Способ ремонта подшипникового узла

 

Использование: в области ремонта и восстановления деталей машин, в частности, подшипниковых узлов. Сущность изобретения: после разборки изношенного подшипникового узла механической обработкой восстанавливают цилиндрическую форму отверстия в корпусной детали. Затем на обойму подшипника напрессовывают втулку, полученную из стальной ленты. На внутренней поверхности втулки имеются равномерно расположенные по окружности радиальные выступы, а на наружной поверхности обоймы - ответные им выемки. Каждый выступ выполняют с отношением его высоты к толщине, выбираемым из приведенного соотношения. 4 ил.

Изобретение относится к области ремонта и восстановления деталей машин, в частности подшипниковых узлов.

Известен способ ремонта подшипникового узла, включающий наращивание слоя металла на посадочную поверхность корпусной детали с помощью металлизации, наплавки или электролитического хромирования [1] Недостатком данного способа является его невысокая эффективность, обусловленная невозможностью ремонтировать подшипниковые узлы с большим износом.

Известен способ ремонта подшипникового узла, включающий разборку изношенного узла, установку с натягом на сопрягаемую поверхность одной из деталей соединения корпусной детали с подшипниковой обоймой втулки, компенсирующей износ и последующую запрессовку обоймы в отверстие корпусной детали [2] Данный способ также не обеспечивает достаточную эффективность при ремонте подшипниковых узлов с высокой степенью износа.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение эффективности способа.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе ремонта подшипникового узла, включающем разборку изношенного узла, установку с натягом на сопрягаемую поверхность одной из деталей соединения корпусной детали с подшипниковой обоймой втулки, компенсирующей износ и последующую запрессовку обоймы в отверстие корпусной детали, используют втулку, полученную из стальной ленты и имеющую на внутренней поверхности равномерно расположенные по окружности радиальные выступы, которую напрессовывают на обойму подшипника, имеющую на наружной поверхности предварительно выполненные выемки, расположенные аналогично выступам втулки и соответствующие им по форме, при этом каждый выступ выполняют с отношением его высоты к толщине, выбираемым из следующего соотношения: ≥ где h высота выступа; S толщина выступа; ϕ коэффициент, учитывающий неравномерность напряжений в выступе втулки.

На фиг. 1 изображен подшипниковый узел с изношенной обоймой подшипника; на фиг. 2 обойма подшипника с установленной на ней втулкой; на фиг.3 изображено в увеличенном масштабе сопряжение выступа втулки с выемкой обоймы; на фиг. 4 график баланса энергии в зависимости от отношения высоты выступа к ее ширине.

Способ ремонта подшипникового узла состоит в том, что сначала разбирают изношенный узел и расточкой или шлифованием восстанавливают цилиндрическую форму отверстия в корпусной детали, которое было изношено при эксплуатации подшипникового узла. Затем наращивают обойму 1 подшипника. Для этого из углеродистой стали изготовляют полосу, равную по ширине обойме подшипника. Длина полосы равна длине окружности обоймы. На полосе выполняют выступы 2, равномерно расположенные по ее длине, после чего полосу сворачивают в кольцо и сваривают встык для образования втулки 3. При этом выступы 2 будут расположены равномерно по длине внутренней окружной поверхности втулки 3. На обойме 1 выполняют такое же количество выемок 4, расположенных аналогичным образом, и напрессовывают втулку 3 на изношенную обойму 1 подшипника. Величина износа последней на участке 5 значительно меньше, чем величина износа поверхности отверстия корпусной детали 6, поскольку твердость обоймы 1 немного превышает твердость поверхности отверстия корпусной детали. Затем обойму 1 с напрессованной на ней втулкой 3 запрессовывают путем одновременного приложения усилий к их торцам, например, с помощью технологической наставки в отверстие корпусной детали. Выбор параметров выступа (его высоты и толщины) основывается на анализе выражения баланса механической энергии.

Напряжение изгиба выступа при работе подшипника определяется согласно выражению σ_и= где σ_и напряжение изгиба выступа втулки, Н/м²; F_α сила, изгибающая выступ втулки, Н; h плечо силы (высота выступа), м;
b_w ширина рабочей части выступа (ширина подшипника), м;
S толщина выступа (модуль), м;
ϕ поправочный коэффициент, учитывающий неравномерность напряжений выступа. Этот коэффициент равен 2 при неравномерной нагрузке и равен 1 при равномерной нагрузке.

Энергия напряжения выступа, находящегося под нагрузкой, определяется из выражения
(hb_wΔ) где Δ величина возможного сдвига (смятия) выступа втулки при приложении к нему нагрузки.

Баланс механической энергии определяется из выражения
Υ F_cΔ
где F_c сила, способствующая сдвигу (смятию) выступа.

При равенстве сил F_α F_c выражение принимает вид
6-1
Изменение величины отношения в зависимости от отношения представлено на фиг.4.

Часть кривой, расположенной выше оси абсцисс, характеризует избыток энергии, препятствующей изгибу, над энергией, способствующей изгибу.

Часть кривой, расположенной ниже оси абсцисс, характеризует превышение энергии изгиба над энергией сопротивления изгибу. В точке пересечения кривой с осью абсцисс энергия сопротивления изгибу равна энергии, способствующей изгибу.

При этом возможны два случая: энергии изгиба выступа и сопротивления изгибу равны между собой, и энергия сопротивления изгибу превышает энергию изгиба, например, вдвое.

В первом случае отношение принимает следующий вид

Во втором случае это отношение принимает следующий вид

С учетом изложенного величина отношения выбирается из следующего соотношения
≥
П р и м е р. На наружной обойме подшипника с помощью шлифовального станка, оснащенного отрезным кругом толщиной 3 мм, прорезают на равных расстояниях по окружности наружной обоймы, например, три выемки глубиной 0,87 мм каждая.

Из стали СТ3, стали 20 изготавливают полосу шириной, равной ширине наружной обоймы подшипника. С помощью пресса штамповкой формируют на полосе три выступа, после чего их обрабатывают фрезерованием до необходимого размера под размер выемок наружной обоймы подшипника.

На оправке сгибают полосу в кольцо, сваривают стык кольца и зачищают сварной шов.

После этого с помощью наставки с приложением радиального усилия 3-5 кгс напрессовывают изготовленное кольцо на обойму подшипника так, чтобы выступы кольца вошли в выемки обоймы.

На расточном станке растачивают изношенное отверстие корпусной детали под посадку восстановленного наружного кольца подшипника, после чего запрессовывают в него восстановленный подшипник.

Техническим результатом, на достижение которого направлен предлагаемый способ, является повышение его эффективности путем обеспечения увеличения диаметра обоймы на значительную величину.

Формула изобретения

1. СПОСОБ РЕМОНТА ПОДШИПНИКОВОГО УЗЛА, включающий разборку изношенного узла, установку с натягом на сопрягаемую поверхность одной из деталей соединения корпусной детали с подшипниковой обоймой втулки, компенсирующей износ, и последующую запрессовку обоймы в отверстие корпусной детали, отличающийся тем, что используют втулку, полученную из стальной ленты и имеющую на внутренней поверхности равномерно расположенные по окружности радиальные выступы, которую напрессовывают на обойму подшипника, имеющую на наружной поверхности предварительно выполненные выемки, расположенные соответственно выступам втулки и соответствующие им по форме, при этом каждый выступ выполняют со следующим отношением его высоты h к толщине S:

где v - коэффициент, учитывающий неравномерность напряжений в выступе втулки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4