Использование регулировочных прокладок при установке разъёмных корпусов подшипников
Содержание
- 1. Введение
- 2. Назначение регулировочных прокладок
- 3. Типы регулировочных прокладок
- 4. Выбор прокладок для различных серий корпусов
- 5. Расчет толщины регулировочных прокладок
- 6. Методика установки прокладок
- 7. Практические примеры
- 8. Распространенные проблемы и их решения
- 9. Рекомендации производителей
- 10. Заключение
1. Введение
Разъемные корпуса подшипников широко применяются в промышленном оборудовании благодаря удобству монтажа и обслуживания. Однако для обеспечения оптимальной работы подшипниковых узлов критически важно правильное позиционирование вала относительно корпуса. Именно для этой цели используются регулировочные прокладки, позволяющие с высокой точностью выставить необходимые зазоры и выравнивание.
В данной статье мы рассмотрим технические аспекты выбора, расчета и установки регулировочных прокладок для разъемных корпусов подшипников различных серий от ведущих производителей, таких как SKF, FAG, Timken, NSK и других. Материал представляет собой комплексное руководство для инженеров-механиков, специалистов по техническому обслуживанию и проектировщиков промышленного оборудования.
2. Назначение регулировочных прокладок
Регулировочные прокладки в разъемных корпусах подшипников выполняют несколько важных функций:
- Компенсация производственных допусков — устранение погрешностей изготовления компонентов подшипникового узла
- Регулировка осевого положения вала — точное позиционирование подшипников на валу
- Выравнивание нагрузки — равномерное распределение нагрузки на элементы качения
- Компенсация температурного расширения — обеспечение необходимых зазоров с учетом рабочей температуры
- Предотвращение осевого смещения — фиксация положения подшипника в осевом направлении
Правильно подобранные и установленные прокладки напрямую влияют на срок службы подшипников, уровень вибрации, шумность и энергоэффективность механизма. Неправильная регулировка может привести к преждевременному износу, перегреву и выходу из строя как самих подшипников, так и сопряженных деталей.
Примечание: Согласно статистике производителей подшипников, до 40% преждевременных отказов подшипниковых узлов связаны с неправильной установкой, включая некорректное использование регулировочных прокладок.
3. Типы регулировочных прокладок
В зависимости от конструкции корпуса, условий эксплуатации и требований к точности, применяются различные типы регулировочных прокладок:
3.1. По материалу изготовления
| Материал | Преимущества | Недостатки | Применение |
|---|---|---|---|
| Сталь | Высокая прочность, термостойкость, стабильность размеров | Подвержены коррозии, требуют антикоррозионной защиты | Высоконагруженные узлы, высокотемпературные применения |
| Нержавеющая сталь | Коррозионная стойкость, долговечность | Высокая стоимость | Пищевая, химическая промышленность, морские применения |
| Латунь/бронза | Хорошая теплопроводность, коррозионная стойкость | Высокая стоимость, ограниченная прочность | Судовое оборудование, электротехника |
| Полимеры | Демпфирование вибрации, электроизоляция | Низкая термостойкость, ползучесть под нагрузкой | Легконагруженные узлы, электроизоляция |
| Латекс/резина | Высокие демпфирующие свойства | Подвержены старению, нестабильность размеров | Узлы с высоким уровнем вибрации |
3.2. По форме и конструкции
- Плоские прокладки — простейший и наиболее распространенный вариант
- U-образные прокладки — обеспечивают лучшую фиксацию на поверхности
- Клиновидные прокладки — для компенсации непараллельности поверхностей
