Условные обозначения и типы подшипников качения, применяемые в электродвигателях. Ремонт подшипниковых узлов мощных электродвигателей

Доброго времени суток, уважаемые читатели блога сайт

В рубрике «Общее» рассмотрим подшипники для асинхронных электрических двигателей. Асинхронные преобразуют электрическую энергию (энергию магнитного поля) в механическую (вращательную) энергию на валу насоса. Асинхронные двигатели нашли широкое применение в промышленности, в приводах насосов, вентиляторов, компрессоров, транспортеров. Подшипники используются, как опоры вала в электродвигателе Подшипники для электродвигателей должны удовлетворять определенным требованиям, производить минимум шума и вибраций и, как правило, не требовали технического обслуживания. Они должны быть рассчитаны на требуемую частоту вращения двигателя и определенные рабочие температуры, обеспечивать небольшие потери на трение, а также быть надежными и долговечными. Шариковые подшипники используются практически во всех типоразмерах электродвигателей для промышленного применения, включая электродвигатели насосов, так как они удовлетворяют всем этим требованиям. В электродвигателях насосов применяются подшипники различных производителей: SKF, NSK, NTN, FAG (INA).

Устройство и конструкция подшипников

Самые распространённые подшипники для электродвигателей это шариковые подшипники с глубокими дорожками качения, а также радиально-упорные подшипники. Устройство этих подшипников показано на (Рис. 1).

Эти типы шариковых подшипников состоят из трех компонентов: колец с дорожками качения (внутреннее кольцо и наружное кольцо), элементов качения шариков и сепаратора для шариков качения. Они разделяются на два типа: подшипники качения и подшипники скольжения. В зависимости от формы тел качения, подшипники качения бывают шариковыми, роликовыми и игольчатыми. Подшипники скольжения и игольчатые подшипники используются в электродвигателях бытовых электроприборов. Они, как правило, применяются для систем с обдувом (например, в вентиляторах), когда нужно обеспечить низкий уровень шума.

Шариковые подшипники, применяемые в асинхронных двигателях, имеют следующие преимущества:

• работают в широком диапазоне температур;
• подходят для работы с высокой частотой вращения;
• обеспечивают небольшие потери на трение

Выделяют несколько типов подшипников: открытые шариковые подшипники, шариковые подшипники с одной защитной шайбой и закрытые шариковые подшипники.

Устройство роликовых подшипников показано на (Рис. 2).

Большинство роликовых подшипников, так же как и шариковых состоит из трех компонентов: колец с дорожками качения (внутреннее кольцо и наружное кольцо), элементов качения роликов и сепаратора для роликов. Сепаратор подшипника имеет несколько функций, например, он разделяет элементы качения, удерживает их между внутренним и наружным кольцами так, чтобы элементы качения не выпадали и при этом свободно вращались. Выделяют два типа элементов качения: шарики и ролики. Контакт шарика и дорожки осуществляется в точке, а ролика – по линии. Ролики бывают четырех типов: игольчатые, конические, цилиндрические и сферические. На элементы качения и кольца подшипников приходится вся нагрузка, приложенная к подшипнику.

Подшипники для электродвигателей – маркировка и кодовое обозначение

Маркировка подшипников представляет комбинацию из основного и дополнительного кодов, которая отражает такие показатели, как размер, модель, конструкцию, точность и т.п. Маркировка включает в себя также несколько букв, которые формируют три базовые группы кодов: основной цифровой код и два дополнительных кода. Порядок и описание этих кодов приводятся в таблице на (Рис. 3).

Основной цифровой код содержит общую информацию о модели подшипника, его габаритных размерах и др., а также содержит информацию о коде угла контакта. Два дополнительных кода выводятся из серии префиксных кодов и серии конечных кодов. Эти коды предоставляют информацию о внутреннем зазоре, погрешности подшипника и целый ряд других показателей, которые относятся к внутренней конструкции и спецификации подшипников.

Уплотнения в электродвигателях изготавливается в соответствии с IP-классом. В электродвигателях, где используются не обслуживаемые подшипники, заполненные консистентной смазкой, применяется несколько уплотнений: одно уплотнение в самом подшипнике и одно или несколько уплотнений как часть конструкции электродвигателя. Уплотнение подшипника может быть изготовлено как из антифрикционного металла, так и из обычного эластомера. Как правило, промежуток между фланцами и валом заполняется уплотнением из эластомера определённого вида.

Принцип работы подшипников качения заключается в следующем, одно из колец (это может быть наружное или внутреннее) всегда является подвижным, даже если второе жестко зафиксировано. Зазор это допустимое перемещение для кольца. Различают два вида зазоров: радиальный внутренний зазор и осевой внутренний зазор (Рис. 4).

