Как собирают подшипники: технология

Как собирают подшипники: технология

Подшипник – это важная деталь конструкции, которая обеспечивает вращательные движения деталей при качении или линейном перемещении. Он представляет собой сборочный узел, состоящий из двух круглых пластин: наружного и внутреннего кольца. Внутри конструкции вставлен сепаратор с несколькими шариками, которые и обеспечивают кручение механизма.

Далее в статье мы рассмотрим, как собирают подшипники в домашних условиях. Но сначала разберемся, что представляют собой эти детали и каких видов они бывают.

Производство подшипников

  • ВКонтакте
  • Facebook
  • ok
  • Twitter
  • YouTube
  • Instagram
  • Яндекс.Дзен
  • TikTok

Технология изготовления подшипников в современном мире активно меняется вместе с постоянно растущими требованиями по качеству с уменьшением сроков производства. Как сделать подшипник быстро, не затратно, чтобы он отвечал всем стандартам и техническим требованиям? Такие вопросы решает современное подшипникостроение, представляющее собой интегральную отрасль. Подшипники применяются во всех индустриальных сферах.

Производство подшипников в мире за последнее время приобрело следующие тенденции:

  • уменьшение издержек за счет автоматизации технологических процессов;
  • межконтинентальное перераспределение мощностей;
  • повышение экологичности заводов;
  • внедрение перспективных производственных ниш (например — подшипники с перекрестными роликами, подшипники из различных материалов (гибридные), подшипниковые узлы).

Производство подшипников скольжения

Известная технология производства подшипников скольжения имеет две основные ступени изготовления: корпусов и антифрикционных частей.

Заготовки корпусов для подшипников скольжения изготавливаются

  1. методом литья из сталей для отливок (15Л, 20Л, 25Л, 20ГЛ), затем проходят закаливание
  2. штамповкой из пластичных сталей (СтО, СтЗ).

Обработка корпусов проводится на высокоточном токарном и фрезерном оборудовании: доводятся до нужного класса точности торцы, поверхности скольжения, заплечики, бурты, крепежные пазы и прочие конструктивные элементы.

В подготовленные корпусы встраиваются элементы из баббитов (сплав на основе олова, вылитый в формах), биметаллические вкладыши, полимерные или композитные втулки, у каждого из которых собственная технология производства.

Вкладыши и втулки чаще запрессовываются в корпусы с термоподготовкой. Встраивание заливок имеет более длительный процесс с применением нагревания/охлаждения с последующей механической доводкой.

Если конструкция подшипника скольжения (сферический) подразумевает второе кольцо, в завершении технологической цепи изделие проходит сборку.

Производство подшипников качения

Технология изготовления подшипников качения полна собственных особенностей и нюансов ввиду большого разнообразия типов и специализаций изделий. Производство шариковых подшипников исторически сложилось раньше, поэтому считается классической технологической моделью, в которой четыре ступени производства:

  • Изготовление тел качения;
  • Изготовление сепараторов;
  • Изготовление колец;
  • Сборка и упаковка.

В зависимости от формы тел качения и конструктивного устройства подшипников качения, этапы технологии у каждой из деталей могут меняться. Основными видами обработки при производстве деталей подшипников являются: ковка, отрезка, токарная, термическая, шлифовальная и доводочные операции, а также окончательная — сборка и контроль. Производство отдельных элементов также имеет свои технологические особенности в виду разновидностей и типоразмеров. Например, упорные роликовые или игольчатые подшипники могут выполняться вообще без колец. А в производстве бессепараторных шариковых/роликовых подшипников отсутствет операции обработки сепаратора.

Технологический процесс изготовления подшипника требует высочайшей точности и является показателем достижений современной мировой промышленности. Казалось бы технология отточена до предела, но все же подшипники бывают далеко не идеальны. Иногда негативными причинами являются перенасыщенность рынка в условиях глобализации экономики, зависимость производства от прибыли и как следствие оптимизация показателей качества в сторону снижения.

Российская отрасль подшипникостроения за последнее десятилетие, к сожалению, показывает не лучшую динамику с небольшой долей на мировом рынке. Конечно, это сказывается и на технологическом оснащении подшипников, а также других изделий машиностроения.

