтаже защитных шайб следует обратить внимание на то,

чтобы шайбы в местах контакта с торцом корпуса и с подшипником

плотно к ним прилегали по всей окружности.

Надо проверить щупом наличие зазора по всей окружности между вращающейся и неподвижной цилиндрическими поверхностями шайбы и вала. Практически зазор должен быть в пределах 0,2— 0,3 мм с каждой стороны в зависимости от габаритных размеров под­ шипника.

Вращающиеся шайбы чаще всего применяются в механизмах, где подшипники смазываются маслом из общей ванны путем разбрыз­ гивания его шестернями (или другими вращающимися с большой ско­

ростью деталями).

149

Назначение этих шайб состоит в том, чтобы предотвратить про­

никновение в подшипник грязи, избытка смазки, металлических

частиц, образующихся вследствие износа шестерен и других деталей.

Зазор между шайбой и корпусом должен быть достаточно большим для доступа к подшипнику необходимого количества смазки. Для

предотвращения вытекания смазки применять такие уплотняющие:

устройства не рекомендуется.

Эффективность действия вращающихся шайб возрастает с уве­ личением окружной скорости, поэтому их применять целесообразно

уже при окружной скорости выше 5—6 м/сек и в узлах с жидкой смазкой подшипников (для консистентных смазок они непри­

годны).

Вращающиеся защитные шайбы обладают более надежным дей­ ствием, чем неподвижные, и часто применяются в комбинации с уплотнениями других типов: кольцевыми зазорами, лабиринтными, войлочными.

За последние годы применяются смазывающиеся консистентной смазкой шарикоподшипники с одной и двумя защитными невращающимися шайбами, запрессованными с одной или двух сторон в наруж­ ные кольца подшипника (фиг. 153, в).

Также используются подшипники с одинарными или двойными войлочными уплотнениями (фиг. 153, г).

Эти подшипники устанавливаются в узле, где не представляется

,канавками: и сухой среде при окружной скорости, не превы-

шающей 5—6 м/сек. Эффективность кольцевых зазоров й жировых канавок незначительная й зависит от величины зазоров между цилиндрической поверхностью

уплотнения и вращающимся валом.

— Рекомендуемый зазор не должен'превышать 0,2—0,5 мм с каждой стороны в зависимости от габаритных размеров подшипника, радиаль­ ного биения вала и эксцентричности отверстия корпуса или крышки.

‘ Основное значение уплотнений заключается в том, чтобы предот­ вратить выбрасывание консистентной смазки и засорение подшипника грязью и пылью.

150

При работе зазоры и жировые канавки заполняются кон­ систентной смазкой. Смазка должна быть чистой и хорошего качества.

Уплотнения этого типа могут применяться только тогда, когда температура узла и окружающей среды ниже температуры разжи­ жения применяемой смазки; в противном случае смазка начнет пла­ виться и вытекать, в результате чего эффективность уплотнения будет сведена к минимуму.

При монтаже этих уплотнений необходимо проверить при помощи щупа наличие зазора по всей окружности уплотнения.

Кольцевые зазоры и жировые ка­ навки успешно применяются в ком­

бинации с другими уплотнениями —

войлочными, лабиринтными и т. д.;

при этом их эффективность значи­

тельно повышается.

Следует отметить, что до настоя­

щего времени применялись проточки и канавки полукруглой формы с радиу­ Фиг. 155. Проточки наиболее

сом г = 1,5-т- 2,5 мм или трапецеи­ дального профиля. Количество кана­

эффективной формы.

вок принималось различным в зависимости от диаметра вала, конструкции узла и окружающей среды. Практически в конст­

рукциях предусматривается не менее двух-трех канавок (в сочета­ нии с другими уплотнениями) и не более шести канавок с одной сто­ роны подшипника, если других типов уплотнения нет.

Исследования относительно формы, размеров и количества уплотняющих кольцевых проточек (жировых канавок) показали следующее:

1. Наивыгоднейшей формой проточек является прямоугольная (затем трапецеидальная и полукруглая). В этом случае достигается наибольший уплотняющий эффект.

2. Размеры канавок (фиг. 155) должны удовлетворять соотно­

где S — длина «камеры» (проточки);

I — высота «камеры» (проточки).

3. Теоретические расчеты выбора оптимального количества кана­

вок или проточек, проверяемые экспериментальным путем, подтвер­ дили рациональность применения большого количества таких «камер»,

т. е. проточек, что лимитируется допускаемыми габаритными размен рами узла.

Таким образом, при соблюдении указанных выше требований уплотнение жировыми канавками даст наибольший эффект, так как

151

КОЛЬЦА ИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ВОЙЛОКА

Уплотнения контактного типа струщимися о вал кольцами, изго­

Наиболее эффективно используется этот тип уплотнения в усло­ виях нормальных температур при смазке подшипников консистент­

ной смазкой или маслом с большой вязкостью.

