Главная Минимаркер Железнодорожный транспорт Минимаркер Вагоны Минимаркер Буксы с роликовыми подшипниками (подшипниками качения)

Буксы с роликовыми подшипниками (подшипниками качения)

Страница 2 из 6

Опыт эксплуатации грузовых и пассажирских вагонов, оборудованных роликовыми подшипниками (подшипниками качения), показал техническую и экономическую целесообразность перехода от подшипников скольжения к роликовым подшипникам.

В комплект буксы с роликовыми подшипниками (рис. 1) входят: корпус буксы с лабиринтной частью, передний и задний подшипники качения, торцовая гайка со стопорной планкой, крепительная и смотровая крышки, а также крепящие их болты. Роликовые подшипники размещаются внутри корпуса буксы на шейке вагонной оси таким образом, что внутреннее кольцо подшипника крепится неподвижно на шейке и вращается вместе с ней, а наружное сопрягается с внутренними стенками неподвижного корпуса буксы. Поворачиваясь вместе с осью, внутреннее кольцо увлекает за собой ролики, каждый из которых вращается вокруг своей оси, и перекатывается по дорожкам качения между наружным и внутренним кольцами. Корпус букс для подшипников качения отливают из мартеновской стали (или электростали) марок 15Л, 20Л, 25Л или стали I группы, предназначенной для изготовления автосцепок. При отливке корпусов из стали марки 25Л1 содержание углерода в ней не должно превышать 0,27%. Все отливки термически обрабатывают для получения мелкозернистой структуры металла и устранения внутренних напряжений.

Букса пассажирского цельнометаллического вагона

Рис. 1 – Букса пассажирского цельнометаллического вагона: 1 – лабиринтное кольцо; 2 – корпус буксы; 3 – резиновое кольцо; 4 – резиновая прокладка; 5 – пружинная шайба: 6 – болт смотровой крышки; 7 – проволока; 8 – болт стопорной планки; 5 – стопорная планка; 10 – торцовая гайка; 11 – смотровая крышка; 12 – крепительная крышка; 13 – передний подшипник; 14 – задний подшипник

Основные преимущества роликовых подшипников по сравнению с подшипниками скольжения следующие:

  • снижение удельного сопротивления движению и, как следствие, снижение расхода топлива или электроэнергии локомотивами (на 4–11% в зависимости от типа подшипников) или возможность увеличения скорости движения или массы поезда, что обеспечивает повышение пропускной и провозной способности дорог, снижение расходов на ремонт локомотивов;
  • снижение сопротивления движению при трогании с места в 7–10 раз; при этом величина сопротивления не зависит от времени стоянки и температуры наружного воздуха;
  • практически полное отсутствие случаев нагрева букс при повышении скоростей движения, удлинении безостановочных пробегов и ускорении оборота вагона;
  • резкое сокращение объема работ по обслуживанию букс в эксплуатации, что позволяет значительно сократить штат слесарей и осмотрщиков на пунктах технического обслуживания (ПТО), ликвидировать штат станционных смазчиков, уменьшить количество ПТО на сети дорог;
  • значительное или даже полное сокращение расхода цветных металлов (при изготовлении сепараторов роликовых подшипников из стали, специального чугуна или полимерных материалов);
  • большая экономия смазочных материалов, а также полное исключение расхода подбивочных материалов и необходимости сезонной смены смазки.

Буксы с роликовыми подшипниками классифицируются по типу роликовых подшипников, способу их посадки на шейки оси и конструкции корпуса буксы

Типы букс с подшипниками качения

В зависимости от роликовых подшипников буксы бывают:

  • с цилиндрическими подшипниками без дистанционного кольца (рис. 2, а) и с дистанционным кольцом (рис. 2, б);
  • со сферическими подшипниками (рис. 2, в)
  • с одним сферическим и одним цилиндрическим подшипниками (рис. 2, г).

Основные типы букс с роликовыми подшипниками

Рис. 2 – Основные типы букс с роликовыми подшипниками

Наиболее распространены подшипники с цилиндрическими роликами (особенно в Европе).

В пассажирских вагонах применяют бесчелюстные буксы (рис. 3), а в грузовых – буксы с направляющими пазами (рис. 4) для установки их в буксовые проемы рамы тележки. Корпуса букс пассажирских и грузовых вагонов могут быть цельными, с впрессованной лабиринтной частью или отъемной задней крышкой.

Корпус бесчелюстной буксы с роликовыми подшипниками

Рис. 3 – Корпус бесчелюстной буксы с роликовыми подшипниками

Корпус буксы цельнометаллических пассажирских вагонов (см. рис. 3) имеет два кронштейна, на которые опираются пружины буксового подвешивания; через отверстия кронштейнов проходят шпинтоны рамы тележки. Свод корпуса буксы утолщен. Это позволяет снизить на 12% нагрузку на центральные ролики против ее расчетного значения, увеличить долговечность подшипников. Передняя часть корпуса закрывается крышками (крепительной и смотровой).