Особенности и этапы производства

Производство подшипников требует использования особых марок стали. Для колец и тел качения подбирается сталь, сделанная из железа, в то время как для сепаратора потребуются сплавы из тяжелых и легких металлов, таких как чугун, бронза, алюминий и латунь.

Сейчас разработано большое количество специализированных подшипников, каждый из которых имеет свои технологические цепочки производства. Независимо от этого все изделия в процессе изготовления проходят токарную обработку, обработку с помощью давления, термообработку, шлифовку, а также сборку.

Далее, на примере шарикового радиального подшипника, рассмотрены основные этапы производства.

Производство колец

Данные элементы изготавливаются по следующей схеме:

  1. Из металлических труб и прутков подготавливаются заготовки по рассчитанному диаметру.
  2. Вальцеванием и давлением происходит первоначальная обработка.
  3. Проводятся токарные работы, направленные на нарезку отдельных колец и общую обработку поверхности.
  4. Нагрев колец до 850ºС, затем быстрое охлаждение до 40ºС.
  5. Отпуск деталей при температуре 170ºС.
  6. Шлифовка торцевых, внутренних и внешних поверхностей, дорожек качения.
  7. Финишная шлифовка дорожек качения до требуемых значений шероховатости.

Изготовление тел качения

Технологическая цепочка производства данных деталей имеет следующий вид:

  1. С помощью специальной стальной проволоки определенного диаметра нарезаются исходные заготовки.
  2. Детали сдавливаются специальным прессом для придания им шарообразной формы.
  3. Производится окончательная обработка давлением, с помощью которой достигается припуск в 100 мкм.
  4. Термическая обработка, по той же методике, что и для колец.
  5. Шлифовка и полировка изделия.

Производство сепаратора

Для изготовления сепаратора потребуются другая технологическая цепочка:

  1. Подготовка заготовки – стального листа.
  2. Пробивка в листе отверстий, соответствующих телам качения.
  3. Черновая и чистовая штамповка заготовки, направленная на придание ей необходимой формы.
  4. Сверловка отверстий для заклепок.
  5. Финишная обработка отверстий.

Сборка

Для сборки подшипника необходимо вставить внутреннее кольцо в наружное и уложить между ними тела качения. Далее в двух местах с помощью заклепок устанавливается сепаратор. Перед сдачей готовых изделий в продажу требуется обязательная проверка работоспособности, маркировка и смазка прдукта.

Виды подшипников и их классификация

Современные метизные заводы для разных нужд промышленности выпускают разные виды подшипников и их классификация подразделяется на три основные разновидности:

Характер воспринимаемой нагрузки:

И радиальная, и осевая

В первом случае, радиальная нагрузка подразумевает собой ту нагрузку, которая имеет перпендикулярную направленность по отношению к геометрической оси вала. Во втором же случае, осевая нагрузка — это та нагрузка, которая воздействует на ось подшипника только лишь в одном из направлений. В третьем случае, подшипники будут способны одновременно воспринимать оба типа нагрузок, но с преобладающей осевой.

Если рассматривать виды подшипников, то основных разновидностей будет всего 2:

  • Подшипники качения
  • Подшипники скольжения

Несмотря на то, что в целом принцип работы подшипника подразумевает свободное вращение внутри него какой-либо цапфы, движущие его элементы могут быть различными. Например, подшипник скольжения в качестве вращающего элемента имеет только кольцо. При этом кольцо может быть цельным, и такой подшипник называют неразъемным. Принцип его функционирования заключается в том, что вал помещается во внутреннее кольцо, которое осуществляет вращение по отношению ко внешнему корпусу. Так же существует разъемный подшипник, в котором кольцо состоит из двух отдельных частей. При этом, вал фиксируют в одной из них, и только после ставят вторую.

При этом, принято считать, что именно разъемные виды подшипников за счет своих конструктивных особенностей наиболее оптимальны в использовании. Несмотря на то, что технические характеристики подшипников скольжения разъемного типа практически не отличаются от характеристик неразъемных подшипников, наибольшая легкость их монтажа и демонтажа является одним из существенных преимуществ. Благодаря тому, что внутреннее кольцо у подшипников скольжения выпуклое, а внешнее, наоборот, вогнуто, при воздействии множественных статичных нагрузок такой тип строения позволяет с легкостью производить движение и повороты на небольших скоростях.

