ベアリング部品の修復。 ベアリングの故障原因と修理方法

修理中 電気機械転がり軸受の場合、原則として、軸受の洗浄と適切な潤滑剤の新しい部分の充填に限定されます。 ベアリングを槽で洗浄し、混合潤滑剤であるグリースを注射器で注入します。 鉱油そして石鹸。 低出力および中出力の機械のベアリングには、UTV (万能耐火耐水性) または CIATIM-201 グリースが使用されます。

通常、ポジティブなゲームと係数 5 が考慮されます。 その後の研究により、ボール荷重がボール ベアリングの機能およびカップリングまたは動作に依存することが判明しました。 ボールの変形は、最も負荷がかかるボールの変位を基準にして表されます。 正の値はゲームに対応し、負の値は同じです。 ゲームを判断する際には、マウントリングの取り付けによる変化や温度変化を考慮する必要があります。 特定のラジアル荷重に対する、最大ボール荷重値、荷重がかかった部分のサイズ、荷重がかかったボール自体に対応する変形と変位を伴う、焼きなましベアリングの実際の遊びと特定の設計。

転がり軸受のボールやローラー、軌道面の表面が損傷している場合があります。 後者の摩耗は、小さな固体粒子がベアリングに侵入することによる摩耗によって引き起こされます。 作業面このタイプのベアリングは、特徴的なマットな色合いを帯びます。
ほとんど 共通の原因転がり軸受の早期摩耗や故障は、過負荷によって引き起こされます。

方程式が等価ではないため、このシステムは反復によって数値的にのみ解くことができます。 錆びやすいアセンブリの場合、ベアリング中心の半径方向の変位は、最も負荷がかかるボールの最大変位に等しくなります。 ラジアル-アキシャル嵌合プーリー。

厳密な位置決めのために、未使用の一対のころ軸受がよく使用されます。 この場合、荷重と変形のメカニズムにいくつかの特徴があります。 荷重が軸方向のみであり、アセンブリにプレストレスが加えられていることを認識すると、相対的な軸方向の変位と有効接触角が一致します。 外部の軸方向の力は 2 つのベアリングに異なる荷重を加えます。つまり、一方の力は予張力の方向に作用して荷重を増加させ、もう一方の力は反対方向に作用して荷重を減少させます。

実験室テストでは、ベアリングにかかる​​負荷がさらに 50% 増加すると、耐用年数が 3 分の 1、100% で 8 ~ 10 分の 1 に短縮されることが確認されました。 転がり軸受の摩耗の程度は、企業の電気工場の作業場で製造された簡単な装置で半径方向および軸方向のすきまを測定することによって決定されます。

臨界荷重を超えると、ベアリングの性能が異常になり、荷重を支えるベアリングが 1 つだけになり、ベアリングのクリアランスが緩むと、アセンブリの精度と動的動作に悪影響が生じます。 方程式の各項は、遅れ要素の軸方向の変位に等しくなります。 これらの式からわかるように、圧力角は軸受設計パラメータ、初期予応力、外部荷重、およびハウジングの弾性によって異なります。

特定の例として、2 つのベアリング、剛性ハウジングと弾性ハウジングのアキシアル荷重の分布、および対応するアキシアル変位のサイズが報告されます。 これは、ハウジングの弾性により 2 つのベアリング間の均一な荷重分散が促進されるものの、臨界アキシアル荷重の値は減少するという事実につながります。 さらに、予想通り、ハウジングの弾性によりシステムの剛性が低下し、軸方向の変位値が増加します。 軸の周りの回転により遠心力が発生し、外力に加えてベアリングにさらなる応力が発生します。

外部検査により次のような除去できない欠陥が確認された場合、軸受は新品と交換されます。 軌道面のへこみや傷。 軌道面の剥離または剥離の兆候。 ボール (ローラー) の回転経路全体にある傷や深い傷。 シャフトやエンジンハウジングへのベアリングの嵌合を妨げたり悪化させたりする座面の損傷。 洗浄後も除去できないノッキング、ベアリング内の騒音の増加。 セパレータ表面に傷や凹みがある。 軌道面にボール(ローラー)の跡がはっきりと残っていること。