Корпус буксы с роликовыми подшипниками грузового вагона

Рис. 4 – Корпус буксы с роликовыми подшипниками грузового вагона

Внутренняя цилиндрическая поверхность корпуса растачивается и шлифуется для установки наружных колец подшипников. Диаметр посадочного отверстия 250+0,070+0,022 мм. Овальность и конусность допускаются до 0,02 мм. Глубина посадочного места 193+0,1–0,05 мм (см. рис. 4).

Задняя (лабиринтная) часть корпуса (узел I на рис. 4) соответствует по форме лабиринтному кольцу, вследствие чего образуется уплотнение. В лабиринтной части корпуса имеются канавки: одна для уплотнительного фетрового кольца и две – жировые. Фетровое кольцо обеспечивает герметичность корпуса буксы, но непродолжительное время. Уплотнение может быть также без фетрового кольца.

Лабиринтное кольцо (рис. 5, а, б) изготовляется из стали марки Ст5 и обрабатывается по 2–3-му классу точности. Оно насаживается в горячем состоянии на предподступичную часть оси и служит упором для внутреннего кольца заднего подшипника, являясь промежуточной деталью между вращающейся осью и неподвижным корпусом буксы. Лабиринтное кольцо, соприкасаясь с лабиринтной частью корпуса, препятствует вытеканию смазки из буксы и попаданию в нее грязи. В буксах, имеющих лабиринтную часть фетрового уплотнения, применяется лабиринтное кольцо, показанное на (рис. 2, а), а с фетровым уплотнением – на (рис. 2, б).

Лабиринтные кольца и крышки буксы

Рис. 5 – Лабиринтные кольца и крышки буксы

Крепительную крышку (см. рис. 5, б) изготовляют из стали марки 25Л1.

Смотровая крышка (рис. 5, в) может быть изготовлена штамповкой из стали марки 10кп или из алюминия марки АЛ9. Крышка позволяет производить промежуточную ревизию букс и обточку колес без демонтажа букс. Смотровая крышка крепится к крепительной четырьмя болтами М12.

Торцовая гайка и стопорная планка служат для закрепления подшипников в осевом направлении. Для подшипников серийного производства принята шестигранная гайка с пазами для установки в них стопорной планки. В эксплуатации имеются круглые торцовые гайки с пазами и стопорным кольцом, а также торцовые шайбы, прикрепляемые тремя болтами к торцу шейки оси.

Подшипники качения в зависимости от формы тел качения (шарики, ролики) разделяются на шарикоподшипники и роликоподшипники. Ролики бывают цилиндрические, сферические, игольчатые и конические. В вагонных буксах применяют подшипники с цилиндрическими роликами, расположенными параллельно оси (рис. 6, а, б) и со сферическими бочкообразными (рис. 6, в), ось вращения которых наклонена к поверхности шейки оси. Первые подшипники принято называть цилиндрическими, а вторые – сферическими.

Роликовые подшипники

Рис. 6 – Роликовые подшипники: а, б – однорядные соответствено с беззаклепочным и клепаным сепаратором; в – двухрядный; 1 – наружное кольцо; 2 – ролик; 3 – внутреннее кольцо; 4 – сепаратор; 5 – заклепка; 6 – шайба

По способности иметь нагрузку подшипники качения различают:

  • радиальные, рассчитанные на усилия, действующие перпендикулярнооси;
  • упорные, предназначенные только для осевых (направленных вдоль оси) усилий;
  • радиально-упорные, воспринимающие как радиальные, так и осевые нагрузки.

Подшипники качения могут быть однорядные и двухрядные. У первых тела качения расположены в один ряд (см. рис. 6, а, б), а у вторых – в два ряда (см. рис. 6, в).

Каждый подшипник качения состоит из наружного (1) (рис. 7) и внутреннего (4) колец, между которыми помещаются ролики (3), удерживаемые на определенном расстоянии друг от друга сепаратором (2). Кольца подшипника имеют наружные и внутренние поверхности. У наружного кольца наружная цилиндрическая поверхность является посадочной, а внутренняя представляет собой дорожки качения. У внутреннего кольца наружная поверхность – это дорожки качения, а внутренняя – посадочное отверстие.

Цилиндрические и сферические роликовые подшипники на горячей (а) и втулочной (б, в) посадках

Рис. 7 – Цилиндрические и сферические роликовые подшипники на горячей (а) и втулочной (б, в) посадках

При изготовлении и эксплуатации подшипников особое внимание обращается на создание определенных зазоров, обеспечивающих нормальную их работу. Под зазорами в подшипниках качения понимают внутренние зазоры между кольцами и роликами, которые позволяют кольцам подшипника перемещаться относительно друг друга.

Различают три вида зазоров:

  • начальный – до монтажа подшипника в буксу;
  • посадочный – после установки подшипника в буксу и на ось;
  • рабочий, существующий в подшипнике при установленном режиме работы.