Читайте также  Как варить нержавейку

Технические характеристики подшипников скольжения

Низкий уровень шума при работе

Имеют небольшой КПД

Эксплуатация при высоких температурах

Ломаются из-за плохого качества смазки

Устойчивость к механическим нагрузкам

Требуют контроля за рабочими условиями

В отличии от предыдущей разновидности, подшипники качения между внутренним и наружным корпусами имеют вспомогательные элементы в форме шаров, цилиндров или же других тел округлой формы, которые могут свободно перекатываться промежду двух данных корпусов. Важно отметить, что тела качения в таких подшипниках могут устанавливаться на равноудаленном расстоянии друг от друга. Такое размещение позволяет достичь наилучшей эффективности. Для этого тела качения помещают в специальное кольцо-сепаратор. Бывают такие виды подшипников, где сепаратор отсутствует. В этом случае, внутрь плотно забивают максимальное возможное число тел качения.

При этом, тела качения могут располагаться как в один, так и в два ряда. Как правило, двухрядные подшипники могут выдерживать немного большие объемы нагрузок, поскольку все воздействие воспринимается как раз телами качения. Выбор формы тела определяют уже исходя из того, какое у подшипников предназначение, и в каком конкретном механизме они будут использоваться. Это важно, потому что каждая такая форма имеет свою определенную степень устойчивости к различным типам механического воздействия. Кроме того, от формы может зависеть и непосредственный размер подшипника, а это очень немаловажно, так как есть и маленькие и большие механизмы.

Технические характеристики подшипников качения

Практически бесшумная эксплуатация

Перестают работать в водной среде

Работают даже при высоких температурах

Их производство достаточно трудоёмкое

Стойкость к механическим воздействиям

Высокая цена и меньшая надежность

Области применения подшипников

Различные промышленные отрасли подразумевают свои специализированные области применения подшипников. Если рассматривать основные направления, где используется подшипник, а именно, машиностроение, авиастроение, вагоностроение и станкостроение, то можно заметить, что по больше части подшипники используются в составе разных устройств на валах с небольшими диаметрами. При этом, для эксплуатации при малых или же средних нагрузках обычно задействуют шариковые подшипники. В случае, когда необходима работа с большими нагрузками, то тогда устанавливают роликовые подшипники. А если требуется не только устойчивость к высоким нагрузкам, но и малые габариты, то на помощь приходят уже цилиндрические роликовые подшипники.

Кроме того, подшипники часто применяют еще как составные элементы в различных сферах бытовой направленности. Например, в детских игрушках и в аксессуарах, в бытовой технике, в квадрокоптерах и медицинских аппаратах, например, стоматологических креслах и в томографах. Кроме того, они встречаются в моторных лодках, в катерах, в велосипедах и в скейтбордах. Нередко они используются в комнатной мебели, а также в раздвижных дверях. Вообще же, если рассмотреть все области применения подшипников, то можно заметить, что такие изделия охватывают множество разнообразных сфер жизнедеятельности, при этом подшипники существенно их упрощают.

Маркировка подшипников

Одним из заключительных этапов производства подшипников является нанесение на на них специальных опознавательных меток, проще говоря — маркировки. Собственно, сама маркировка подшипников, в зависимости от страны-производителя, может различаться. В России принято наносить обозначение из заглавных букв и цифр, разбитых на три отдельных блока. Основной — центральный, состоит из 6 цифр. Слева от него через дефис указывается еще одна цифра. Справа от него добавляется специальное буквенное-численное обозначение. В качестве примера того, как выполняется расшифровка маркировки подшипников, мы рассмотрим модель 6-180306УС17Ш.

Что означает маркировка подшипников

Как самому сделать нож из подшипника, который будет не хуже магазинного

Сегодня, я расскажу вам на что способен нож из подшипника и как его сделать-это безумная мысль, которая не давала мне уснуть эту ночь, так как все делают ножи из напильников, потому что они очень прочные.