Радиальное допустимое перемещение кольца является радиальным внутренним зазором, а осевое допустимое перемещение – осевым внутренним зазором. Обычно осевой внутренний зазор в 6–10 раз больше чем радиальный внутренний зазор. Американская ассоциация производителей подшипников (ABMA) и ISO представили классификацию радиальных внутренних зазоров для подшипников. Выделяют пять классов зазоров:

• CN, стандартный зазор;

C2 является самым малым допустимым зазором, а C5 – самым большим, по отношению к внутреннему диаметру подшипника. Радиальный внутренний зазор – это промежуток между верхним шариком и наружным кольцом.

Выбор внутреннего зазора подшипника. Первоначальный внутренний зазор в подшипнике – это зазор, с которым подшипник изготавливается на заводе. Рабочий внутренний зазор – это зазор, характерный для подшипника при его монтаже и эксплуатации. Для того чтобы увеличить срок службы (ресурс) подшипника, теоретически он должен иметь по возможности как можно меньшую величину внутреннего зазора при нормальной рабочей температуре. Однако поддерживать оптимальные значения зазора в нормальных рабочих условиях трудно. В процессе эксплуатации происходит изменение рабочей температуры, это может привести к тому, что внутренний зазор в подшипнике уменьшится настолько, что вызовет перегрев подшипника, в результате чего подшипник может заклинить и выйти из строя. Когда шариковые подшипники с глубокими дорожками качения нагружены в осевом направлении, целесообразно увеличивать рабочий зазор. Очень важно выбрать внутренний рабочий зазор подшипника – минимальным. В нормальных условиях эксплуатации (при допустимой нагрузке, посадке, частоте вращения и температуре) значение рабочего зазора, CN (стандартный зазор), является удовлетворительной с точки зрения долговечности подшипника.

Выбор первоначального зазора в подшипниках для электродвигателей. Первоначальный зазор – это фактическая величина зазора подшипника перед его монтажом, например: C3 или C4. Рабочий зазор – это фактическая величина зазора после монтажа подшипника и в процессе его эксплуатации, когда на него влияет перепад температур. Рабочий зазор в подшипнике во время эксплуатации, определяет уровень производимого им шума, а также определяет усталостную нагрузку подшипника и его нагрев. Ресурс подшипника может быть большим, если зазор будет минимальным. Но если величина рабочего зазора будет ниже определённого уровня, ресурс подшипника будет очень маленьким. Исходя из этого, величина первоначального зазора должна быть такой, чтобы значение рабочего зазора было положительным. Кроме зазора необходимо учитывать монтажные размеры, от которых зависит возникновение посадки с натягом между подшипником и валом. Кроме того, очень важно учитывать разность температур между внутренним и наружным кольцом. Обычно, разность температур составляет 10-15 K, так как возникающие в роторе электродвигателя потери преобразуются в тепло, которое выводится через вал и подшипник. В электродвигателях переменного тока используются подшипники с зазором C3, благодаря его плотной посадке и разности температур. Подшипники с зазором C4 часто используются в электродвигателях насосов как подшипники со стороны привода. Это объясняется тем, что подшипник с зазором C4 может воспринимать большие осевые нагрузки, чем подшипник с зазором C3. Поэтому ресурс подшипников с зазором C4 больше в тех областях применения, где прилагаются, осевые нагрузки, – например, в небольших многоступенчатых насосах. Очень важно при замене подшипника устанавливать новый подшипник с зазором такого же класса, что и старый. Если в электродвигателе установлен подшипник с зазором C3, а новый подшипник имеет зазор C4, велика вероятность появления повышенного шума. Если на электродвигателе установлен подшипник C4, а новый подшипник имеет зазор C3, то ресурс подшипника уменьшиться. Такая замена подшипников не рекомендуется.

Эксплуатация обслуживание и ремонт подшипников

Всегда нужно устанавливать подшипники в соответствии с рекомендациями поставщика относительно допусков на размеры, шероховатости установленные ГОСТом. Эксплуатация подшипников. Подшипники – наиболее изнашиваемые части электродвигателя. Чаще всего ремонт электродвигателя происходит именно из-за проблем с подшипниками. По статистике большинство выходов из строя подшипников связано с его смазкой. Второй, по распространённости причиной повреждения, является попадание в подшипник грязи и воды. Под воздействием внешних факторов менее 1% всех подшипников полностью отрабатывают свой ресурс, который мог бы быть вполне достижимым в идеальных условиях. Очень часто определить точную причину выхода из строя подшипника бывает сложно. Наиболее частыми причинами отказа подшипников в электродвигателях для насосов являются:

• Естественный износ;
• Вытекание смазки;
• Частая работа электродвигателя насоса с перегрузками;
• Слишком высокая температура окружающей среды;
• Коррозия;
• Вибрация;
• Неправильная установка или монтаж;
• Токи в подшипниках при использовании частотного преобразователя;
• Повреждение при транспортировке.