遠心力はボールと転がり経路の間の圧力角を変化させ、応力だけでなくベアリングの運動学にも直接影響を与えるため、ラジアル-アキシャルベアリングでは遠心力の影響がより複雑になります。 接触状態が変化する現象は、アキシャルベアリングで最も顕著であり、これによりボールが遠心力の影響でトレッドミルのショルダーに移動し、そのプロセスがより短時間で行われます。 有利な条件。 フレームの回転によって発生する遠心力は、その独特の荷重要素に寄与しますが、その結果生じる値の減少は、通常は問題を引き起こしません。

シャフトへのベアリングの取り付けを容易にし、その気密性を確保するために、ベアリングはオイルバスまたは特別な装置を使用した誘導によって 80 ~ 90 °C に加熱されます。 しかし、この加熱方法は広く使用されているにもかかわらず、多くの欠点があります。 ベアリングは長時間にわたって不均一に加熱されます。バス内のオイルを加熱する熱源に近い部分ほど、より多く加熱されます。

回転速度が低下したり、ベアリングに大きな荷重がかかると、荷重を支える要素の動きを解析するときに動的効果が無視されることがあります。 内輪と外輪の両方が回転する一般的な場合、ボールと 2 つのリングの間の圧力角は等しく、動作中に変化しないと想定できます。 ボールの軌道回転は通常、回転面とは異なる面で発生するため、ボールと走行トラックの間に相対回転運動が発生し、コーナーガラスのベベルベクトルの位置と大きさに影響を与えます。

特殊な装置で転がり軸受を誘導加熱する方法には、これらの欠点がありません。 誘導方式により、ベアリングはオイルバスに比べて約 3 倍の速さで加熱されます。 この装置は耐火性のアスベストセメントスラブに取り付けられ、その上に加熱されたベアリングが配置されます。

ボールベアリングをシャフトから取り外すには、ネジプーラーを使用します。 ベアリング同士は内輪で吸引されているため、ボールに締め付け力が伝わりません。 ベアリングが外輪に引っ張られると、ボールの噛み込みにより外輪が破裂する可能性があります。

2 つのトラックに対するボールのヒンジ摩擦モーメントは等しくないため、この回転運動は回転摩擦モーメントが小さい接触時の転がり経路に関連してのみ発生すると仮定できます。 一般に、内側の輪郭との接触摩擦が高く、ボールは内側の軌道で回転せず、外側に回転したり回転したりせずに回転します。

ベアリングが次の温度で作動する場合、 高速遠心力の作用により、2 つのリングの接触時のボールの力が異なり、その結果、圧力角の値も異なります。 ジャイロモーメントの影響により、ボールのスピンがさらに増加する傾向がありますが、ベアリングの速度や潤滑条件によっては、摩擦力によって常にスピンが抑制されるとは限りません。 これは、ベアリング内の摩擦モーメントに悪影響を及ぼすスケートの場合に発生します。

摩耗したベアリングは同じ番号のベアリングと交換されます。 例外的な場合には、ベアリングを使用することもできます 寸法中間ブッシュ(外径と内径に沿って)とスラストリング(幅に沿って)を使用してソケットに取り付けることができます。 ベアリングがエンジン内に押し出されるのを防ぐために、ベアリングに濃いグリスをチャンバー容積の 2/3 まで充填します。

厳密な分析を行うには、ベクトルを考慮する必要があります。 角速度ボールには通常、3 方向に次のコンポーネントがあります。 ベアリングに作用する外力は、軸方向および半径方向の全体的な変形に関係します。 理論的分析は、ボールとケージの間の相互作用を考慮することでさらに深めることができ、その結果、ボールの軌道速度の振幅が平均値付近で変化します。 セルの角速度には制限があります。 大量の計算が完全な解析を保証するのは、航空宇宙ミッションで使用されるボール ベアリングなどの特殊な場合のみです。