И сегодня я расскажу вам, кое-что новое и не заезженное, а именно нож из Подшипника.

И так приступим, для начала нам нужен сам подшипник.

А именно та деталь, которую вы видите слева от себя.

После чего мы идем к тискам зажимаем и пилим.

Потом немного ее разгибаем и ложим в печь.

После чего мы выпрямляем деталь с помощью молотка, после того как деталь выпрямлена, мы идем к станку делаем разметку с помощью заранее подготовленного трафарета и начинаем вырезать.

После того как мы все вырезали с помощью болгарки ее нужно отполировать и выполнить термическую обработку в печи +-700-900 градусов.

После чего мы должны поймать температуру в 200 градусов и опустить нож в воду, после чего закинуть в масло.

Потом мы должны зажать заготовку в тисках и обработать нож напильником.

И после этих всех манипуляций проводим отпуск, если его не сделать, то нож будет очень хрупким и разобьется как стекло, если уронишь.

Отпуск нужно проводить в 150 градусах в печи. Ложимся спать и на утро достаем. По сути сам клинок уже готов.

Делаем, какую хотите рукоять. Можно не париться сходить в магазин купить термопластик (он быстро плавится и принимает любое положение). Но мы сделаем из дерева.

Насаживаем клинок на дерево, после чего обрабатываем и придаем форму рукояти.

Ну в принципе все, нож готов. Кому интересно сталь, которая используется в изготовлении подшипников ШХ15-ну что я могу про нее сказать, она долго держит заточку и достаточно прочная.

Если все правильно сделать можно и ветки рубить и разделывать тушки, что хотите в общем. Главное ни где не накосячить.

Такой нож не хуже, того что вы купите в магазине, а наоборот лучше, так как близок к сердцу. HRC будет ниже 60, примерно 56-57.

Установка подшипника в автомобиле

Подшипники в машине: виды, конструкции и особенности установки

Подшипники в машине являются важной деталью, которая существенно уменьшает износ вращающихся конструкций автомобиля. Благодаря подшипнику, увеличивается скорость вращения определенных деталей, что повышает показатели производительности и мощности агрегата в целом. Именно поэтому настоятельно рекомендуется своевременно смазывать подшипниковые узлы, проводить их осмотр или замену, и тогда в ходовой части авто будет гораздо меньше проблем.

Виды подшипников для автомобилей

Мы уже разобрались насколько важная эта деталь, теперь рассмотрим, какие подшипники в автомобиле бывают в принципе.

  1. Шарикоподшипники представляют собой конструкцию, главным отличием которой являются шарики. Такой тип самый распространенный, и используется не только в автомобильной промышленности. Их специальная форма обеспечивает свободное вращение в разных направлениях и восприятие и радиальных, и осевых нагрузок. Конструкция самого шарикоподшипника выглядит так:
  1. Роликовые подшипники (рис. 1) имеют цилиндрическую форму, а их диаметр одинаковый по всей длине. Такой вид подходит для более сложных эксплуатационных условий, нежели шариковые. Они обеспечивают идеальную радиальную нагрузку, а вот осевую очень небольшую, можно сказать минимальную. Тем не менее, именно этот тип используется для установки в труднодоступные места или сложные узлы, как например коробка передач.
  1. Конические подшипники способны принимать и осевую и радиальную нагрузки. Их используют чаще всего там, где высокий риск сильных ударов в процессе эксплуатации механизма, например в ступице колес. Примечательно, что степень фиксации такого вида подшипников зависит от того, куда именно устанавливается деталь. Например, если это ступица колеса, то подшипник должен быть максимально зафиксирован на валу, что позволит выдерживать жесткие удары (попадание колеса в яму и пр.), и обеспечит износостойкость механизму в целом. А вот при установке на КПП фиксировать тела вращения подшипника нужно слабее, иначе это нарушит передачу крутящего момента, и коробка будет работать с перебоями.
Читайте также  Как проверить тиристор

Конструкционные особенности подшипников

Все подшипники с одной стороны имеют примерно одинаковую конструкцию, но есть важные отличительные особенности. Вот, к примеру, три абсолютно разных подшипника, и в каждом из видов есть свои нюансы.

