книги из ГПНТБ / Монтаж и эксплуатация подшипниковых узлов Е. Г. Рабинер. 1960- 16 Мб
.pdfи приспособлений для запрессовки масла. При низких температурах (ниже 5° С) масло трудно нагнетается в соединение, поэтому реко мендуется подогревать его до температуры 10—20° С.
Прессовые соединения выпрессовывают с помощью специальных насосов, позволяющих подавать масло в соединение под давлением
до 2000 атм.
На фиг. 208, а представлен насос наиболее простой конструкции,
применяемый |
для |
прессовых |
соединений |
небольших |
и сред |
||
них размеров. |
Насос |
состоит |
из цилиндра |
и поршня, |
переме |
||
щающегося |
при |
помощи |
|
|
|
||
гильзы, навинчиваемой |
на |
|
|
|
|||
цилиндр. |
требуемое |
для |
|
|
|
||
Если |
|
|
|
||||
сборки или |
разборки соеди |
|
|
|
|||
нения количество масла пре
вышает вместимость насоса или насос применяется для
запрессовки масла в не сколько каналов, то необхо димо применять ниппель
(фиг. 208, б). Ниппель ввер тывается в соединительное отверстие одной из деталей соединения и служит для предотвращения вытекания
масла во время удаления насоса.
Фиг. 208. Насос для выпрессовки неболь ших прессовых
соединений:
а — масляный на сос; б — ниппель. а)
Для средних и крупных соединении насос по типу обычного поршневого насоса, привод которого осуществляется при помощи ручного рычага (фиг. 209).
При выпрессовке масло подается в соединение до тех пор, пока
давление не поднимается до расчетного или пока масло не покажется из-под охватывающей детали.
Давление масла может быть использовано в полной мере только на конической посадочной поверхности. Поэтому для соединения деталей с натягом рекомендуется применять посадочные поверх ности с небольшим углом конуса или предусматривать на цилин дрической шейке вала неразрезную промежуточную коническую втулку.
В качестве примера могут быть приведены прессовые соединения
сопряженных с подшипником головок универсальных муфт валков,
муфт редукторов и шестеренных клетей прокатных станов. При ци линдрических сопряжениях деталей разборка этих узлов в про
цессе эксплуатации стана представляет исключительно сложную и трудоемкую операцию. В случае конусного сопряжения деталей разборку узлов можно легко осуществить с помощью масла под
давлением.
На фиг. 210 изображена головка универсальной муфты с. кони ческим отверстием, смонтированная при помощи давления масла.
189
Для посадки головки муфты на цилиндрическую шейку применена промежуточная коническая втулка.
Масло к прессовому соединению подается через вал или охва тывающую деталь, причем к тому месту посадки, где предполагается
максимальное контактное напряжение между сопряженными поверх ностями; в противном случае подвод масла под высоким давлением
Фиг. 209. Масляный насос для выпрессовки средних и крупных прессовых соеди нений.
в менее напряженные места может вызвать остаточные деформации
детали и ослабление прессового соединения.
При конических сопряженных поверхностях в месте меньшего
контактного напряжения предусматривается дополнительная про точка 4 для отвода масла при сборке соединения. Масло, проникая к концевой части ступицы, заполняет эту проточку. После окон чания сборки винт 2 вывертывается и масло выдавливается на
ружу-
Иногда вместо отводящей проточки в этих соединениях преду сматривают осевые канавки 1 (фиг. 219, а), через которые масло быстро вытекает.
Отводящие проточки и осевые канавки служат для ускорения и облегчения отвода масла при сборке соединения, так как вслед
ствие неправильной геометрической формы посадочных поверхностей возможно образование масляных карманов, которые могут ослабить прессовое соединение. '
190
На фиг. 211 показан монтаж четырехрядного конического роли
коподшипника с коническим отверстием на коническую шейку валка
клети прокатного стана (конструкция
При разборке прессового соедине ния с цилиндрическими сопряженными поверхностями (фиг. 212) охватываю щую деталь приходится обычно пере мещать на гораздо большее расстоя ние, чем при коническом соединении.