Посадочный зазор меньше начального, так как в результате посадки размеры дорожек качения колец изменяются. Рабочий зазор зависит от величины и характера нагрузок и от температуры подшипника во время его работы. Зазоры бывают радиальные и осевые. Радиальный зазор, измеряемый в радиальном направлении, представляет собой сумму зазоров между дорожками качения колец и роликами. Осевым зазором называется величина, на которую могут взаимно смещаться наружные и внутренние кольца подшипника вдоль его оси. Он определяется суммой зазоров между торцами ролика и внутренними поверхностями бортов колец и измеряется перед монтажом только у подшипников с цилиндрическими роликами, воспринимающими осевые нагрузки.

В процессе работы буксовые роликовые подшипники испытывают статические и динамические нагрузки, которые могут быть как радиальные (вертикальные), так и осевые (горизонтальные). Радиальные нагрузки обусловлены весом вагона, ударами колес на стыках и других неровностях пути. Эти нагрузки действуют перпендикулярно оси вращения подшипника. Осевые нагрузки действуют вдоль оси вращения буксового подшипника и возникают при прохождении вагона по кривым участкам пути, стрелочным переводам, крестовинам и т. п.

Цилиндрический подшипник представляет собой разъемную конструкцию, у которой одно из колец (внутреннее или наружное), сепаратор и ролики соединены в один неразъемный блок. Такие подшипники бывают закрытого, полузакрытого и открытого видов. Подшипники закрытого вида имеют борта на внутреннем и наружном кольцах, чем ограничивается их взаимное перемещение и соответственно перемещение оси и корпуса буксы в пределах осевого зазора. Подшипники полузакрытого вида имеют на одном из колец только один борт или плоское упорное кольцо и воспринимают осевые нагрузки, действующие только в одном направлении. Подшипники открытого вида на одном из колец бортов не имеют, поэтому не ограничивают взаимного перемещения наружного и внутреннего колец, а также оси и корпуса буксы.

Ролики цилиндрического подшипника имеют форму цилиндра (рис. 8, а), образующая поверхности качения роликов является прямой, параллельной оси вращения подшипника и перпендикулярной радиальной нагрузке. Она воспринимается поверхностью качения, а осевая – торцами роликов.

Ролики подшипников

Рис. 8 – Ролики подшипников

В двухрядных сферических подшипниках каждый ряд роликов, размещенный в отдельных сепараторах, работает самостоятельно, имеет общую сферическую дорожку в наружном кольце, вследствие чего подшипник является самоустанавливающимся. На внутреннем кольце расположены две дорожки качения, разделенные средним направляющим бортом, который может быть выполнен за одно целое с кольцом или отдельно (плавающий борт).

Ролики сферических подшипников (рис. 8, б) изготовляют в виде несимметричной (конусной) и симметричной бочек. Ролики в форме несимметричной бочки сужены в сторону от среднего борта внутреннего кольца, т. е. диаметр торца, обращенный к среднему борту, больше диаметра торца, обращенного наружу. Ролики в форме симметричной бочки имеют одинаковые диаметры по торцам. Радиус образующей ролика равен радиусу образующей беговой дорожки внутреннего кольца. Таким образом, теоретически по всей образующей ролика между ним и внутренним кольцом имеется контакт. Радиус сферы наружного кольца несколько больше радиуса образующей ролика, поэтому теоретически ролик с наружным кольцом должен контактировать в одной точке. В действительных условиях вследствие упругости материала контактная поверхность ролика с наружным кольцом подшипника представляет собой полоску, а с внутренним кольцом – площадку, очерченную эллипсом.

Вследствие способности сферических подшипников самоустанавливаться деформация шейки оси мало отражается на их работе, в то время как в цилиндрических подшипниках такая деформация приводит к повышенным контактным напряжениям по концам роликов и вызывает выкрашивание металла по их кромкам. Для снижения этих напряжений концам цилиндрических роликов (рис. 8, а) придается форма усеченных конусов. Ролики цилиндрических подшипников изготовлялись со скосами, как показано на (рис. 8, в), а с 1965 г. ролики подшипников 42726 и 232726 изготовляются с рациональным контактом – бомбиной (рис. 8, а).

Цилиндрические подшипники проще в изготовлении, однако при сборке по сравнению со сферическими требуют большей точности и тщательной подборки по радиальным зазорам. Долговечность цилиндрических подшипников, как показал опыт, в 6–8 раз выше, чем сферических при равных габаритных размерах.

Беззаклепочный сепаратор (рис. 9) имеет рамную конструкцию с гнездами для роликов. Чтобы ролики удерживались в сепараторе, его продольные или находящиеся у торцов роликов перемычки (указаны стрелками) расчеканиваются. Беззаклепочные сепараторы повышают работоспособность подшипников и улучшают условия смазывания трущихся поверхностей.