Важно знать, что при замене подшипников его конструкцию в большинстве случаев нельзя поменять частично. Например, обойма, которая окружает внутренние части подшипника, на первый взгляд может показаться вполне пригодной, и многие в целях экономии используют старую обойму повторно, меняя лишь внутреннюю «начинку». Но в результате ресурс нового подшипника сокращается в несколько раз, и все из-за той самой старой обоймы, состояние которой невозможно определить на глаз.

Есть еще один важный ингредиент подшипника – сальник (пыльник). Эта деталь чаще всего производится из закаленной резины, и необходима для предотвращения вытекания смазки, проникновения внутрь подшипника влаги, грязи, пыли. Сальник всегда меняется одновременно с подшипником. Но при этом он продается и отдельно, а не только в комплекте. И если вы купили подшипник без такого важного уплотнения, рекомендуется приобрести его отдельно и установить. Тем самым вы продлите срок службы подшипникового узла.

Особенности установки разного вида подшипников

От того, насколько правильно установлены подшипники в машине, зависит их работоспособность.

Конический тип подшипников используют в парной установке, при этом затягивают внутренние обоймы, как показано на схеме (а), реже делают затяжку внешних обойм (б).

Грамотное натяжение позволит подшипнику выдерживать серьезные нагрузки, в том числе ударные. Особенно это важно при установке детали на вал, ступицы колес.

Шариковые и роликовые подшипники могут быть установлены разными способами:

Установка враспор более простая и часто используемая для коротких валов. При таком способе установки ось вала будет перемещаться в одном направлении. Чтобы не произошло защемление вала в опорах, необходимо продумать осевой зазор, примерно 0,2-0,5 мм.

При фиксирующем способе установки подшипника вал может перемещаться как в одном направлении, так и в обоих. Нагрузка при этом воспринимается и осевая и радиальная. А при плавающей опоре идет восприятие только осевой силы.

Выбор способа установки определяется в зависимости от того, на какую часть машины монтируется подшипник, и какой эффект планируется получить на выходе. Каждая из схем имеет свои положительные и отрицательные моменты, поэтому важно, чтобы установка подшипника производилась профессионалами, либо самостоятельно при условии наличия определенных знаний. Следует помнить, что грубые ошибки при установке существенно снижают не только работоспособность подшипника, но и всего узла в целом.

Похожие статьи

Как по размерам определить номер подшипника

При необходимости приобрести новый подшипник, самым простым вариантом является его заказ по каталогу производителя. Однако сделать этом можно, только зная номер нужного изделия.

Где можно уточнить номер

Определить его можно:

  • по сопроводительной документации (паспорт, сертификационные документы, накладные, упаковка);
  • посмотреть маркировку, нанесённую на само изделие;
  • определив через специальные калькуляторы, имеющиеся на сайтах производителей и крупных продавцов подшипниковой продукции.

В последнем случае необходимо знать основные геометрические размеры подшипника. К ним относятся два диаметра: внутренний, обозначаемый (d), и внешний (D), а также его ширина (В).

Следовательно, для поиска вам потребуется следующая маркировка: d*D*B (именно в такой последовательности заполняется поисковое поле калькулятора).

Замена заднего подшипника

Подшипник задней ступицы отвечает за бесперебойное вращение заднего колеса автомобиля. И именно эта, как кажется на первый взгляд, незначительная деталь при неисправности способна вывести из строя другие узлы машины. Поэтому не стоит тянуть с заменой запчасти, а обратиться в автосервис, или же поменять самостоятельно, следуя инструкции ниже.

Как понять, что необходима замена заднего подшипника?

Основные признаки неисправности подшипника:

  • Гул при езде указывает на то, что требуется замена задних подшипников;
  • Стук при движении на неровной дороге;
  • Неприятные звуки при попадании колеса в яму;
  • Сильный нагрев тормозного барабана;
  • несвойственное притормаживание при повороте руля.

По каким причинам подшипники быстро выходят из строя?