Подшипники, специально изготовленные для эксплуатации в электродвигателях с частотным преобразователем. позволяют регулировать частоту вращения электродвигателя насоса в зависимости от изменения расхода. В процессе эксплуатации асинхронных двигателей с частотными преобразователями в подшипниках могут создаваться блуждающие токи, которые вызывают образование электрических дуг, что в конечном итоге приводит к разрушению подшипников. Чтобы этого не происходило, кольца, и шарики подшипников покрываются специальными защитными материалами. Но нанесение такого защитного покрытия является очень дорогим и длительным процессом. В современных подшипниках, или подшипниках нового поколения, имеющихся сейчас на рынке, используется технологии, применяющиеся в авиационной промышленности. Там используются три типа подшипников:

• Гибридные подшипники
• Подшипники, изготовленные из керамики
• Подшипники с керамическим покрытием

Как уже отмечалось, выход из строя большинства электродвигателей связан с проблемами со смазкой в подшипниках. Керамические тела качения лучше сопротивляются загрязнениям.

Гибридные подшипники. Гибридные подшипники находят все более широкое применение в электрических двигателях. Дорожки качения гибридных подшипников изготавливаются из стали, а сами шарикоподшипники изготавливаются из керамики, обычно это нитрид кремния. В отличие от полностью стальных подшипников, гибридные имеют преимущества, достигается большая частота вращения и лучшая точность, а также увеличенный эксплуатационный ресурс. К недостаткам гибридных подшипников следует отнести то, что они дороже стандартных. Несмотря на это гибридные подшипники становятся всё более доступными, хотя их применение в двигателях не всегда является экономически оправданным.

Полностью керамические подшипники. Как следует из названия полностью керамические подшипники, изготовлены из керамики. Полностью керамические подшипники характеризуются следующими преимуществами:

• Они устойчивы к воздействию магнитного поля;
• Высокая коррозионная и износостойкость;
• Не требуют смазки и технического обслуживания, даже при использовании их при высоких или низких температурах;
• Они устойчивы к воздействию агрессивных сред

Подшипники с керамическим покрытием. На подшипники этого типа наносится керамическое покрытие на наружном и внутреннем кольцах. Сами шарики, а также внутреннее и наружное кольца изготавливаются из стали. Подшипники с керамическим покрытием отличаются и от гибридных, и от керамических подшипников по своему эксплуатационному ресурсу, термостойкости и прочности. Данные подшипники используются при эксплуатации электродвигателя совместно с частотными преобразователями, чтобы не происходило разрушения подшипников от воздействия магнитного поля. Защитное покрытие на наружном кольце подшипника – это оксид алюминия, который наносится способом плазменного напыления. Такой вид покрытия выдерживает напряжение пробоя изоляции 1000 вольт. Подобно гибридным и керамическим подшипникам, подшипники с керамическим покрытием стоят дороже, чем стандартные подшипников, хотя постепенно они становятся всё более доступными. Данные подшипники всё чаще используются наряду со стандартными подшипниками.

В современных двигателях устанавливаются в основном не обслуживаемые подшипники. Если используются обслуживаемые подшипники, то их обслуживание заключается в том, чтобы вовремя заменить смазку. Замена смазки производится после наработки подшипником определенного количества моточасов. Количество моточасов и тип смазки, применяемый для подшипников, обычно указывается в инструкции на насосное оборудование. Ремонту подшипники не подлежат. Ремонт подшипников заключается в их замене. Производить замену подшипников следует в специализированном сервисном центре.

Спасибо за оказанное внимание.

Страница 1 из 2

Условные обозначения и типы подшипников качения, применяемые в электродвигателях.