Сепараторы подшипников

Рис. 9 – Сепараторы подшипников

У цилиндрических подшипников, имеющих массивные беззаклепочные сепараторы, ролики удерживаются в гнездах расчеканкой перемычек (рис. 9, а). У части подшипников, имеющих облегченные беззаклепочные сеператоры, расчеканка осуществляется по перемычкам (рис. 9, б) или со стороны торцов роликов (рис. 9, в).

Сепаратор двухрядных сферических подшипников состоит из двух полусепараторов с гнездами для роликов.

Кольца и ролики подшипника изготовляются из хромистой стали марок. ШХ15 и ШХ15СГ. Сталь марки ШХ15 имеет следующий химический состав: углерода 0,95–1,1%; марганца 0,2–0,4%; кремния 0,17–0,37%; хрома 1,3–1,65%; серы и фосфора не более 0,02–0,27%. Сталь марки ШХ15СГ отличается от стали ШХ15 только тем, что марганца в ней содержится 0,9–1,2%, а кремния 0,4–0,65%. Кроме этих сталей, кольца и ролики подшипников изготовляют из стали типа ШХ4РП, допускающей применение методов поверхностного упрочнения.

При изготовлении роликовых подшипников отдельно изготовляют кольца, ролики, сепараторы, а затем их собирают. Наиболее трудоемкие детали – кольца подшипников – куют в горячем состоянии, а затем раскатывают на специальном станке, придавая им размеры и форму, близкие к окончательным (рис. 10). Так как охлажденные на воздухе кольца обладают высокой твердостью, их перед механической обработкой отжигают в электропечах с автоматическим регулированием температуры.

Схема горячей раскатки колец

Рис. 10 – Схема горячей раскатки колец: 1 – подвижной нажимной валок; 2 – раскатываемое кольцо подшипника; 3 – направляющий ролик; 4 – центральный раскатывающий ролик; 5 – фиксирующий ролик; 6 – отключатель; 7 – клапан; 8 – опорная планка

Кольца и ролики подвергают тщательной механической обработке на токарных станках-автоматах с высоким классом точности, а затем закаливают в масле с последующим отпуском до твердости колец (HRC 60–63) и роликов HRC 61–64. Сепараторы изготовляют из стали 30, бронзы, латуни или специального литья. При изготовлении подшипников необходимо обеспечить точность основных размеров и легкость вращения. Для отличия подшипника одного типоразмера от другого каждый подшипник имеет свое условное обозначение, состоящее из цифр и букв. Цифрами обозначаются: внутренний диаметр подшипника или закрепительной втулки, тип, серия и конструктивные особенности подшипника, буквами – класс точности.

При выборе посадок подшипников на шейку и в корпус буксы учитывают условия их работы в буксовом узле, величину нагрузок, скорость движения, конструкцию подшипника, материал и его обработку, производственные условия, частоту сборки и разборки подшипников и др. Для буксовых роликовых подшипников применяют горячую и втулочную посадки.

Посадка подшипников качения на шейки осей

Существуют два основных типа посадки роликовых подшипников (подшипников качения) на шейки осей:

  • на конической закрепительной втулке (втулочная посадка);
  • непосредственно (безвтулочная, или так называемая горячая посадка).

Втулочная посадка позволяет расширить поле допусков на монтажные размеры шейки оси (80 мкм против 27 мкм при горячей посадке) и отверстия внутреннего кольца роликового подшипника, что упрощает технологию их изготовления. Кроме того, практика показала, что при втулочной посадке диаметр шейки оси может быть меньше номинального, например, на 0,2 мм и это не препятствует надежному закреплению подшипника при помощи типовой втулки (она лишь глубже входит между шейкой и подшипником). Втулочная посадка не требует индивидуального подбора подшипников к шейке оси по натягу. Для неразъемных сферических роликовых подшипников втулочная посадка наиболее технологична.

При втулочной посадке подшипник на шейке оси закрепляется конусной разрезной втулкой, устанавливаемой между шейкой оси и внутренним кольцом подшипника. Внутренняя поверхность втулки цилиндрическая, а наружная имеет конусность 1:12. Внутреннее кольцо подшипника имеет посадочную поверхность такой же конусности. В результате продольного разреза на втулке по мере ее продвижения между шейкой оси и подшипником она стремится расширить внутреннее кольцо подшипника и одновременно плотнее обхватывает шейку. Надежность закрепления подшипника при втулочной посадке обеспечивается усилием запрессовки. В процессе посадки контролируются величина давления и продвижение втулки.

Однако втулочная посадка обладает и существенными недостатками. Прежде всего втулка, являясь дополнительной деталью, повышает стоимость подшипника. Изготовить внутреннее кольцо с конусным отверстием более сложно, чем с цилиндрическим, особенно если учесть требование строгого совпадения конусности кольца и втулки. Наличие второй дополнительной пары сопрягаемых поверхностей вызывает необходимость более тугой посадки, что приводит к повышенным напряжениям в кольце подшипника и шейке оси.