シャフトとライナーのペアの摩擦増加に伴う動作条件によって異なります。 自然 このタイプ摩擦面の摩耗は、幾何学的寸法や形状の違反、引っかき傷や擦り傷の存在として現れます。 さらに、バビット充填を施した軸受では、バビット層の剥離とその崩れが観察されます。

特に、対称的に荷重がかかるラジアルベアリングなどの単純な状況では、未知数の数が大幅に減少します。 ボールとトレッドの間には乾燥摩擦または混合摩擦があるため、ジャイロモーメントがベアリングの負荷領域でボールを回転させるのに不十分であると想定できます。 さらに、ボール制御仮説が使用される場合、つまり、ボールが転がり経路に対して転がり、回転すると考えられ、動きを制御し、他のトラックに対して転がり、回転すると、摩擦力が発生します。ジャイロモーメントに対抗するのは、走行路との接触時にのみ作用することです。

ベアリング部品の修復が可能 違う方法どちらを選択するかは、ベアリング アセンブリの設計によって異なります。

■ シャフトジャーナルを研磨してブッシュを新しいものと交換するか、またはシャフトジャーナルを延長しながら同時にブッシュを拡張(穴あけ)することによって(一体型滑り軸受)、

■ 塑性変形の後に穴をリーマ加工し、削り取ることによってシャフトに沿ってブッシュを取り付ける方法 (一体型すべり軸受)。

したがって、ボールのダイナミクスと運動学の分析が大幅に簡素化されます。 乾燥摩擦条件下では、ボール制御仮説は、ボールの軌道速度と旋回軌道に関してのみ合理的に正確な結果を生成しますが、これらの結果はどちらの馬に関しても実際にはゼロではありません。 特定のベアリング荷重と速度に対して決定される角度値は、ボールの位置を分析することによっても決定する必要があります。これは、対称ベアリング荷重の状況では大幅に単純化されます。

内輪または外輪によるボールの制御は、公転運動の方向と垂直な方向のトルク方程式を解析した結果です。 条件を遵守しないと、外側のリングが中毒的に制御されてしまいます。 低速または中速で走行する場合は、通常、ボールコントロールが内側のリングによって提供されるように行われます。 高速では遠心力の作用により力が大きくなり、制限速度では外輪で制御がかかります。

■ 削り出し(分割滑り軸受)。

■バビットによる充填と削り出し(取り外し可能な滑り軸受)。

一体型すべり軸受を備えた軸受ユニットの修理は、摩耗の性質と程度に応じてさまざまな方法で行われます。

内径に沿って磨耗したブッシュの修復(大型すべり軸受など、ブッシュを新しいものに交換することが現実的でない場合)は、次のように行う必要があります。

流体摩擦の条件下では、ボール制御仮説はもはや有効ではないことにもう一度注意する必要があります。 のために 運動学的解析ベアリングには複雑な計算が必要です。 デフスライディング。 回転要素の幾何学的形状と弾性変形により、接触面は曲線となり、運動方向に垂直な面内の半径は、対応する面内の曲率高調波の平均値に等しくなります。 このカーブのせいで 線速度接触面のポイントが異なります。

一定の瞬間のみ速度が等しくなる状態に達するため、純粋に回転します。 残りのポイントでは、部分的に前進、部分的に逆スライドが行われます。 差動滑り速度の大きさは計算によって求めることができます。 外輪が固定されたラジアル・アキシアル軸受の2つの転がり経路にボールが接触することを考慮し、相対運動を解析するために、ボールの固定中心と関連付けます。 乾式または混合摩擦モードでは、接触面全体にわたって差動滑りは実質的に存在せず、摩擦力によってグリップが発生し、特定の部分での相対的な滑りが防止されます。

■ ブッシング穴の表面をきれいにします。

■ 沈降によってベアリングブッシュの内径を小さくするか、ブッシュに長手方向の溝を切り取って圧縮し、耐火はんだを使用してはんだ付けします。

■ ブッシングに穴を開けるか、穴を開けて、フィッティングのサイズを復元します。

ブッシュとシャフトジャーナルが同時に摩耗した場合、両方の部品が修復されます。 この場合、ブシュを修理サイズまで穴あけ、リーマ加工し、シャフトを修理代を付けて修理サイズに戻します。