После того как охватывающая де таль перемещена настолько, что рас пределительная проточка на вале ока жется за пределами охватывающей
детали, дальнейшая запрессовка масла становится невозможной. В связи с этим требуемое усилие для полной разборки соединения возрастает.
Таким образом, при цилиндриче ской прессовой посадке преимущества гидравлического способа не могут быть полностью использованы.
узла разработана ЦМТБ).
Фиг. 210. Головка универсаль ной муфты, смонтированная при помощи давления масла:
/ — коническая втулка; 2 — винт; 3 — распределительная проточка; 4 — отводящая проточка.
При выпрессовке гидравлическим'способом подшипника качения с цилиндрической шейки вала часто можно применять в первой ста-
Фиг. 211. Монтаж четырехрядного конического роликоподшипника с кони ческим отверстием на коническую шейку валка клети прокатного стана.
дии такой инструмент, который позволяет захватить в большинстве случаев легко доступное наружное кольцо подшипника.
Передача усилия через тела качения подшипника в начальной стадии его перемещения возможна, потому что усилие является незначительным.
191
После перемещения подшипника на шейке вала на расстояние,
обусловленное расположением распределительной проточки, можно
окончательно снять подшипник с вала только через его внутреннее кольцо, так как передавать значитель ные усилия через тела качения не
рекомендуется.
Для обеспечения возможности даль нейшей разборки прессового соедине ния с цилиндрическими сопряженными
поверхностями дополнительная про-
|
|
|
Фиг. 213. Расположение |
|
|||
|
|
|
распределительной |
про |
|
||
|
|
|
точки на цилиндрической |
|
|||
Фиг. 212. Разборка прессового соеди |
шейке вала для шарико- |
|
|||||
и |
роликоподшипников с |
|
|||||
нения с цилиндрическими сопряжен- |
одним |
внутренним |
коль- |
|
|||
ными поверхностями. |
|
|
|
цом. |
|
|
|
точка используется |
в качестве |
распределительной и служит для |
|||||
запрессовки масла (фиг. 212). При этом подвод масла в |
месте |
наи |
|||||
меньшего давления |
допустим, |
потому |
что |
охватывающая |
де |
||
таль в местах наибольшей жесткости |
не |
находится |
в контакте |
||||
свалом.
Взависимости от длины и конфигурации охватывающей детали прессового соединения с цилиндрическими сопряженными поверх ностями, число распределительных проточек для нагнетания масла
может быть до трех.
Рекомендуется распределительную проточку на посадочной шейке
вала для монтажа и демонтажа подшипников качения располагать
следующим образом.
1. При цилиндрической шейке вала:
а) для шарико- и роликоподшипников с одним внутренним кольцом на расстоянии 0,3В от торца внутреннего кольца подшип
ника (фиг. 213);
б) |
для двухрядных конических роликоподшипников, изготовляе |
мых |
по ГОСТу 6364-52, как показано на фиг. 214. |
2. |
При конической шейке вала: |
а) для шарико- и роликоподшипников с одним внутренним коль |
|
цом |
на расстоянии 0,4В от торца внутреннего кольца( фиг. 215); |
192
б) для четырехрядного конического роликоподшипника — как показано на фиг. 211.
Сборка и разборка прессовых соединений при помощи масла под давлением имеют следующие преимущества:
1. Применяется оборудование меньшей мощности, так как усилие, необходимое при запрессовке и выпрессовке прессовых соединений,
уменьшается в десятки раз. Так, например, при напрессовке обыч
ным способом муфты на шейку вала диаметром 200 мм через промежуточ ную коническую втулку требуется уси
лие 350 т, чтобы создать в соединении
|
|
|
|
|
Фиг. 215. |
Расположение |
|||
|
|
|
|
|
распределительной |
про |
|||
Фиг. 214. Расположение распредели |
точки |
на |
конической |
||||||
шейке вала |
для шарико- |
||||||||
тельных проточек на цилиндрической |
и |
роликоподшипников с |
|||||||
шейке |
вала для двухрядных кониче- |
одним |
внутренним |
Коль |
|||||
натяг |
0,3 |
ских роликоподшипников. |
|
в |
этом |
ном. |
давления |
||
мм, |
а при использовании |
случае |
|||||||
масла |
усилие |
снижается до 30 |
т. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
2. Обеспечивается применение соединений деталей с большими
натягами, чем достигается прочность и надежность соединения,
а также передача больших крутящих моментов.