  1. Плохое состояние дорог с наличием ям.
  2. Низкокачественные подшипники, установленные ранее.
  3. Замена заднего подшипника может потребоваться после монтажа колес при сильном затягивании болтов.
  4. Инородные вещества, попадающие с дороги в процессе езды, которые оказывают негативное влияние на смазку подшипника – влага, грязь, пыль и пр.

Как делают шарики

При осмотре внешне простого по конструкции подшипникового шарика возникает вопрос о том, как получают такие детали. Трудно поверить, но для получения этих устройств используется стальная проволока. Чтобы добиться идеальной окружности, понадобится специальное оборудование. Весь процесс производства состоит из следующих этапов:

  • Подготовка исходного материала. Для этого используется бухта с проволокой, которая сделана из специальной подшипниковой стали. Размер применяемой заготовки близок с диаметром будущих образцов.
  • Формовка или прессование — нарубленные цилиндрики одинаковых размеров подаются на пресс, где происходит изменение их формы. Они становятся больше похожими на шарики, но с незначительными отклонениями. В процессе смятия появляются центральные выпуклости, которые называют «кольцами Сатурна». Для их удаления детали подвергаются следующему технологическому процессу.
  • Корректировка формы. Чтобы из изделия получить сферическое тело качения, заготовка помещается между дисковыми пластинами (матрицами), где происходит процесс обкатки. После его завершения деталь приобретает форму, максимально приближенную к шарообразной.
  • Обработка абразивными веществами. Она проводится с целью удаления имеющихся выступов и дефектов. Для этого заготовки подаются в специальные конструкции, напоминающие барабан. В емкостях имеются мелкие абразивные частицы, которые воздействуют на поверхность шариков и стачивают изъяны.
  • Получение шарообразной формы. Детали размещаются между двумя дисками, где происходит их многократное прокатывание и отточка.
  • Термическая обработка. Для повышения технических параметров износостойкости заготовки проходят стадию закаливания и отжига.
  • Шлифовка — в сферошлифовальных станках происходит точная подгонка деталей по размеру. Это оборудование имеет канавки и диски, которые за счет многократных касаний к заготовкам, придают им необходимые размеры с точностью до 1 микрометра.

Завершающий этап предусматривает проведение промывки и проверки качества полученных образцов. Готовые изделия поступают в сортировочный цех, где происходит их упаковка.

Интересно знать! Шарики для подшипников имеют 10 степеней точности от -200 до -3, по которым происходит их сортировка.

Схема, чертеж кожаного / войлочного велюрового подшипника

На схеме приведены два варианта подшипника. A1 — ось, A2 — кожа, замша, войлок или хлопчатобумажная ткань (бумазейка), A3 — втулка, A4 — болты с гайками, A5 — шайбы, A6 — металлические скобы

В первом варианте кожа или другой подходящий материал запрессовывается во втулку, смазанную клеем (чтобы исключить проскальзывание). В центре устанавливается ось, смазанная нейтральной смазкой, например, вазелином или свиным салом. Скольжение должно происходить именно между осью и кожей.

Во втором варианте две полоски кожи или другого материала накладываются над и под смазанную осью и стягиваются скобами. Скобы при закручивании гаек на болтах за счет давления шайб искривляются и фиксируют кожу и ось.

На своей тележке я применил первый вариант.

Читайте также  Струбцины своими руками

Устройство подшипника на первый взгляд простое, но есть несколько тонкостей.

Выводы

Подшипниковые марки стали характеризуются хорошими эксплуатационными параметрами и подходят для изготовления не только изделий по назначению, но также и различных других. Универсальность сплавов и их высокая износостойкость обеспечивает им длительный срок пользования даже в весьма агрессивных средах. При выборе подшипниковых сплавов для изготовления изделий различных изделий очень важно учитывать особенности эксплуатации готовых деталей и их спецификацию.

Используемая литература и источники:

  • Технология металлов и других конструкционных материалов / В.М. Никифоров. — Москва:РГГУ, 2006.
  • Повышение способности металлов к пассивации применением комплексных добавок / Е.И. Тупикин. — М.: АСВ, 2009.
  • Обработка конструкционных материалов / Е.Н. Тронин. — М.: Высшая школа, 2004.