ТЕМА 7.7 - ПІДШИПНИКИ ЕЛЕКТРИЧНИХ МАШИН.
![]() |
Урок №66. Підшипники електричних машин. |
Підшипники електричних машин, конструкції опор підшипників кочення і ковзання. Змащення підшипників. |
|
![]() |
Підшипники кочення. |
Роликові підшипники виготовляють з масивними клепаними або цільними сепараторами.
У електричних машинах застосовують роликові підшипники з короткими циліндричними роликами з двома бортами на внутрішньому або зовнішньому кільці, а також з двома бортами на зовнішньому кільці і одним на внутрішньому. Підшипники з бортами на зовнішньому і внутрішньому кільцях можуть сприймати не лише радіальні, але і осьові навантаження.
Роликові підшипники, як правило, можуть бути розібрані: кільце, що не має буртиків або що має лише один буртик, може бути зняте з підшипника. Роликові підшипники завдяки розбірній конструкції зручніші для монтажу, але більш чутливі до перекосів осі валу відносно гнізд в щитах, ніж шарикопідшипники.
В підшипників при одних і тих же внутрішніх діаметрах можуть бути різний зовнішній діаметр і ширина. Ці три розміри визначають серію підшипника і його вантажопідйомність. Розрізняють легку, середню і важку серії.
У малих машинах в обох опорах встановлюють кулькові підшипники. Роликові підшипники завдяки більшій контактній поверхні між роликами і доріжками кочення можуть сприймати більші радіальні навантаження, ніж кулькові тих же розмірів. Тому їх зазвичай застосовують в підшипникових вузлах з боку приводу машин середньої потужності.
Підшипники в електричних машинах насаджують на вал з натягом (посадка П або Н 2-го класу точності), зовнішні їх кільця зазвичай мають вільнішу посадку в гнізді щита.
Внутрішнє кільце підшипника після посадки на вал розтягується. Деформація кільця прямо пропорційна величині натягу Δ і призводить до зменшення радіального зазору підшипника на величину δ1 = 0,6Δ, мкм. Надмірний натяг може призвести до недопустимого зменшення початкового зазору підшипника.
Відсутність зазору призводить до затискання тіл кочення між кільцями і тугого обертання, відбувається заклинювання підшипника. Бігові доріжки і тіла кочення при цьому інтенсивно зношуються, і підшипник передчасно руйнується.
Розрізняють радіальні зазори: початковий, посадочний, вимірюваний після монтажу підшипника, і робочий. Останній відрізняється від посадочного через різні температури зовнішнього і внутрішнього кілець підшипника. Корпус охолоджується краще, ніж вал, тому температура зовнішнього кільця нижча приблизно на 5-100С. Це призводить до зменшення зазору в підшипнику.
Основний ряд зазору в більшості випадків забезпечує нормальну роботу підшипника. При посадках з великим натягом і при великій різниці температур між кільцями застосовують додаткові ряди - 7-й і 8-й – зі збільшеними зазорами. Додатковий 6-й ряд зі зменшеним зазором застосовується для забезпечення підвищеної точності обертання.
Внутрішні діаметри підшипників, мм |
Додатковий ряд |
Основний ряд |
Додаткові ряди |
||||||
6-й |
- |
7-й |
8-й |
||||||
Зазор, мм |
|||||||||
вище |
до |
найменший |
найбільший |
найменший |
найбільший |
найменший |
найбільший |
найменший |
найбільший |
10 |
18 |
5 |
14 |
8 |
22 |
16 |
30 |
23 |
38 |
18 |
24 |
5 |
15 |
10 |
24 |
18 |
33 |
25 |
41 |
24 |
30 |
5 |
16 |
10 |
24 |
18 |
33 |
28 |
46 |
30 |
40 |
5 |
16 |
12 |
26 |
21 |
39 |
33 |
51 |
40 |
50 |
5 |
16 |
12 |
29 |
24 |
42 |
35 |
56 |
50 |
65 |
8 |
20 |
13 |
33 |
28 |
48 |
43 |
66 |
65 |
80 |
8 |
20 |
14 |
34 |
29 |
55 |
51 |
76 |
80 |
100 |
8 |
23 |
16 |
40 |
34 |
62 |
58 |
89 |
Радіальний зазор підшипників контролюють на спеціальному пристосуванні. Одне з кілець (внутрішнє або зовнішнє) закріплюють на нерухомій основі і підтискають з торця гайкою. Зазор вимірюють індикатором під навантаженням, величина якого обумовлюється в стандарті залежно від типу і розміру підшипника. Спочатку навантаження прикладають на незакріплене кільце в одному напрямі і відзначають початковий показ індикатора, потім - в протилежному. Переміщення стрілки індикатора показує величину зазору.
![]() |
Підшипникові вузли з підшипниками кочення. |
У малих електричних машинах і мікромашинах, де навантаження невеликі, застосовують кулькові однорядні радіальні підшипники. Зовнішнє кільце одного з підшипників 6 зазвичай затискають в щиті 5 між фланцями 4 і 7. Оскільки внутрішнє кільце має нерухому посадку і притиснуте до буртика валу, цей підшипник визначає положення ротора відносно статора машини в осьовому напрямі. Така підшипникова опора називається фіксованою. Другий підшипник 3 встановлюється в «плаваючій» опорі, що забезпечує його вільне переміщення в щиті в осьовому напрямі. Щоб уникнути заклинювання підшипників, зазори а повинні бути більше суми допусків на осьові розміри корпусних деталей і валу з врахуванням зміни довжини валу і корпусу при нагріванні. У машинах з фіксованою опорою осьовий розгін ротора визначається осьовою грою шарикопідшипника і дорівнює десятим долям міліметра. При уніфікації щитів і фланців зазори в плаваючій опорі витримують за допомогою дистанційних шайб 1 і 2.