Во время работы нет опасности ослабления соединения вслед ствие износа посадочных поверхностей, как это может быть при посадке на шпонку.
3. Сокращается время, затрачиваемое на запрессовку и выпрессовку прессовых соединений.
Имеется возможность неоднократно запрессовывать и выпрессовывать детали без потери прочности соединения, потому что масля ная прослойка в соединении, создаваемая давлением плунжерного
насоса, обеспечивает жидкостное трение сопрягаемых поверхностей.
Ниже приводятся рекомендации по конструированию и изго товлению деталей и элементов прессовых соединений.
Для соединения сравнительно небольшой ширины рекомендуется наружную поверхность конической втулки (фиг. 216) выполнять
13 Рабинер 683 |
1 93 |
с конусностью 1 : 30. Для широких соединений конусность прини мается равной не более 1 : 50, чтобы толщина стенки втулки не была
слишком большой в наибольшем ее сечении.
Длина втулки (вала) определяется шириной соединения, а также величиной необходимого при монтаже осевого перемещения S
(фиг. 210).
Осевое перемещение детали, устанавливаемой с натягом: нанеразрезной промежуточной втулке
Конусноаль 150 или 1:50
$1 = |(8 + 8Х+ 8й);
на конической поверхности вала
52=1(8 + 4й),
Л
Фиг. 216. Неразрезная втулка.
где к — конусность сопрягаемых по верхностей;
3 — расчетный посадочный натяг в коническом соединении;
— посадочный зазор между валом и промежуточной втулкой;
h.— величина смятия гребешков на каждой посадочной поверх
ности; h = 0,0025 -н 0,005 мм.
Промежуточные втулки могут быть изготовлены из стали любой марки с твердостью Нв = 200 ч- 250.
Конические поверхности втулки и отверстия охватывающей детали должны быть окончательно обработаны по точным калибрам.
|
Наименьший диаметр |
конуса |
втулки принимают (фиг. 216): |
|
|||||
|
|
|
D |
= (1,07-4- 1,03) D |
a |
, |
|
|
|
где Da — диаметр вала. |
|
|
А |
||||||
по |
Внутренний |
диаметр |
втулки |
обрабатывается с допуском |
|||||
ОСТу 1012. |
|
|
|
|
|
|
|
мм |
|
|
Посадочная поверхность шейки вала, с диаметрами до 200мм — |
||||||||
обрабатывается |
с |
отклонениями |
калибра |
|
скользящей |
посадки |
С |
||
по |
ОСТу 1012, |
а |
при диаметрах шейки |
вала больше |
200 |
|
|||
с отклонениями посадки С2д по ОСТу НКМ 1016. |
|
|
|||||||
|
Размеры распределительных |
проточек |
|
и подводящих каналов |
|||||
(фиг. 217 и 218) приведены в табл. 27.
На фиг. 219 и в табл. 28 приведены примеры относительного
расположения подводящих каналов, осевых канавок, расположен
ных равномерно по окружности, и распределительных проточек в полумуфтах в зависимости от размеров посадочных поверхностей.
Для определения размеров механического или гидравлического инструмента для напрессовки (на вал или в корпус) и выпрессовки колец подшипников с цилиндрическими и коническими посадочными поверхностями обычным (сухим) способом необходимо знать усилия, возникающие при выполнении этих операций.