Из-за конической формы закрепительной втулки поперечное сечение внутреннего кольца оказывается переменным и, следовательно, переменной оказывается его жесткость. Вследствие этого даже при идеальной точности сопряжения втулки с поверхностью внутреннего кольца его менее жесткая часть получает большее расширение и первоначальная точность образующей изменяется. Степень такого изменения возрастает при увеличении натяга и неточности изготовления. Искажение формы поверхности качения увеличивает скольжение и износ, а неравномерное распределение контактных давлений приводит к ускоренному образованию очагов усталостного повреждения металла.

Для цилиндрических роликовых подшипников (разъемных), у которых внутреннее кольцо может устанавливаться на шейку оси и сниматься с нее отдельно от других деталей подшипника – наружного кольца, роликов и сепаратора, представляющих в собранном виде так называемый блок подшипника, – втулочная посадка не является технологически оправданной.

В таблице 1 приведены обозначения и конструктивные размеры основных типов роликовых подшипников, работающих в вагонных буксах.

Таблица 1

18042014_t1

Горячая посадка широко применяется при монтаже цилиндрических подшипников. Надежность посадки обеспечивается разностью диаметров отверстия внутреннего кольца (изготовляется с минусовым допуском) и диаметра шейки оси (изготовляется с плюсовым допуском). При горячей посадке почти в 5 раз сокращаются затраты труда на монтаж и демонтаж подшипников в буксе и в связи с этим в 2,5 раза снижаются эксплуатационные расходы на ремонт букс.

При горячей посадке подшипника на ось его внутреннее, кольцо, имеющее несколько меньший диаметр отверстия, чем диаметр шейки оси, нагревают до температуры 100–120°С, в результате чего кольцо расширяется и свободно надевается на шейку. Остывая, оно сжимается, плотно обхватывает шейку и прочно удерживается на ней. Закрепление кольца подшипника на шейке оси обеспечивается за счет натяга (разность диаметров шейки оси и внутреннего кольца подшипника), равного 0,04–0,06 мм.

Однако практика применения горячей посадки подшипников в прошлом имела неудовлетворительные результаты. Нередко наблюдаемая потеря натяга приводила к значительному осложнению эксплуатации подвижного состава с роликовыми подшипниками. Было установлено, что горячая посадка может успешно применяться лишь при соблюдении следующих условий:

  • обеспечении стабильности размеров внутренних колец;
  • применении повышенных натягов, исключающих появление коррозии трения на посадочных поверхностях колец и шеек осей (величина необходимого натяга определяется с учетом нагрузки и размеров внутренних колец);
  • обеспечении длительной эксплуатации букс без снятия внутренних колец подшипников с шеек осей (до повреждения кольца или до расформирования колесной пары);
  • применении индукционных нагревателей, обеспечивающих снятие внутренних колец с шеек осей без перегрева колец и повреждения шеек.

В процессе массового внедрения подшипников качения на железных дорогах в буксовых узлах пассажирских и грузовых вагонов испытывались различные конструкции и варианты установки роликовых подшипников. Так, например, при втулочной посадке в корпусе буксы размещались один сферический и один цилиндрический подшипники или два сферических, при горячей посадке – два цилиндрических подшипника. Были и другие варианты. В настоящее время для оборудования грузовых и пассажирских вагонов в качестве типового принят буксовый узел с установкой двух цилиндрических роликовых подшипников (см. рис. 1 и 11) с габаритными размерами 130×250×80 мм (где 130 – диаметр шейки оси, 250 – наружный диаметр подшипника и 80 – ширина подшипника) на горячей подсадке. Подшипник, расположенный у галтели шейки оси, называется задним, а у ее торца – передним.

Букса с двумя цилиндрическими подшипниками на горячей посадке для грузовых вагонов

Рис. 11 – Букса с двумя цилиндрическими подшипниками на горячей посадке для грузовых вагонов: 1 – пружинная шайба; 2 – болт М12 стопорной планки; 3 – проволока; 4 – стопорная планка; 5 – смотровая крышка; 6 – торцовая гайка; 7 – крепительная крышка; 8 – корпус буксы; 9 – лабиринтное кольцо; 10 – резиновая прокладка; 11 – резиновые кольца; 12 – передний подшипник; 13 – задний подшипник; 14 – лабаринт корпуса буксы; 15 – бирка; 16 – проволока; 17 –болт смотровой крышки; 18 – болт крепительной крышки

В этой буксе введена более напряженная глухая посадка (Гп вместо Тп); за счет подбора внутренних колец к шейкам оси обеспечивается посадочный натяг в пределах 0,04–0,06 мм. Ограничение нижнего предела натяга величиной 0,04 мм, чего нельзя было осуществить при применявшейся ранее тугой посадке, гарантирует прочное крепление колец на шейке оси. Такой натяг исключает образование коррозии трения, вследствие чего улучшаются условия работы шейки оси и повышается ее надежность.