В электродвигателях с подшипниками качения применяется следующая конструктивная схема их крепления: со стороны привода – подвижная опора, со стороны свободного конца вала – фиксированная опора. Подшипники классифицируются по ряду признаков. По направлению воспринимаемой ими нагрузки они делятся на радиальные, радиально-упорные и упорные; по форме тел качения – на шариковые и роликовые с цилиндрической, конической и сферической формой роликов.
По количеству тел качения радиальные и радиально- упорные подшипники делятся на однорядные и многорядные. Подшипники, наружные кольца которых имеют возможность перекашиваться относительно внутренних, называют самоустанавливающимися. Подшипники со съемным наружным или внутренним кольцом называются разборными. Радиально-упорные и упорные подшипники, у которых зазор между телами качения и дорожками устанавливается при сборке, называются регулируемыми.
Обозначение подшипников включает в себя основное и дополнительное. Расшифровка основного обозначения подшипника следующая (принятая далее нумерация цифр справа налево). Первая и вторая цифры определяют внутренний диаметр подшипника: число из первых двух цифр (с 04 по 99), умноженное на 5, дает внутренний диаметр. Третья цифра определяет серию подшипника по наружному диаметру: 8,9- сверхлегкая; 1,7- особо легкая; 2- легкая; 5- легкая широкая; 3- средняя; 6- средняя широкая; 4- тяжелая. Четвертая цифра определяет тип подшипника: 0-радиальный шариковый; 1-радиальный шариковый сферический двухрядный; 2- радиальный роликовый с короткими цилиндрическими роликами; 3- радиальный роликовый сферический двухрядный; 4- радиальный с длинными цилиндрическими роликами или иглами; 5- радиальный с витыми роликами; 6- радиально-упорный шариковый одно- или многорядный; 7- радиально-упорный с коническими роликами одно-, двух- или четырехрядный; 8- упорный шариковый одинарный или двойной; 9- упорный и упорно-радиальный роликовый одинарный или двойной. Пятая и шестая цифры определяют конструктивные особенности подшипников; значение цифр неодинаково для подшипников различных типов. Седьмая цифра характеризует серию подшипников по ширине и высоте: 0,7- узкая; 1- нормальная; 2- широкая; 3-6- особо широкая.
Дополнительные обозначения расположены справа и слева от основного. Обозначения, расположенные справа, характеризуют материал колец и сепараторов и их конструктивные особенности; специальные требования к температуре отпуска колец; сорт пластичной смазки, которой заполняют подшипники закрытого типа; пониженный уровень вибрации и ее порядок. Они расшифровываются так: Б – сепаратор из безоловянистой бронзы; Л – сепаратор из латуни; Е – сепаратор из текстолита или пластмассы; К – сепаратор железный штампованный. Конструктивные исполнения подшипника: Ш – специальные требования по вибрации; С – подшипник закрытого типа, заполненный смазкой; Т – температура отпуска колец. Цифры после букв обозначают модификацию. Дополнительные обозначения, расположенные перед основным, расшифровывают следующим образом. Первая цифра (нумерация справа налево) определяет класс точности подшипника: 0- нормальный; 6- высокий; 5- прецизионный; 4- сверхпрецизионный; 2- точный и сверхточный. Вторая цифра определяет дополнительный ряд радиального зазора для радиальных подшипников различных типов. Третий знак – буква М – характеризует регламентированный момент трения. Четвертая и пятая цифры характеризуют норму момента трения.
Примеры расшифровки обозначений наиболее употребительных типов подшипников:
326- шарикоподшипник радиальный однорядный средней серии внутренним диаметром 130 мм;

Рис. 1. Основные типы подшипников, установленные на электродвигателях:
а – шарикоподшипник радиальный однорядный типа 0000; б роликоподшипники радиальные с короткими цилиндрическими роликами типов 2000 и 32000; в – шарикоподшипники закрытого типа 46000 и 66000: г – роликоподшипники радиальные двухрядные сферические типов 3000 и 13000
2328- роликоподшипник радиальный однорядный с короткими цилиндрическими роликами средней серии внутренним диаметром 140 мм, наружное кольцо без буртов;
32328- то же внутреннее кольцо без буртов;
46330- шарикоподшипник радиально-упорный однорядный средней серии с углом контакта 26° внутренним диаметром 150 мм;
66330- то же с углом контакта 36°;
3530- роликовый подшипник радиальный сферический двухрядный легкой широкой серии с асимметричными роликами внутренним диаметром 150 мм;
13530-тот же подшипник на закрепительной втулке;
76-317ЕШ1- шарикоподшипник радиальный однорядный средней серии внутренним диаметром 85 мм с текстолитовым сепаратором и регламентированным уровнем вибрации высокого класса точности и дополнительным рядом радиального зазора.
Рассмотрим основные характеристики подшипников качения, установленных на электродвигателях (рис. 1).
Шарикоподшипники радиальные однорядные могут воспринимать кроме радиальной осевую нагрузку, равную 70% неиспользованной допустимой радиальной нагрузки. Допустимый перекос наружных колец относительно внутренних равен 10. Сепараторы подшипников – штампованные с центрированием на телах качения.
Роликоподшипники радиальные с короткими цилиндрическими роликами воспринимают только радиальные нагрузки, имеют значительно большую радиальную грузоподъемность по сравнению с радиальными однорядными шарикоподшипниками этих же размеров, но незначительно уступают им по скоростным характеристикам. Роликоподшипники чувствительны к перекосам наружных колец в связи с появлением концентрации напряжений у краев
ролика. Для уменьшения этих напряжений у некоторых подшипников применяют выпуклые ролики и сферические дорожки качения. В этом случае в дополнительном условном обозначении, следующим за основным, стоит буква М. Применяют также роликоподшипники разъемной конструкции типов 2000 и 32000, допускающие в процессе ремонта и эксплуатации двустороннее осевое смещение внутреннего кольца относительно наружного. У подшипников 2000 съемным является наружное кольцо, а у подшипников 32000- внутреннее. Сепараторы у роликовых подшипников штампованные или массивные.
Роликоподшипники радиальные двухрядные сферические кроме радиальной могут одновременно воспринимать и осевую нагрузку, не превышающую 25% неиспользованной допустимой радиальной нагрузки. Подшипники имеют два ряда бочкообразных несимметричных роликов с массивными бронзовыми или латунными сепараторами. Дорожка качения на наружном кольце – сферической формы. Эти подшипники допускают перекос наружного кольца относительно внутреннего на 3°.
Шарикоподшипники радиально-упорные воспринимают радиальные и осевые нагрузки. Осевая нагрузка определяется углом контакта, равным углу между плоскостью центров шариков и прямой, проходящей через центр шарика в точку его касания с дорожкой качения. С увеличением угла контакта осевая грузоподъемность возрастает за счет уменьшения радиальной. Эти подшипники более чувствительны к перекосам по сравнению с шариковыми радиальными однорядными.