- Составные прокладки — позволяют точно регулировать толщину
- Фольгированные прокладки — для сверхточной регулировки (шаг регулировки от 0,01 мм)
3.3. По точности
| Класс точности | Допуск, мм | Применение |
|---|---|---|
| Стандартные | ±0,05 | Общепромышленное оборудование |
| Прецизионные | ±0,02 | Насосное оборудование, редукторы |
| Высокоточные | ±0,01 | Станки, измерительное оборудование |
| Ультраточные | ±0,005 | Прецизионные станки, авиационная техника |
4. Выбор прокладок для различных серий корпусов
Различные серии разъемных корпусов имеют свои особенности конструкции, влияющие на выбор регулировочных прокладок:
| Серия корпусов | Производитель | Рекомендуемые прокладки | Особенности применения |
|---|---|---|---|
| SNL | SKF | SKF ASNH, ASNL (стальные) | Наличие маркировки Т и L для разных позиций установки |
| SE | SKF | SKF ASEM (нержавеющие) | Повышенная коррозионная стойкость |
| SNG | SKF | SKF ASNG (стальные) | Усиленная конструкция для высоких нагрузок |
| SNV | FAG (Schaeffler) | FAG SET.SNV (стальные) | Специальное антикоррозионное покрытие |
| SAF | Timken | Timken SAF-SHIM (стальные) | Высокая точность толщины |
| SN, SD | NSK | NSK AS-SN (стальные) | Специальная обработка кромок для предотвращения царапин |
| SNC | NTN | NTN AS-SNC (стальные) | Увеличенная площадь контакта |
| Imperial | Dodge (ABB) | Dodge IMP-SHIM (стальные) | Дюймовые размеры |
Внимание! Недопустимо использование неоригинальных прокладок с отклонениями по толщине более ±0,01 мм для высокоскоростных применений (линейная скорость вала более 15 м/с).
Для обеспечения оптимальной работы подшипникового узла важно использовать прокладки, рекомендованные производителем корпуса. При необходимости замены оригинальных прокладок аналогами следует тщательно контролировать точность их размеров и качество материала.
5. Расчет толщины регулировочных прокладок
Правильный расчет толщины регулировочных прокладок является ключевым фактором корректной установки подшипникового узла. Существует несколько методов расчета в зависимости от типа подшипника и условий эксплуатации.
5.1. Основные формулы расчета
Для наиболее распространенного случая — установки сферических роликоподшипников в разъемные корпуса — толщина прокладок может быть рассчитана по следующим формулам:
Для свободного подшипника (плавающая опора):
T = A - (B + C + D)
где:
T — необходимая толщина прокладки;
A — расстояние от оси корпуса до посадочной поверхности крышки;
B — расстояние от оси подшипника до его наружного торца;
C — требуемый осевой зазор;
D — толщина уплотнения.
Для фиксированного подшипника (фиксирующая опора):
T = A - (B + D) - E/2
где дополнительно:
E — осевой внутренний зазор подшипника.
5.2. Температурная коррекция
При значительной разнице между температурой монтажа и рабочей температурой необходимо учитывать температурное расширение компонентов. Поправка на температурное расширение рассчитывается по формуле:
ΔT = L × α × (T₂ - T₁)
где:
ΔT — изменение размера;
L — исходный размер;
α — коэффициент линейного расширения материала;
T₂ — рабочая температура;
T₁ — температура монтажа.
5.3. Таблица коэффициентов линейного расширения
| Материал | Коэффициент α, 10⁻⁶/°C |
|---|---|
| Конструкционная сталь | 11,0 - 13,0 |
| Нержавеющая сталь | 16,0 - 18,0 |
| Чугун | 9,0 - 11,0 |
| Алюминиевые сплавы | 22,0 - 24,0 |
| Бронза | 17,0 - 19,0 |
6. Методика установки прокладок
Корректная установка регулировочных прокладок требует соблюдения определенной последовательности действий и контроля ключевых параметров.