Посадка цилиндрических подшипников осуществлена вплотную без дистанционных колец. Это позволило укоротить шейку оси, повысить ее прочность и уменьшить массу всего буксового узла. Лабиринтное уплотнение выполнено без фетрового кольца. При введении горячей посадки подшипников, чтобы облегчить проверку шейки оси ультразвуковым дефектоскопом без снятия внутренних колец, глубину α кольцевой канавки на торце шейки увеличили до 20 мм, а ширину – до 8 мм. Корпус буксы грузового вагона имеет впрессованную лабиринтную часть, а у пассажирского вагона – цельнокорпусная. Оба подшипника – полузакрытые. Задний подшипник (42726Л) имеет однобортное внутреннее кольцо, у переднего подшипника (2322726Л1) роль борта играет плоское приставное упорное кольцо. Блоки подшипников (пара подшипников, подобранная для одной буксы) взаимозаменяемы.

Смазка букс с роликовыми подшипниками применяется консистентная марок ЛЗ-ЦНИИ. Она уменьшает трение скольжения между роликами и сепаратором, между бортами колец и торцами роликов, между роликами и дорожками качения. Кроме того, смазка предохраняет металл от коррозии, а также способствует отводу и равномерному распределению во всех частях подшипника, возникающего от трения тепла.

Монтаж букс с роликовыми подшипниками

Буксы с роликовыми подшипниками должны монтироваться в чистом и светлом помещении. Детали букс, подлежащие монтажу, промывают в специальных ваннах горячим щелочным раствором, а подшипники – мыльной эмульсией. Колесные пары, поданные в монтажное отделение, должны быть также чистыми. Особенно тщательно очищают части колес, обращенные к осевым шейкам.

Перед монтажом буксовых узлов тщательно проверяют основные размеры подшипников, осевых шеек и деталей монтируемых букс. Неточность допущенная при изготовлении одной какой-либо детали, вызывает нарушение исправной работы не только этой детали, но и буксы в целом. Большое значение имеют предварительная проверка состояния собираемых деталей и качественная сборка их в буксовый узел.

Количество операций по монтажу букс с роликовыми подшипниками и их последовательность зависят от способа посадки подшипников, на ось. Рассмотрим некоторые особенности монтажа букс с роликовыми подшипниками при различных способах посадки.

При монтаже букс с роликовыми подшипниками на горячей посадке на шейку оси устанавливаются два цилиндрических подшипника (см. рис. 11). У подобранных для монтажа двух подшипников с разностью радиальных зазоров не более 0,02 мм проверяют размеры и на специальной плите определяют осевой разбег, который должен быть в пределах 0,4–1,1 мм. Регулируется осевой разбег установкой большого дистанционного кольца, если оно предусмотрено по конструкции, за счет допусков на его толщину. Осевой разбег при монтаже двух цилиндрических подшипников диаметром 250 мм не измеряется, он предусмотрен конструктивно в пределах 0,68–1,38 мм.

Наружный диаметр внутреннего кольца у переднего подшипника должен быть меньше, чем у заднего подшипника, в противном случае при установке корпуса буксы на шейку оси не будет обеспечен проход наружного кольца с роликами заднего подшипника через внутреннее кольцо переднего подшипника. Диаметры отверстий внутренних колец до нагрева должны быть меньше диаметра шейки оси на величину натяга.

После предварительной подготовки деталей сборка их (рис. 12, а) начинается с постановки лабиринтного кольца (12), подбираемого по натягу, который создается за счет разности внутреннего диаметра кольца и предподступичной части оси.

На ось (13) устанавливается лабиринтное кольцо, предварительно нагретое в ванне с трансформаторным маслом или в электропечи до температуры 125–150°С. Если кольцо было нагрето в электропечи, то предподступичная часть оси покрывается тонким слоем веретенного АУ, индустриального или трансформаторного масла. Надевая кольцо, следят за тем, чтобы оно дошло до упора в торец предподступичной части оси.

После полного остывания шейки оси и лабиринтного кольца специальным прибором или лекальным угольником проверяют перпендикулярность поверхности кольца к посадочной поверхности шейки. В случае применения угольника проверку производят в четырех диаметрально противоположных точках, лежащих во взаимно перпендикулярных плоскостях. Угольник устанавливают на шейку оси и подводят к плоскости кольца. Щупом измеряют зазор между поверхностью лабиринтного кольца и угольником, при этом пластина щупа толщиной 0,05 мм не должна проходить в зазор. Той же пластиной проверяют прилегание кольца к торцу предподступичной части (щуп не должен проходить). Перед установкой буксы на шейку оси в лабиринт закладывают смазку.

Схема сборки буксы с цилиндрическими роликовыми подшипниками на горячей посадке

Рис. 12 – Схема сборки буксы с цилиндрическими роликовыми подшипниками на горячей посадке

Затем на резьбовую часть шейки оси навинчивают направляющий стакан, предохраняющий поверхность шейки от повреждений, и через него последовательно надевают детали. Сначала устанавливают предварительно нагретое внутреннее кольцо (11) заднего подшипника и при помощи монтажной втулки придвигают его вплотную к лабиринтному кольцу. После этого вручную ставят малое дистанционное кольцо, если оно предусмотрено конструкцией, и предварительно нагретое внутреннее кольцо (10) переднего подшипника. Кольцо нагревают в электропечи или в трансформаторном масле до температуры 100–120°С с обязательным ее контролем.