При смазке подшипников маслами с малой вязкостью войлочные

уплотнения успешно применяются в сочетании с другими уплотне­ ниями — кольцевыми проточками, всевоз­ можными лабиринтами, защитными шай­

Однако этот тип уплотнения имеет некоторые недостатки. К наибо­ лее существенным из них относятся следующие:

1. Смазка, которой перед установкой в узел пропитывается вой­ лочное кольцо, с течением времени осмаливается (особенно при высо­ кой температуре) и кольцо теряет эластичность и защитные свой­ ства, в результате чего его приходится заменять новым.

Установка нового кольца в канавку неразъемного корпуса под­

шипника или крышки вызывает известные трудности и часто связана

с необходимостью разборки всего узла.

2. Относительно небольшие допустимые окружные скорости на поверхности трения войлочного кольца, что ограничивает приме­ нение уплотнений.

3. Момент трения в месте контакта войлочного кольца с валом (или корпусом) может вызвать значительное торможение, поэтому уплотнение не рекомендуется применять в узлах, где требуется

к частой его смене, но нередко является причиной быстрого выхода

152

из строя подшипников вследствие попадания на их рабочие поверх­ ности частиц плохо спрессованного войлока.

Для изготовления уплотнительных колец применяют технический войлок: тонкошерстный, полугрубошерстный и грубошерстный.

Диаметр поверхности трения Войлочного кольца.

Фиг. 157. Диаграмма для определения зоны применения войлочного уплотнения.

Применение строительного войлока не допускается. Войлок не дол­ жен расслаиваться.

Выбор сорта войлока, а также чистоты поверхности трущейся

БПолугрубошерстный, ГОСТ

Для удобства пользования табл. 25 рекомендуется диаграмма,

изображенная на фиг. 157, с помощью которой легко можно опреде­

лить зону применения войлочного уплотнения. В зоне Г войлочные

уплотнения применять не рекомендуется,

153

Превышение допустимых окружных скоростей вызывает сильное нагревание трущихся поверхностей. При изготовлении колец из высококачественного технического войлока и полировании сопри­ касающейся с войлочным кольцом части вала окружная скорость допускается до 8 м/сек.

В большинстве случаев кольцевой паз крышки под войлочное кольцо выполняется трапецеидальной (фиг. 158, а) или квадратной

(фиг. 158, б) формы.

Фиг. 158. Эскизы уплотнений с указанием размеров.

Для увеличения эффективности уплотнения внутренний край

паза целесообразно делать с небольшим конусом (фиг. 158, в), так как при этом войлок будет несколько выдавливаться в сторону под-

154

Перед монтажом уплотнений необходимо проверить:

а) Обработку проточек и вала. Поверхность вала под войлочным кольцом должна быть тщательно отшлифована или отполирована, потому что отдельные шероховатости вызывают быстрый износ войлока. Наклонные грани паза также должны быть тщательно обра­ ботаны, так как чем выше чистота их поверхности, тем лучше уплотне­ ние облегает вал.

Фиг. 159. Войлочные кольца:

а — цельные; б — разрезные.

Радиальное биение поверхности диаметром D и dr относительно поверхности посадочного диаметра корпуса (крышки) допускается не более 0,2 А, т. е. 0,1 (<4—d).

в) Наличие кольцевого зазора А между валом и корпусом.

Войлочные кольца изготовляют цельными (фиг. 159, а) или раз­ резными (фиг. 159, б). В последнем случае заготовка представляет собой полоску войлока прямоугольного сечения, длина которой приблизительно равна 1,9(0 + d). Концы полоски должны быть срезаны под углом 20—25° и сшиты не менее чем двумя швами, чтобы несшитые концы кольца не расходились при вращении.

Заготовку кольца следует вырезать так, чтобы волокна войлока не перерезались, т. е. располагались вдоль заготовки.

Плоскости среза должны плотно прилегать одна к другой и не иметь относительного смещения. В месте шва упругость кольца не должна заметно отличаться от упругости на других его участках.

Войлочные кольца должны быть ровно обрезаны или отштампо­ ваны и не иметь надрывов, скосов и других повреждений.

Направление среза разрезного кольца должно быть выбрано с учетом-направления впащения вала и расположения подшипника по отношению к кольцу (фиг. 159, б). При неправильном направлении

155

среза вращающийся вал будет задирать кольцо на срезе и в под­ шипник могут попасть частицы войлока.