Ремонт подшипниковых узлов с подшипниками качения.

Подшипники для электродвигателей с частотой вращения от 500 до 1500 об/мин выбираются из расчета их долговечности не менее 10 000 ч. При правильном монтаже, ремонте и эксплуатации длительность работы подшипников может быть и больше. Но встречаются случаи преждевременного выхода их из строя из-за неправильной эксплуатации, некачественного монтажа или ремонта подшипниковых узлов.
Для осмотра подшипников снимают наружную и внутреннюю крышки и корпус капсулы. Потемнение и пересыхание смазки свидетельствуют о необходимости более частой ее замены. Заводы-изготовители указывают в сопроводительных документах электродвигателя тип смазки и периодичность ее замены. Этот срок можно скорректировать с учетом условий работы электродвигателей, требований надежности и др.
До осмотра и замера зазоров подшипник промывают обезвоженным керосином. После полного удаления остатков смазки подшипник вытирают чистой салфеткой и осматривают, обращая внимание на состояние беговых дорожек колец и тел качения, отсутствие трещин, отколотых буртов, коррозии. Проверяется также состояние сепараторов: качество клепки, отсутствие трещин и деформаций. Наружное кольцо подшипника должно свободно вращаться от руки – без заеданий, ненормального шума и торможения. На дорожках качения не должно быть лунок, матовой поверхности, шелушения, раковин, следов неравномерного истирания и подплавления. Лунки могут образоваться вследствие высокой вибрации электродвигателя. Матовая поверхность и следы неравномерного истирания свидетельствуют о загрязнении смазки и коррозии. При обнаружении хотя бы одного из вышеназванных дефектов подшипник подлежит замене. При осмотре проверяют правильность установки стопорного кольца, плотность посадки внутреннего кольца на вал, а наружного – в корпус капсулы. После осмотра подшипника замеряют радиальный зазор и проверяют осевую игру подшипников. Радиальный зазор подшипников проверяют при нагрузке 147 Н (15 кгс). Замеренный зазор сравнивают с допустимым по табл. 1.
Таблица 1

	Зазор, мм
Внутренний диаметр подшипников в пределах, мм	Радиальные однорядные шарикоподшипники		Радиальные однорядные роликоподшипники		Радиальные сферические двухрядные роликоподшипники
	наиболь-ший	наименьший	наиболь-ший	наименьший	наиболь-ший	наименьший
80-100 100-120 120-140 140-160	40 46 53 58	16 20 23 23				45 50 60 65

Осевую игру подшипника проверяют перемещением наружного кольца в осевом направлении. Если зазоры в подшипниках соответствуют допустимым, то подшипник пригоден к дальнейшей эксплуатации. Если зазоры или осевая игра превышают допустимые, подшипник заменяют. Для снятия подшипника используют съемник (рис. 2). После снятия подшипника осматривают и замеряют диаметр посадочного места вала.

Рис. 2. Вибратор установки для электроискровой обработки «Элитрон-20»:
1 – токопровод; 2-пружина; 3 – сердечник; 4- катушка: 5- корпус. 6- якорь: 7- винт; 8- электрододержатель

Рис. 3. Винтовой съемник для демонтажа подшипников качения:
1 – диск; 2- тяга: 3- подшипник; 4 вал: 5- плита; 6 винт