Для валов сплошного сечения эти усилия могут быть определены по следующим формулам:
194
при напрессовке вйутрёйнёго кольца подшипника на цилийДрйческую шейку стального вала или при выпрессовке его с посадоч ного места
Qi = 3,3088/ [М<|-10‘ кг;
при напрессовке внутреннего кольца подшипника на коническую шейку стального вала
Q2 = 3 |
,30В If + |
U1 — (^]21 |
• 10е |
кг; |
8 |
|
|||
|
\ |
/ I \ “о / |
|
|
Фиг. 217. Распределитель
ные проточки и подводя щие каналы для всех видов деталей, кроме подшипников качения.
|
|
Фиг. 219. Примеры |
расположения подводя- |
Фиг. 218. Распределительная про |
щих каналов и осевых канавок в полу |
||
точка и подводящие каналы на |
муфтах: |
||
посадочной шейке для подшипни- |
1 — осевые канавки; |
2 — подводящие каналы; |
|
ков качения. |
|
3 — распределительные проточки. |
|
при выпрессовке внутреннего кольца подшипника с конической |
|||
шейки стального вала |
|
|
|
Q3 = |
3,3088 |
|
кг; |
|
|
||
при запрессовке наружного кольца подшипника в стальной кор
пус или при выпрессовке его из корпуса
Q4 = 3,30С8/ •106 кг;
10* |
195 |
Таблица 27
Минимальный |
Для всех деталей соединения, кроме |
Для посадочной шейки под |
|||||||
подшипников качения (фиг. |
217), |
подшипники качения |
|||||||
диаметр d |
|
|
в мм |
|
|
|
(фиг. 218) |
в мм |
|
посадочного |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
места в мм |
в |
1 |
|
Г |
Л’ |
к 1 |
h |
|
|
|
|
|
|
||||||
До 30 |
2,5 |
|
0,5 |
2,0 |
2,0 |
2,0 |
0,3 |
2,0 |
2,0 |
30-50 |
3,0 |
|
0,5 |
2,5 |
2,5 |
2,5 |
0,5 |
2,0 |
2,0 |
50—100 |
4,0 |
|
0,8 |
3,0 |
3,0 |
3,0 |
0,5 |
2,5 |
2,5 |
100—150 |
5,0 |
|
1,0 |
4,0 |
4,0 |
4,0 |
0,8 |
3,0 |
3,0 |
150—200 |
6,0 |
|
1,25 |
4,5 |
5,0 |
4,0 |
0,8 |
3,0 |
3,0 |
200—250 |
7,0 |
|
1,5 |
5,0 |
5,0 |
5,0 |
1,0 |
4,0 |
4,0 |
250—300 |
8,0 |
|
1,5 |
6,0 |
6,0 |
5,0 |
1,0 |
4,0 |
4,0 |
300—400 |
10,0 |
|
2,0 |
7,0 |
7,0 |
6,0 |
1,25 |
4,5 |
5,0 |
400—500 |
12,0 |
|
2,5 |
8,0 |
8,0 |
7,0 |
1,5 |
5,0 |
5,0 |
500—650 |
14,0 |
|
3,0 |
10,0 |
10,0 |
8,0 |
1,5 |
6,0 |
6,0 |
650—800 |
16,0 |
|
3,0 |
12,0 |
12,0 |
10,0 |
2,0 |
7,0 |
7,0 |
800—1000 |
18,0 |
|
4,0 |
12,0 |
12,0 |
12,0 |
2,5 |
8,0 |
8,0 |
Таблица 28
Минимальный
диаметр d |
Фиг. |
отверстия |
219 |
в мм |
|
< 200 а
>200 б <300 в >300 г
Подводящие каналы
Коли чество |
Расположение |
||
а |
|
6 |
|
|
|
||
1 |
0,15L |
__ |
|
2 |
0,15L |
0,3L |
|
1 |
0,4 |
L |
0,2L |
2 |
0,2 |
L |
|
Осевые канавки
Коли чество |
Располо жение в |
|
Глубина в мм |
Ширина в мм |
|
3 |
0,25L |
|
|
||
6 |
0,6 |
L |
0,05—0,10 |
0,25, |
|
3 |
0,25i |
||||
|
|
||||
6 |
0,6 |
L |
|
|
|
при запрессовке наружного кольца подшипника в чугунный
корпус и |
выпрессовке |
его из |
корпуса |
• 106 |
кг, |
|
|
|
|
|
|
|
D2 — Da |
|
|
|
|
|
|
Q5 = 1,57С8/ —---- |
|
|
|
|||
где |
|
46 |
' |
D2 —0,53Dg |
|
|
|
|
f — ширина внутреннего |
кольца подшипника в |
см- |
||||||
|
В — |
|
|
|
|
|
||
|
8 — расчетный натяг; |
|
|