固着により、差動滑り領域だけでなく、転がり抵抗トルクの生成に寄与する領域で接線方向の統一力が発生し、摩耗パターンが変化します。 軸受の幾何学的パラメータを選択することにより、直線の回転ラインの位置を変更することができ、垂直接触応力によって最も望ましい中心接触点が差動滑りなしで接着ゾーンに入り、その結果摩耗が低減されます。

軸受の摩擦損失を研究するには、まず転がり摩擦の側面を詳しく調べます。 接触面の潤滑が弱く、回転速度が低下すると乾摩擦や混合摩擦が発生します。 基本摩擦力は、結果として生じる相対滑り速度の方向にあり、通常、接触楕円の 2 軸の方向の成分と、回転角速度による接線方向の成分を持ちます。 接触面の一部で発生する付着を考慮しない場合、最初の近似として、摩擦係数は接触面全体で同じになり、材料の性質と状態によって異なります。表面とその潤滑。

外径に沿ったブッシュの復元は、シャフトジャーナルの表面を復元するのと同じ方法で実行されます。

その特徴は、合わせ面の円錐形です。これは、シャフトネックに沿ってブッシュの内面を「塗装のために」削ることによって行われます。 追加の処理は必要ありません。 ユニット組み立て時の隙間の調整は、シャフトジャーナルに対するスリーブの軸方向の移動によって行われます。

平衡方程式で発生する摩擦力と摩擦モーメントを計算できます。 ボールの中心を通る軸に対する基本摩擦力のトルクは、圧力角を定義する線に垂直です。 転がり運動と回転運動が独立していると考えると、ベアリングの摩擦損失の計算がより簡単に検討できます。 転がり摩擦は上記の要因に加えて、接触面の特定部分の凝着現象にも依存します。

接触面の相対的な滑りによる摩擦損失に加えて、回転プロセス中の弾性ヒステリシスによる損失も発生します。 弾性流体力学的潤滑。 特定の速度および負荷条件下では、ボディとトレッドの間の接触領域で、十分な厚さの厚い膜が現れ、流体摩擦が発生する可能性があります。 この場合、潤滑膜の現象を研究するために、キャリア形成のメカニズムを確立する流体力学方程式に加えて、膜圧力の影響下での表面の弾性変形も考慮され、形状の決定に寄与します。そのギャップが決定的です。

取り外し可能な滑り軸受を備えた軸受ユニットの修理には、まず軸受シェルの内面の修復が含まれます。これは、取り外し可能な滑り軸受を備えた軸受ユニットの動作中に、軸受の内面が最も激しい摩耗にさらされるためです。

スプリットスリーブベアリングシェルの修復は、その設計(モノリシックまたはバイメタル)に応じて、削り取るかバビットで充填し、続いて削り取ることによって実行されます。 スクレイピングによって復元する場合は、次の操作を実行する必要があります。

■ 穴の軸がスピンドルの回転軸と一致するように、旋盤チャックに固定された四角形にベアリング アセンブリを取り付けます。

■ スタンドに取り付けられ、ツール ホルダーに固定されたダイヤル インジケータを使用して位置合わせを確認します。

ダイヤルインジケータの測定先端をベアリングシェルの内面に接触させ、読み取り装置の矢印が 2 ~ 3 回転するようにします。

機械のスピンドルを回して、ダイヤルインジケータ読み取り装置の矢印のずれを観察します。 正方形の棚をダイヤルインジケータの矢印の偏向と反対の方向に移動します。 スピンドルを再度回転させ、ダイヤルインジケータの矢印のずれを観察し、ベアリング穴とスピンドルの回転軸の位置が合っていることを確認します。