Недостаточный натяг восстанавливают электродуговой наплавкой, электроискровым методом или установкой втулки. Для установки промежуточной втулки вал в месте посадки протачивают до диаметра, обеспечивающего толщину стенки втулки 4-5 мм. Натяг втулки на вал должен составлять 0,25-0,3% диаметра вала. Втулку устанавливают, предварительно нагрев ее до температуры 350-450°С, после чего протачивают ее до необходимого размера. В связи со значительным снижением прочности вала указанный метод можно использовать только для восстановления посадочных поверхностей, расположенных со стороны свободного конца вала.
Прослабленное посадочное место наружного кольца подшипника с корпусом капсулы восстанавливают по приведенной технологии путем установки втулки. Чаще всего натяги на валу восстанавливают дуговой наплавкой путем нанесения перекрывающих друг друга сварочных швов, которые за счет дополнительного слоя металла увеличивают диаметр посадочного места. После наплавки производят механическую обработку ремонтируемого участка вала. При наплавке вала могут возникнуть местные напряжения и его деформация. Поэтому работа должна выполняться высококвалифицированным электросварщиком, имеющим опыт выполнения аналогичных работ.
Более прогрессивным является метод электроискрового восстановления посадочных мест, который повышает надежность и долговечность подшипниковых узлов. В ПРИ Ростовэнерго посадочные места восстанавливают с помощью установки «Элитрон-20» (рис. 3).
Принцип электроискрового восстановления и легирования металлических поверхностей основан на явлениях, сопровождающих мгновенное освобождение электрической энергии. Этот процесс характеризуется искрой с высокой температурой канала и ионизацией межэлектродного пространства. В процессе электроискровой обработки ток проходит короткими импульсами длительностью от 10-3 до 10-5 с. Вследствие этого на обрабатываемых поверхностях протекают химические реакции, изменяющие состав поверхностных слоев и увеличивающие их твердость.
Если после восстановления посадочного места одним из изложенных выше способов производилась механическая обработка, то необходимо проверить индикатором бой заплечиков вала, который при диаметре вала в пределах 50-120 мм не должен превышать 25 мкм, а при диаметре вала в пределах 120-250 мм – 30 мкм. Заплечики валов, а также галтели обрабатываются с той же чистотой поверхности, что и посадочные места вала. Высота заплечиков выполняется равной половине толщины внутреннего кольца подшипника, а радиус галтели – несколько меньшим, чем радиус фаски подшипника.
Замер посадочного места на валу и в корпусе подшипника производится в нескольких местах. Полученные размеры не должны выходить за пределы поля допуска, указанного на чертеже. Овальность и конусность посадочной поверхности не должны превышать половины допуска на диаметр. Шероховатость посадочных поверхностей и заплечиков должна быть равна 2,5 и определяется обычно на глаз.
У электродвигателей с частотой вращения 1500 об/мин и менее применяется посадка 1 подшипников на вал и посадка II в капсуле или торцевом щите (табл. 2); при частоте вращения 3000 об/мин применяются посадки с меньшим натягом: посадка III на вал и посадка IV в капсуле или торцевом щите (табл. 3). В отдельных случаях посадка III на вал и посадка IV в торцевом щите применяются при частоте вращения 1500 об/мин и менее.

Таблица 2

В табл. 2 даны предельные отклонения диаметра вала, а в табл. 3 предельные отклонения диаметра отверстия в капсуле. При обнаружении на подшипнике следов незначительной коррозии подшипник полируют сукном или войлоком с пастой ГОИ до полного удаления ржавчины. Пятна коррозии, образовавшиеся на монтажных поверхностях подшипника, удаляют мелкой шлифовальной бумагой, после чего риски полируют пастой ГОИ. Рабочие поверхности подшипника (дорожки качения, шарики, ролики) зачищать шлифовальной бумагой нельзя. Если следы коррозии на рабочих поверхностях глубокие, то подшипник заменяют.
Перед установкой на вал подшипник нагревают до температуры 100 С в баке, залитом трансформаторным маслом, подогревая его ацетиленовой горелкой или электроподогревателем. Подшипники нагревают также с помощью специального трансформатора с разъемным магнитопроводом. В качестве вторичной обмотки трансформатора используют кольца подшипника, устанавливая их на сердечнике.

Рис. 4. Проверка осевого биения наружного кольца шарикоподшипника

У электродвигателей вертикального исполнения с коническими роликами и у электродвигателей, конструкция крепления корпусов подшипников которых не обеспечивает самоустановку наружного кольца, необходимо проверить точность его установки (рис. 4). Для этого с помощью хомута устанавливают на валу индикатор часового типа так, чтобы его
измерительный стержень упирался в торцевую поверхность наружного кольца подшипника. Вместо рабочей устанавливают технологическую крышку. Проворачивая ротор, замеряют осевое биение наружного кольца относительно оси вала. Допустимая величина последнего зависит от габаритов и типа подшипника и должна лежать в пределах 0,03- 0,08 мм. После проверки и доведения осевого биения наружного кольца подшипника до указанных пределов снимают технологическую крышку и устанавливают рабочую. Затем заполняют смазкой подшипниковый узел (промежутки между шариками, роликами и канавки уплотнений в крышках подшипников). Поскольку предельно допустимая рабочая температура подшипников качения равна 100° С, применяются смазки с допустимой рабочей температурой, не ниже указанной. Смазка должна заполнять не более 2/3 свободного объема капсулы подшипника при частоте вращения 750 об/мин и менее и 1/3-1/2-при частоте вращения от 1000 до 3000 об/мин, т. е. большим частотам должно соответствовать меньшее количество смазки.
Таблица 3