У середніх машинах опора з боку привода, особливо при ремінних передачах, виявляється навантаженою такою значною силою, що вантажопідйомності кулькового підшипника виявляється недостатньо. У цих випадках встановлюють роликовий підшипник. Зовнішні кільця закріплюють в осьовому напрямі в обох підшипниках. Плаваючою опорою служить роликовий підшипник, в якого тіла кочення можуть переміщатися уздовж машини по кільцю, що не має бортів. При великих навантаженнях на обидві опори встановлюють роликові підшипники з обох боків машини. Для фіксованої опори вибирають роликопідшипник з бортами на зовнішньому і внутрішньому кільцях. В цілях уніфікації застосовують два однакові підшипники з бортами на зовнішньому і внутрішньому кільцях. Необхідний осьовий розгін ротора витримується за рахунок зсуву внутрішнього кільця підшипника відносно зовнішнього кільця в осьовому напрямі.
Правильно вибране зусилля попереднього натягу забезпечує спокійнішу роботу підшипника, притискуючи всі кульки до бігових доріжок, і підвищує довговічність підшипника. Надмірний натяг, створюючи значне навантаження на підшипник, зменшує його довговічність. Тому при ремонті машини величина осьового зусилля, що діє на підшипник, має бути збережена. Пружина може давити на кільце безпосередньо або через проміжну деталь 3. Зазвичай застосовують пружини у вигляді гофрованих шайб, які займають трохи місця по довжині машини. Такі пружини встановлюють між торцем фланця і зовнішнім кільцем підшипника. Для регулювання зусилля пружини передбачають дистанційні шайби.
Підшипник в щиті вмонтовується зазвичай по вільній посадці, яка не перешкоджає провертанню його зовнішнього кільця. Повільне провертання кільця (один оберт за декілька хвилин) допустиме і навіть корисне, оскільки при цьому радіальне навантаження, що передається через тіла кочення, діє по черзі на різні точки доріжки зовнішнього кільця. Проте повільне обертання практично важко здійснене; кільце, встановлене по посадці без натягу, обертається з більшою швидкістю. Це призводить до вироблення гнізда в щиті і передчасного виходу з ладу підшипника. Тому не можна допускати ослаблення посадки підшипників в гнізда щита.
Провертання внутрішнього кільця підшипника на шийці валу виключається посадкою його з натягом. Кільце щільно обтискає вал і сили тертя, що виникають при цьому, між поверхнями надійно його стопорять.
Підшипникові вузли забезпечують спеціальними пристроями - ущільненнями, які захищають підшипник від попадання в нього зовні пилу, бруду і вологи, а також перешкоджають витіканню мастила з підшипникового вузла.
![]() |
Підшипники ковзання. |
Підшипники ковзання по розташуванню поділяють на дві групи: щитові, вмонтовані в щити, і винесені - стоякові. У сучасних конструкціях в більшості випадків підшипники ковзання застосовують для крупних машин і закріплюють на стояках. Щитові підшипники зустрічаються в старих типах машин малої і середньої потужності.
У підшипниках ковзання шийка валу (цапфа) охоплюється втулкою (вкладишем). У щитових підшипниках вкладиш зазвичай виготовляють цілісним, в стоякових - роз'ємним, таким, що складається з двох половин з роз'ємом по горизонтальній площині, яка проходить через вісь валу. Для нормальної роботи зазор між цапфою і вкладишем повинен мати певну величину, залежну від діаметру цапфи, частоти обертання і навантаження на підшипник.
Зменшення тертя між цапфою і вкладишем досягається шляхом створення таких умов, при яких дотичні поверхні виявляються розділеними шаром мастила, тобто роботою в режимі рідинного тертя. Існують два способи створення рідинного тертя: гідродинамічний і гідростатичний.
При першому способі розділовий шар мастила утворюється при обертанні валу. Необертова цапфа стикається з поверхнею вкладиша. При русі з місця між ними виникає напівсухе тертя. Із зростанням частоти обертання масло за рахунок в'язкості затягується в клиновий зазор між валом і вкладишем. В результаті стиснення в змащувальному шарі виникає підвищений тиск, який припідіймає вал. Створюється гідродинамічна підтримуюча сила, величина якої зростає пропорційно в'язкості масла і частоті обертання і зменшується із збільшенням зазору.
У гідростатичних підшипниках масляний шар між поверхнями, що труться, створюється шляхом підведення масла під тиском від насоса в нижню точку, де цапфа стикається з вкладишем. Гідростатичний спосіб дозволяє зменшити знос робочих поверхонь в процесі пуску і зупинки машини. При певному тиску і кількості масла, що подається, ротор підіймається і підтримується масляною плівкою незалежно від частоти обертання.
- Оцените материал
- Опубликовано в ОСНОВИ ТАКЕЛАЖНИХ РОБІТ. БУДОВА, МОНТАЖ, ТЕХНІЧНЕ ОБСЛУГОВУВАННЯ І РЕМОНТ ЕЛЕКТРИЧНИХ МАШИН ЗМІННОГО ТА ПОСТІЙНОГО СТРУМІВ
- Прочитано 4472 раз