■ 摩耗の痕跡が除去され、幾何学的形状が復元されるまで、ライナーの内面に穴を開けます。

■ ベアリングを機械から取り外し、分解します。

■ ライナーの内面をシャフト ジャーナルに沿ってこすり、ライナーとシャフト ジャーナルの間の隙間のサイズを定期的にチェックします。 ライナーを修復した後、ハウジングと軸受カバー間の調整シムにより軸受に必要な隙間が確保できない場合は、補修代を適用して軸座面を増やす必要があります。

バビットを充填してライナーを復元するには、次の操作を実行する必要があります。

■ ライナーを洗浄し、すすぎます。

■ ブロートーチを使用してライナーからバビットフィルを溶かします。

■ ライナーの内面を POS-ZO ブランドの低融点 (軟) はんだで錫めっきします (はんだ層の厚さ 0.1 ~ 0.2 mm)。

■ ライナーの接合部の平らな表面を耐火粘土でコーティングします。

■ ライナーの上半分と下半分を接続し、鋼線で位置を固定します。

■ ライナー間の接合部から絞り出された余分な耐火粘土を除去します。

■ ライナーの相互接続された半分を鋼板上に取り付けます。

■ 鋳造ロッド(鋼または耐火成形材料)をライナーの穴に挿入し、ライナーの表面との間のギャップが均一になるようにします。

■ 実験室用マッフル炉をバビット注入温度に対応する温度まで加熱します。

■ バビット部品を鋳造取鍋に置きます。

■ 鋳造取鍋をマッフル炉に置き、バビットが溶けて溶融物が注入温度(炉の熱電対によって制御される)に加熱されるまで保持します。

■ ロッドとライナーの間の隙間にバビットを注ぎます。

■ ライナーが周囲温度まで冷えたら、ライナーを分解します。

■ インサートをハウジングに取り付け、蓋をして固定します。

■ 滑り軸受アセンブリを旋盤チャックに固定された四角形に取り付け、穴を開け、正しい幾何学的形状を確保します。

■ ベアリングを機械から取り外し、分解します。

■ ハンドドリルまたはボール盤 (デスクトップまたは垂直) を使用して、ライナーに潤滑穴を開けます。

■ 凹面を上にしてライナーの下半分と上半分を交互に万力で固定します。

■ ライナーの下半分と上半分に交互に潤滑溝を切ります。

■ シャフトジャーナルに沿ってライナーの下半分と上半分をこすります。

転がり軸受を備えた軸受ユニットの部品の修復は、摩耗の性質に関係なく、このための特別な装置であるプーラー(図2.4)を使用して分解することから始まります。これにより、部品を損傷することなくユニットを確実に分解できます。

分解後、アセンブリの部品を徹底的に洗浄し、欠陥を特定するために検査する必要があります。 軌道や転動体の摩耗、リングフランジの崩れ、保持器の変形、軸受や座の作動面の腐食の痕跡など、軸受部品の表面に損傷が検出された場合は、それらを不合格にし、同じサイズの新品ベアリングに交換しました。

修理の対象となるのは、シャフトおよびハウジング内のシート、ベアリングユニットのシール装置(すべての場合ではない)、およびシャフトおよびハウジング内のベアリングの締結部品(すべての場合ではない)のみです。ベアリングユニット。

転がり軸受の軸座面および軸受締結部品の取付面を、摩耗痕がなくなるまで予備機械加工を行った後、補修代を適用して機械加工を行い、着地寸法を復元します。

ボディ各部の穴座面の修復は、主に機械加工による摩耗痕の除去と形状の復元を行った後、ブッシュの圧入と機械加工(リーマー加工またはボーリング加工)を行い、座面寸法を復元します。

シール装置は、デザイン、シールの種類、摩耗の性質に応じてさまざまな方法で修復されます。

フェルトシールがベアリングユニットを衝撃から保護します 環境、汚れたら灯油で洗ってください。 シャフトジャーナルとの摩擦によりフェルトシールが大幅に摩耗した場合は、適切なサイズのパンチを使用してシートフェルトを切り出し、新しいものと交換してください。