Одной из основных составляющих техобслуживания электродвигателей является . Каким бы качественным не был подшипник, выполнять свои функции он сможет только тогда, когда его правильно эксплуатируют и смазывают. Правильно означает использование качественной смазки, в нужном объеме и регулярно. Электродвигатели бывают разных типов, исполнений, с разными условиями эксплуатации. Правильно подобранные смазочные вещества для подшипников электродвигателей поможет обеспечить надежную, стабильную работу. Ошибка может привезти к преждевременному износу и разрушению узла. Особенно это касается подшипников, работающих в сложных температурных условиях, повышенных скоростях и нагрузках.

Функции смазочных материалов

1. Сокращают трение между шариками (роликами) и сепаратором, торцами роликов и кольцами.
2. Смягчают ударную нагрузку.
3. Снижают шум во время работы.
4. Равномерно распределяют выделяемое во время работы тепло.
5. В двигателях, эксплуатируемых при больших нагрузках и высоких температурах, служат для охлаждения.
6. Являются защитой подшипника от механических загрязнений.
7. Защищают от коррозии.

Важно! Для того, чтобы смазка выполняла свои функции, ее нужно правильно дозировать. Во время работы в габаритных размерах остается до 70 % материала, в роликовых до 60%. Остальная выдавливается. Лишний материал приводит к обратному эффекту — повышается температура узла, увеличиваются энергопотери.

Виды смазочных материалов

Существует два вида смазочных материалов — консистентная смазка и смазочные масла. Основное преимущество масел заключается в том, что они легко проникают во все части узла. Особенно это важно для подшипников качения.

Но на практике чаще всего отдают предпочтение консистентным материалам. Их гораздо удобнее и проще использовать. Консистентные смазки надежнее держатся на поверхностях, не выдавливаются под нагрузкой, не вытекают под действием центробежных сил. Самые дешевые и распространенные консистентные смазки — солидолы (кальциевые смазки) . Они могут применяться в помещениях с повышенной влажностью, так как не растворимы в воде. Консталины (натриевые) — в основном используются в сухих помещениях. Литиевые — особого назначения. Они обладают хорошей водоупорностью, имеют широкий диапазон температур.

Смазки на силиконовой основе применяют при повышенной нагрузке и температуре.

Совет: Для замены смазки в подшипнике, его необходимо предварительно разобрать и тщательно промыть.

Выбор смазочного материала

На выбор оказывают влияние несколько факторов.

1. Режим работы двигателя — скорость вращения, нагрузка на валу, длительность бесперебойной работы.
2. Окружающая среда — влажность воздуха, температура, наличие агрессивной среды.
3. Конструкция и размер узлов.

Высокотемпературные смазки

Если температура окружающей среды выше +130 0 С для подшипниковых узлов применяется высокотемпературная смазка. Смазочный материал должен сохранять консистенцию в заданных диапазонах температур, иметь высокой термической и окислительной способностью. В рабочем режиме температура подшипниковых узлов значительно увеличивается, структура смазочного материала несколько меняется. Она становится жиже, но не вытекает наружу. По окончании работы подшипниковый щит охлаждается и консистенция смазки восстанавливается. В качестве основы для таких материалов используют высококачественные загустители и базовые масла.

Примеры смазочных материалов серии SKF:

Кроме SKF применяют смазки SHELL Gadus , Molykote FB, BLUE (МС-1510), MOBIL XHP. Из отечественных можно выделить ЦИАТИМ-221 и ВНИИ НП-233.

Высокоскоростные смазки

На промышленных предприятиях чаще всего применяются двигатели с высокой частотой вращения. При таких режимах возникает повышенное трение скольжения, подшипники перегреваются. Это приводит к преждевременному выходу из строя подшипников. Справиться с такими нагрузками помогает правильно подобранный смазочный материал, который максимально соответствует поставленной задаче.

Основные критерии высокоскоростной смазки:

• вязкость;
• каналообразование;
• температура каплепадения;
• тип загустителя;
• противозадирная присадка;
• класс NLGI (консистенция смазки).

Примеры качественных высокоскоростных смазочных материалов:

• IKV-PLEX 778 CCI;
• G BESLUX PLEXBAR H-2;
• PLEXBAR L-2/S.

Подшипники электродвигателей — самый важный элемент конструкции. Именно от него зависит работа всего узла. Именно поэтому своевременная смазка и чистка подшипников — главная составляющая профилактического ремонта.