|
|
|
||
|
|
коэффициентf |
трения при напрессовке кольца подшипника |
|||||
|
|
на посадочное место (сопрягаемые поверхности смазаны); |
||||||
|
|
= 0,10 н- 0,15; при |
выпрессовке кольца |
с |
fпосадочного |
|||
|
|
места / = 0,15 ч- 0,25; в случае наличия на сопряженных |
||||||
|
|
поверхностях коррозии значение коэффициента |
для случая |
|||||
|
d — |
выпрессовки |
кольца |
с посадочного места |
увеличивается |
|||
|
d0 — |
до 0,3; |
|
|
|
|
|
|
|
|
внутренний диаметр подшипника в см; |
|
|
||||
|
|
приведенный наружный диаметр внутреннего кольца с пря |
||||||
|
|
моугольным |
профилем сечения, |
площадь которого равна |
||||
196
действительной площади сечения кольца той же ширины
итого же внутреннего диаметра, в см-,
к— конусность сопрягаемых поверхностей; к = 1
dcp — средний диаметр конического отверстия внутреннего кольца подшипника в см;
С — ширина наружного кольца подшипника в см;
Do — приведенный внутренний диаметр наружного кольца под
шипника с прямоугольным профилем сечения в см; D — наружный диаметр подшипника в см.
Ниже приведены расчетные зависимости для определения дефор
маций и напряжений деталей, соединенных с гарантированным натягом.
Наибольшее осевое усилие, выдержи ваемое Соединением,
А = тс dBpf кг,
где р — наибольшее удельное давление на сопряженных поверхностях в кг/см2-.
Наибольший крутящий момент, вы держиваемый соединением,
Мкр = 1,57 -d2Bf кгсм.
Наибольшее удельное давление, вы раженное через крутящий момент,
р== |
кг/£м^ |
Фиг. 220. Соединение деталей |
|
|
с гарантированным натягом. |
При деформации деталей соединения (фиг. 220) уменьшение внутреннего диаметра охватывающей детали
увеличение наружного диаметра охватывающей детали
s _ 2pd2d2
°2 ~ Е2 (^d2 —d2) ’
уменьшение наружного диаметра охватываемой детали
увеличение внутреннего диаметра охватывающей детали
197
расчетный натяг |
8 — §3 + ^4 |
|
|
|||
или |
|
|
8 = |
|
|
|
где |
|
|
|
|
|
|
|
/ d2 + |
. |
/ d.2 + d2 |
\ . |
||
|
|
= |
|
Сг = ^4^ + н7 |
||
£j и Е2 — модули |
упругости охватываемой |
и охватывающей |
||||
|
|
деталей; |
|
им коэффициенты Пуассона; для |
||
fij и р-2 —соответствующиекг/см2 |
||||||
Е = |
стали р- |
= 0,30, |
длякг/смчугуна,2 — |
р- =? |
0,25; |
|
Е |
|
2,10-106 |
— для стали; |
|
|
|
|
= (1,15 ч- |
1,60)-10® |
для чугуна серого, белого |
|||
|
|
|
|
и |
ковкого. |
|
Фиг. 221. Напряжение в де талях, образующих соеди нение.
(dl + d2)
°'4 р (4-d2y
МОНТАЖ и ДЕМОНТАЖ ВАЛКОВЫХ ОПОР ПРОКАТНЫХ СТАНОВ НА ЧЕТЫРЕХРЯДНЫХ КОНИЧЕСКИХ РОЛИКОПОДШИПНИКАХ
МОНТАЖ ВАЛКОВОЙ ОПОРЫ
Крупногабаритные четырехрядные конические роликоподшип ники широко применяются в оборудовании прокатных станов метал
лургических заводов.
Однако большие габаритные размеры и большой вес этих под шипников вывывают некоторые затруднения при монтаже и демон
таже, специфика которых не всем механикам-эксплуатационникам
вдостаточной мере известна. Неумелое обращение с крупногабарит
на