Сняв направляющий стакан, надевают на шейку упорное кольцо (5) и при помощи торцовой гайки (4) детали, надетые на шейку оси, затягивают в осевом направлении. По мере остывания колец торцовую гайку подтягивают ключом. Прилегание торцовых поверхностей малого дистанционного кольца, если оно имеется, к внутренним кольцам подшипников и кольца подшипника к лабиринтному кольцу проверяют щупом, пластина которого толщиной 0,05 мм не должна проходить по всей окружности. После того как внутренние кольца полностью остынут, торцовая гайка отвинчивается и снимается упорное кольцо.

Одновременно в корпус (8) буксы последовательно устанавливают наружное кольцо (7) заднего подшипника вместе с роликами так, чтобы маркировкой оно было обращено к лабиринтной части (9), большое дистанционное кольцо, если оно предусмотрено по конструкции, и наружное кольцо (6) переднего подшипника с роликами, при этом его торец с маркировкой должен быть обращен к передней части корпуса. Пространство между роликами и наружными кольцами заполняется смазкой, последняя закладывается и в лабиринтное кольцо. Внутренние кольца, надетые на ось, также слегка покрываются смазкой. Подготовленный таким образом корпус надвигается на ось по внутренним кольцам подшипников вплотную к лабиринтному кольцу. Если корпус буксы будет перемещаться туго, это значит, что в подборе радиальных зазоров были допущены неточности или перепутаны наружные кольца; в этом случае необходимо выяснить причину и устранить ее. Постановка корпуса с приложением усилия запрещается, так как это может привести к повреждению роликов или колец.

При надевании корпуса буксы (рис. 12, б) на внутренние кольца подшипников, имеющих беззаклепочные сепараторы, необходимо предварительно вставить втулку (15) и раздвинуть ролики (14). При надвигании корпуса (8) (рис. 12, в) втулка (15) выйдет из буксы.

После установки корпуса буксы на шейку оси надевают упорное кольцо (5) (см. рис. 12, а) и на резьбовую часть оси навинчивают и туго закрепляют торцовую гайку. Затем в паз оси устанавливают планку (3) и после тщательного осмотра деталей подшипника крепят ее болтами (2). Хвостовик планки должен входить в одну из прорезей (шлицы) гайки. Установив под болты пружинные шайбы, связывают их (болты) вязальной проволокой диаметром 1,2–2 мм, пропущенной через раззенкованные отверстия в их головках. Одна треть свободного пространства передней части буксы заполняется смазкой, и корпус буксы закрывается крепительной и смотровой (1) крышками, которые крепят к корпусу болтами с пружинными шайбами. Затяжка всех болтов должна быть равномерной и надежной. Между крышками устанавливают резиновую или прессшпановую прокладку, пропитанную олифой. Между торцом корпуса и фланцем крышки прокладывают кольцо из резины шириной 3–4 мм или пеньковый жгут, пропитанный олифой.

После сборки измеряют зазор, который должен быть равен 0,5–2,1 мм, между фланцем крепительной крышки и торцом корпуса, а также проверяют легкость вращения буксы относительно шейки оси. Причинами затруднительного вращения могут быть чрезмерное заполнение буксы смазкой и случайное попадание внутрь буксы посторонних тел (песок, тряпки и т. п.), что особенно опасно. Все эти причины должны быть немедленно выяснены и устранены.

Смонтированную буксу покрывают черной краской. Тщательно должны быть окрашены места соединения лабиринтного кольца с предподступичной частью оси, а также предподступичная часть между лабиринтным кольцом и колесным центром во избежание коррозии. Данные монтажа букс на колесную пару заносятся в журнал формы ВУ-90.

Монтаж буксы с цилиндрическим и сферическим подшипниками на втулочной посадке начинается с комплектования подшипников, которое сводится к подбору двух подшипников на одну шейку оси по радиальным зазорам, измеренным в свободном состоянии на столе. Разность радиальных зазоров у двух паровых подшипников (цилиндрического и сферического) не должна превышать 0,03 мм. Радиальные зазоры измеряются щупом, а у цилиндрических подшипников могут определяться также на плите-люфтомере.

Лабиринтное кольцо (2) (рис. 13) устанавливается на предподступичную часть оси (1) в той же последовательности, что и при горячей посадке подшипников. Затем в корпус (3) буксы устанавливают задний сферический подшипник (4) без закрепительной втулки основанием конуса в сторону крышки. Предварительно между роликами заднего ряда со стороны, обращенной к лабиринту буксы, закладывают смазку. Подшипник должен войти в буксу без усилия и дойти до упорного буртика. Потом в буксу устанавливают дистанционное кольцо (5), которое должно упереться в наружное кольцо заднего подшипника, после этого наружное кольцо (6) цилиндрического переднего подшипника доводят до упора в дистанционное кольцо.