6.1. Подготовительные работы
- Тщательно очистите посадочные поверхности корпуса и крышек от загрязнений
- Проверьте геометрию посадочных поверхностей на отсутствие деформаций
- Измерьте фактические размеры всех компонентов узла
- Проверьте состояние уплотнений, при необходимости замените
- Подготовьте набор прокладок различной толщины
6.2. Порядок установки
- Установите подшипник на вал согласно инструкциям производителя
- Установите вал с подшипником в нижнюю часть корпуса
- Измерьте фактический зазор между подшипником и посадочной поверхностью крышки
- Рассчитайте необходимую толщину прокладок
- Подберите комбинацию прокладок, максимально приближенную к расчетной толщине
- Установите прокладки на посадочную поверхность, убедитесь в отсутствии складок и перекосов
- Установите крышку и затяните крепежные болты с рекомендуемым усилием
- Проверьте свободное вращение вала
- Проведите окончательную проверку осевого зазора
Примечание: При установке рекомендуется использовать динамометрический ключ для обеспечения правильного момента затяжки крепежных элементов. Неравномерная затяжка может привести к деформации корпуса и нарушению соосности.
6.3. Рекомендуемые моменты затяжки болтов крышек
| Размер болта | Класс прочности 8.8, Нм | Класс прочности 10.9, Нм | Класс прочности 12.9, Нм |
|---|---|---|---|
| M8 | 24 | 33 | 40 |
| M10 | 47 | 65 | 79 |
| M12 | 81 | 114 | 136 |
| M16 | 197 | 277 | 333 |
| M20 | 385 | 541 | 649 |
7. Практические примеры
Рассмотрим несколько практических примеров расчета и установки регулировочных прокладок для различных типов оборудования.
Пример 1: Конвейерный ролик
Исходные данные:
- Корпус: SKF SNL 518-615
- Подшипник: SKF 22218 E (сферический роликоподшипник)
- Расстояние от оси корпуса до посадочной поверхности крышки (A): 132,4 мм
- Расстояние от оси подшипника до наружного торца (B): 128,7 мм
- Требуемый осевой зазор (C): 0,5 мм
- Толщина уплотнения (D): 2,2 мм
Расчет для плавающей опоры:
T = A - (B + C + D) = 132,4 - (128,7 + 0,5 + 2,2) = 132,4 - 131,4 = 1,0 мм
Реализация:
Используем комбинацию прокладок SKF ASNH 518-613: одна прокладка толщиной 0,5 мм и одна прокладка толщиной 0,5 мм, что в сумме дает требуемую толщину 1,0 мм.
Пример 2: Вал насоса
Исходные данные:
- Корпус: FAG SNV 130
- Подшипник: FAG 22326-E1 (сферический роликоподшипник)
- Расстояние от оси корпуса до посадочной поверхности крышки (A): 175,8 мм
- Расстояние от оси подшипника до наружного торца (B): 173,2 мм
- Толщина уплотнения (D): 3,0 мм
- Осевой внутренний зазор подшипника (E): 0,4 мм
- Рабочая температура: 85°C
- Температура монтажа: 20°C
Расчет для фиксирующей опоры с учетом температурного расширения:
Базовый расчет: T = A - (B + D) - E/2 = 175,8 - (173,2 + 3,0) - 0,4/2 = 175,8 - 176,2 - 0,2 = -0,6 мм
Поправка на температурное расширение: ΔT = 175,8 × 12×10⁻⁶ × (85 - 20) = 175,8 × 12×10⁻⁶ × 65 = 0,137 мм
Итоговая толщина прокладки: T = -0,6 + 0,137 = -0,463 мм
Реализация:
Поскольку расчетная толщина отрицательная, это означает, что прокладка не требуется. Однако для обеспечения правильного положения подшипника необходимо проверить осевой зазор с помощью щупа после установки и регулировки.