環状溝の壁が崩れたり凹んだりしたラビリンスシールは、表面に補修代を付け、溝を呼び寸法まで穴あけすることで修復します。

リップタイプのシールは、環境の影響と潤滑剤の漏れから軸受アセンブリを二重に保護しますが、主に摩耗によって摩耗します。 カフの摩耗は、シャフトジャーナルとの接触面に沿って発生します。 摩耗の程度、したがってカフのさらなる動作の可能性は、カフとシャフトジャーナルの間に挿入されたプローブを使用して判断されます。 厚さ 0.1 mm のプローブがカフとシャフトの間に「食い込む」はずです。 自由に通過する場合は、カフが磨耗しているため交換する必要があることを意味します。 交換には、標準的な既製のカフを使用できますが、特別な装置を使用して自分でカフを作成することもできます(図2.5)。 アセンブリにゴム製カフを使用する場合、耐油性ゴムを金型内で 140 ~ 150 °C の温度で加硫して製造します。

軸受アセンブリのすきまの調整は、転動体と軌道輪軌道の間の隙間の変化により軸受ユニットの正常な動作が妨げられた場合に実行する必要があります。 回転速度が 2,000 min-1 に達する金属切断機のスピンドルのベアリングサポートのギャップを調整するこのような作業を実行するのは最も困難です。

スピンドルベアリングには多数の設計ソリューションがありますが、高精度を確保するという 1 つの基本要件を満たす必要があります。 回転運動これはベアリングアセンブリの予圧によって達成されます。 軸受アセンブリの予圧により、転動体とリング軌道の間に最適なラジアルすきまが形成され、これにより、 通常の仕事ベアリングユニット。 予圧を生成するには、何らかの方法で予圧をベアリングに伝達し、ベアリング内の隙間をなくすだけでなく、作動面のある程度の弾性変形も保証する必要があります。

米。 2.6. ローラーベアリング予圧調整ナット:

1 - リング; 2 - ローラー; 3 — ベアリングの外輪。 4 — ベアリングの内輪。 5 - ナット; b - スピンドル

複列ころ軸受を主軸の軸受ユニットに組み込む際、内輪を圧入する際に内輪の変形により予圧が発生します。 シート、適切な着陸が選択されます。 このようなベアリングの内輪に円錐形の穴がある場合、それはスピンドルの円錐形のネックに取り付けられます。 張力の量は、調整ナットを使用してベアリングの軸方向の動きによって調整されます(図2.6)。

ペアのアンギュラコンタクトベアリングを備えたベアリングユニットにスピンドルを取り付ける場合、予圧はさまざまな方法で生成できます。これを図に模式的に示します。 2.7.

予圧をかけてユニットに組み立てられた軌道輪の軸方向変位を測定するには、特別な装置が使用されます(図2.8)。 この装置は本体 (スタンド 2) で構成されており、その上にストップ 6 を備えた空気圧ダイナモメーター 7 が取り付けられており、ダイナモメーターはカップリング 10 によって接続されたネジ 9 によって駆動されます。 前進ダイナモメーターが回転せずに回転することは、ガイドポスト 8 によって確保されています。予荷重を生成する必要がある 2 つのベアリングのセットが、サポートプレート 2 上に配置されたマンドレル 22 に取り付けられています。ネジを回転させることによって、作用する力が生成されます。ボール 5 とマンドレル 4 を介してセットに圧力がかかります。力の大きさは圧力計 22 によって制御されます。

所定の力がベアリングのセットに加えられたことを確認したら、軸方向の変位を測定します。

ここで、H1 と H は、それぞれベアリングの外輪と内輪の間の距離であり、ゲージ ブロックまたは指示ボア ゲージで測定されます (mm)。

次に、軸方向の変位 AN によって、長さに沿ったサポート リングのサイズと内輪​​の研削量が決まります (図 2.7、a を参照)。

スペーサー ブッシュ 3 (図 2.8 を参照) は、スピンドル アセンブリ内のサポートの方向と指定された軸方向補償スキームに応じて、ベアリングの外輪と内輪の間に取り付けられます。