Перед установкой в подшипниковый узел войлочные кольца про­ питывают различными маслами и составами. Так, например, в тяже­

лом машиностроении для этого обычно используется горячее (темпе­ ратура 90°) масло индустриальное 12 или индустриальное 20. В сель­

скохозяйственных комбайнах применяют автотракторное масло или смесь, состоящую (по весу) из 50% резинового клея и 50% авиацион­

В зарубежной практике для пропитки войлочных колец приме­ няют горячий состав из трех частей цилиндрового масла и одной части животного жира. Для пропитки войлочные кольца должны погружаться в закрытый сосуд не менее чем на 5 час.

После пропитки войлочные кольца необходимо просушить в тече­

ние 6 час. Пропитка и сушка должны производиться в помещении

при температуре не менее 15°.

Войлочные кольца до их установки в узел следует хранить в чистом и сухом месте. После установки в паз кольца оно должно плотно, без просветов, охватывать вал. Однако при очень сильном обжатии вала войлочным кольцом увеличивается трение и чрезмерно повышается температура узла, вследствие чего войлок может быть разрушен в течение короткого промежутка времени.

Правильность установки войлочных колец проверяется по тем­ пературе нагревания вращающегося вала и отсутствию утечки смазки из узла.

В комбинированных конструкциях уплотнительных устройств надо располагать войлочные кольца ближе к подшипнику с тем, чтобы

156

к ним всегда поступала смазка, так как без нее они быстро теряют уплотняющие свойства.

С увеличением числа войлочных колец в защитном устройстве сравнительно мало повышается эффективность их уплотняющего действия и лишь значительно повышается сопротивление вращению вала и температура узла, поэтому применение свыше двух рядом

установленных войлочных колец нецелесообразно.

Для повышения эффективности уплотнения и компенсации его износа в процессе эксплуатации применяют устройства, позволяю­ щие периодически поджимать войлочные кольца (фиг. 160).

На фиг. 161 приведена конструкция уплотнения с автоматиче­ ским подтягиванием войлочных колец.

УПЛОТНЕНИЯ МАНЖЕТНОГО ТИПА

Уплотнения манжетного типа за последние годы широко приме­ няются во всех отраслях машиностроения. Уплотнения этого типа эффективнее, чем войлочные, и успешно могут использоваться

в менее благоприятных условиях эксплуатации подшипниковых

узлов, работающих на густой и жидкой смазках.

Наряду с большей эффективностью основным преимуществом уплотнений манжетного типа по сравнению с уплотнениями других типов является более простой их монтаж и надежная работа при

более высокой окружной скорости. Например, при среднем качестве обработки трущейся части вала и хорошем качестве материала ман­ жеты окружная скорость допускается в пределах примерно 5—6 м/сек',

при высоком качестве обработки (полировка) окружная скорость может быть повышена до 10 и даже 15 м/сек.

Обычные манжетные уплотнения применяются при температуре от —30° до +100° С. .

Уплотнения манжетного типа изготовляются в виде комплектной

детали и имеют много конструктивных разновидностей.

К основным конструктивным разновидностям можно отнести

уплотнения, состоящие из:

а) манжеты, заключенной в штампованный жёлезный кожух, и металлического распорного каркаса; герметичность и постоянный контакт манжеты с валом достигаются обычно при помощи кольцевой

пружины, находящейся в кожухе уплотнения; пружина отжимает кромки манжеты, вследствие чего давление манжеты на вращающийся

вал является постоянным'и равномерным (фиг. 162, а);

б) манжеты с металлическим распорным каркасом и пружиной

без железного кожуха (фиг. 162, б);

в) манжеты с пружиной без железного кожуха и распорного

каркаса (фиг. 162, в); г) манжеты (без остальных деталей).

Каждая из перечисленных типов манжет имеет много различных

конфигураций.

Уплотнения в виде манжет и воротников изготовляются из кожи,

прорезиненной ткани, различных сортов резины с примесями других

157

веществ (совпрен, севанит и т. д.), графитизированного асбеста или

специальных пластмасс.

Наибольшее распространение получили манжеты с воротником

Широкое внедрение уплотняющих манжет из кожзаменителей —

резины и пластмасс — вызвано простотой их изготовления и износо­ стойкостью, а также малой стоимостью этих материалов по сравне­

только для предотвращения вытекания смазки, то направление кромок манжеты должно быть обратным, т. е. к подшипнику

(фиг. 163).

В тех случаях, когда уплотнение служит для предотвращения утечки смазки из кожуха и одновременно для защиты подшипника от проникновения в него посторонних веществ, необходимо устано­

вить два комплекта уплотнений с направлением обжимающих кромок в противоположные стороны (фиг. 164) или одно сдвоенное уплотне­ ние специальной конструкции, заполненное консистентной смазкой.

158