8. Распространенные проблемы и их решения
При работе с регулировочными прокладками могут возникать различные проблемы, влияющие на работу подшипникового узла:
| Проблема | Возможные причины | Решение |
|---|---|---|
| Повышенная вибрация |
|
Проверьте и скорректируйте толщину прокладок, обеспечив равномерный зазор по всей окружности |
| Перегрев подшипника |
|
Уменьшите толщину прокладок, проверьте наличие свободного осевого перемещения |
| Утечка смазки |
|
Замените прокладки, проверьте момент затяжки болтов |
| Повышенный шум |
|
Проверьте соосность, скорректируйте толщину прокладок |
| Заклинивание вала |
|
Проверьте плоскостность посадочных поверхностей, увеличьте толщину прокладок |
9. Рекомендации производителей
Ведущие производители подшипников и корпусов разработали подробные рекомендации по использованию регулировочных прокладок. Ниже приведены основные положения из технических руководств:
9.1. SKF
Компания SKF рекомендует для корпусов серии SNL использовать оригинальные прокладки ASNH, которые имеют специальную обработку поверхности для снижения трения. При эксплуатации в условиях повышенной влажности следует применять прокладки из нержавеющей стали серии ASNL. Для определения толщины прокладок SKF рекомендует использовать программное обеспечение SKF Bearing Select, позволяющее учитывать все особенности конструкции.
9.2. FAG (Schaeffler)
Для корпусов SNV и SNG компания FAG предлагает использовать наборы прокладок SET.SNV, изготовленные с высокой точностью. Особое внимание уделяется чистоте поверхностей и правильной последовательности затяжки болтов. FAG рекомендует при установке прокладок наносить тонкий слой антифрикционной пасты для предотвращения коррозии и облегчения последующего демонтажа.
9.3. Timken
Для корпусов серии SAF компания Timken рекомендует использовать прокладки SAF-SHIM, отличающиеся высокой точностью толщины (±0,01 мм). При высокоскоростных применениях Timken рекомендует дополнительно проверять баланс вала после установки прокладок, так как даже небольшой перекос может привести к значительным вибрациям.
9.4. NSK
Компания NSK для корпусов серий SN и SD предлагает комплексный подход к установке прокладок, включающий проверку не только осевого, но и радиального положения подшипника. Для этого используются специальные измерительные приспособления NSK Bearing Fitting Tool. Особое внимание уделяется обеспечению параллельности посадочных поверхностей.
10. Заключение
Правильный выбор и установка регулировочных прокладок являются важнейшими факторами, определяющими надежность и долговечность работы подшипниковых узлов с разъемными корпусами. Комплексный подход к этому вопросу, включающий точный расчет, выбор качественных компонентов и соблюдение технологии монтажа, позволяет значительно увеличить срок службы оборудования и снизить эксплуатационные затраты.
При проектировании новых узлов и ремонте существующего оборудования рекомендуется руководствоваться актуальными техническими руководствами производителей подшипников и корпусов, а также консультироваться со специалистами для выбора оптимального решения с учетом специфики конкретного применения.
Информация о статье
Данная статья носит ознакомительный характер. Информация в статье основана на технических руководствах производителей подшипников и корпусов, отраслевых стандартах и практическом опыте специалистов в области эксплуатации подшипниковых узлов.
Источники информации:
- Технические руководства SKF по монтажу подшипниковых узлов, 2023
- Каталоги продукции FAG (Schaeffler Group), 2024
- Руководства по эксплуатации подшипниковых узлов Timken, 2023
- Технические материалы NSK по установке подшипников, 2024
- Отраслевые стандарты ISO 15:2017 "Подшипники качения — Радиальные подшипники — Допуски"
Отказ от ответственности: Автор и компания не несут ответственности за возможные последствия применения изложенной информации без консультации с техническими специалистами. При проведении работ необходимо руководствоваться актуальной документацией производителя конкретного оборудования и соблюдать требования безопасности.
Купить разъемные корпуса подшипников по выгодной цене
Компания Иннер Инжиниринг предлагает широкий выбор разъемных корпусов подшипников от разных производителей. Выберите необходимые компоненты для вашего проекта и приобретите их у нас с гарантией качества и надежной доставкой.
Заказать сейчас