Схема сборки буксы со сферическим и цилиндрическим роликовыми подшипниками на втулочной посадке

Рис. 13 – Схема сборки буксы со сферическим и цилиндрическим роликовыми подшипниками на втулочной посадке

На резьбовую часть шейки оси навинчивают направляющий стакан, в лабиринтную часть закладывают смазку, корпус буксы осторожно надевают на шейку оси и продвигают до упора внутреннего кольца заднего подшипника в лабиринтное кольцо. После установки буксы на ось снимают направляющий стакан и в коническое отверстие между шейкой и внутренним кольцом поставленного заднего подшипника вручную устанавливают закрепительную втулку (7), предварительно покрытую снаружи и внутри тонким слоем веретенного АУ, индустриального или трансформаторного масла.

С помощью монтажной втулки, навинчиваемой на резьбовую часть шейки оси, обеспечивается плотное прилегание внутреннего кольца заднего подшипника к торцу лабиринтного кольца. После уплотнения монтажную втулку снимают и окончательно запрессовывают закрепительную втулку.

Чтобы запрессовать закрепительную втулку, на резьбовую часть шейки оси навертывают переходную оправку, на которую надевают большую индикаторную втулку (23) (рис. 13, б), навинчивают гидравлический пресс (20), закрепляют его гайкой (22) и производят вначале предварительную, а затем окончательную допрессовку закрепительной втулки. В результате повышения давления в рабочей камере пресса корпус его, упираясь в шайбу и гайку, остается на месте, а плунжер (21) перемещается вперед и через индикаторную втулку (23) передает давление на закрепительную втулку, продвигая ее на установленное расстояние между внутренним кольцом подшипника и шейкой оси. Усилие запрессовки контролируется по манометру, а продвижение закрепительной втулки – по большой стрелке индикатора, закрепленного на этой втулке. Усилие запрессовки в сочетании с продвижением закрепительной втулки характеризует правильность прилегания сопрягаемых поверхностей втулки, шейки и внутреннего кольца подшипника.

После запрессовки втулки снимают пресс, большую индикаторную втулку и переходную оправку. Затем на шейку оси надевают предохранительный стакан, в пространство между роликами подшипника закладывают смазку и стакан снимают с шейки. Наполнив буксу смазкой, устанавливают передний цилиндрический подшипник. Для этого на резьбовую часть оси навинчивают направляющий стакан и вручную надевают на шейку внутреннее кольцо (8) (см. рис. 13, а) переднего цилиндрического подшипника с роликами. Основание конуса кольца должно быть обращено к торцу шейки. При этом следят, чтобы внутреннее кольцо продвинулось по шейке до соприкосновения с закрепительной втулкой заднего подшипника. При установке в буксу подшипников с беззаклепочным сепаратором ролики, имеющие более свободное перемещение в его гнездах, предварительно плотно обжимаются специальным кольцом. После этого подшипник устанавливается на шейку и по мере ввода роликов в наружное кольцо обжимающее кольцо удаляется.

Установив передний подшипник и сняв с шейки стакан, в коническое отверстие внутреннего кольца переднего подшипника вручную вводят закрепительную втулку (9), смазанную маслом. Для свободного ввода втулки переднюю часть буксы слегка приподнимают. На резьбовую часть шейки навертывают монтажную втулку, которая продвигает внутреннее кольцо подшипника до упора в закрепительную втулку заднего подшипника, после этого снимают монтажную втулку с шейки оси.

Для запрессовки закрепительной втулки переднего подшипника на резьбовую часть шейки оси навертывают переходную оправку, надевают малую индикаторную втулку (24) (рис. 13, в), устанавливают гидравлический пресс (20), закрепляют его гайкой (22) и действуют, как при запрессовке втулки заднего подшипника. Сняв затем гидропресс, индикаторную втулку и переходную оправку, на резьбовую часть шейки оси навертывают торцовую гайку (10) (см. рис. 13, а). Установив стопорную планку (11), болты (12), связывают их проволокой (13).

Переднюю часть корпуса буксы заполняют смазкой, ставят крепительную крышку (14), болты (18), прессшпановую прокладку (15), смотровую крышку (16), болты (17) с упругими шайбами и связывают их проволокой (19).

Правильность сборки буксы проверяют по, наличию зазора между фланцевой поверхностью крепительной крышки и торцовой поверхностью буксы, который должен быть в пределах 0,5–2 мм, а также по легкости вращения буксы на шейке оси. Буксы после монтажа подшипников окрашивают так же, как было описано выше.


© 2013 - 2017 Учебно-образовательный портал "Все лекции"
Материалы, представленные на страницах нашего сайта, созданы авторами сайта, присланы пользователями, взяты из открытых источников и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Все авторские права на материалы принадлежат их законным авторам.
Разработка сайта - Скобелев Алексей





Яндекс.Метрика