Замена подшипников – неминуемая операция для электродвигателя любого типа. Если условия его эксплуатации соответствуют техническому паспорту и не происходило никаких аварий маловероятно, что какой-либо иной узел движка сломается. Только контактные устройства синхронных и коллекторных электродвигателей могут потребовать вмешательства раньше подшипников. Хотя всё зависит от их качества.

Массовое производство товаров азиатскими производителями заметно сократило срок любых деталей соответствующего производства. И чтобы не пришлось менять весь двигатель надо периодически контролировать состояние подшипников, в первую очередь, по усилению шума и присутствию в нём дребезга и тарахтения. Если после промывки и смазки шум не исчез подшипники лучше заменить.

Если этого не сделать и попытаться сэкономить на том, чтобы движок проработал ещё какое-то время его можно потерять из-за аварии. Её вероятность будет постоянно возрастать, особенно когда при проверке, чистке и смазке выявлены люфты. Их радиальные направления особенно опасны, в первую очередь со шкивами ременной передачи.

В этом случае натяжение ремня обеспечивает немалую постоянную однонаправленную нагрузку на подшипник. И если его сепаратор сломается, массивный ротор на больших оборотах сцепится со статором. После такой аварии цена ремонта будет сопоставима со стоимостью нового движка. И в сотни раз превышать расходы по замене подшипников.

Замена втулок

Поэтому при первых подозрительных шумах, появившихся в работающем электродвигателе, проверяем подшипники. И при обнаружении заметных люфтов приступаем к замене. Их конструкция определяется размерами и назначением движков. В небольших электродвигателях и для получения минимальных шумов применяются подшипники скольжения. Это втулки, которые плотно входят в посадочные места на корпусе движка и служат опорой для его ротора.

При появлении радиального люфта движок надо разобрать. Посадочные места ротора под втулки надо проверить на «округлость». Со временем поперечное сечение вала в этих местах может утратить форму окружности. Если это выявляется при проверке микрометром, ротор потребуется обработать на токарном станке. Это приведёт к уменьшению диаметра вала на сотые – десятые доли миллиметра и возможно потребуется доработка шкива. Но всё равно понесенные затраты будут в ряде случаев намного меньше стоимости нового электродвигателя.

После того как ротор корректируется и становится понятно, какими должны быть диаметры отверстий для новых втулок старые втулки извлекаются из корпуса. Для этого подходит любой способ, который не повлияет на целостность посадочного места для этой втулки.

• Лучше всего нарезать в ней резьбу ближайшего подходящего диаметра.
• После этого закрутить в эту втулку шпильку, винт или болт.
• Положить втулку на отрезок трубы, который имеет внутренний диаметр больший, чем наружный диаметр подшипника скольжения и зажат в тисках.
• Ударами керна по закрученному крепежу выбить втулку из корпуса.

Получив на руки изношенные подшипники, измеряем их наружный диаметр и толщину, а внутренний диаметр определяем по обработанному ротору. Заказываем новые втулки, изготовленные из бронзы, капролона или медно – графитовые, и после получения устанавливаем в движок.

Замена подшипников качения

Большие электродвигатели в основном снабжены подшипниками качения, которые извлекаются из корпуса вместе с валом. Затем для их съёма применяются съёмники соответствующего типоразмера – ведь для большого двигателя может потребоваться усилие в несколько тонн!

Поэтому и съёмник потребуется с гидравлическим усилителем.

Но если надо своими руками снять подшипники с движка небольших размеров, а съёмника нет – не беда. Используя болгарку, зубило и молоток можно успешно сделать это. Если подшипник не нужен, и его можно сломать болгаркой делаются пропилы во внешнем кольце и сепараторе, которые затем разбиваются зубилом и молотком. Внутреннее кольцо тоже «портится» болгаркой. Затем стуча по зубилу, приставленному к срезанной части кольца надо сделать трещину в нём. После этого кольцо смазывается и стягивается с вала с использованием тисков.

Если изношенные подшипники необходимо снять целыми, а по целому подшипнику проще найти новый для замены, потребуется самодельная оснастка, сделанная из отрезка швеллера.

• Швеллер выбирается соответственно диаметру подшипника, который должен помещаться между параллельными рёбрами.
• Длина отрезка должна быть на 6 – 10 см больше диаметра ротора. Это потребуется впоследствии для контакта с опорами.
• В отрезке болгаркой делается пропил шириной чуть больше диаметра вала и по длине более половины отрезка так чтобы вал проходил примерно через его середину.
• Для прочности в параллельных рёбрах делаются отверстия и ставятся две стягивающие шпильки или длинных болта, винта.

Готовая оснастка устанавливается поперёк вала между подшипником и ротором. Ей требуется опора, например, из трубы подходящего диаметра, зажатой в тисках. Но при большом диаметре ротора можно использовать две опоры из прочных кирпичей. Ротор помещается внутрь трубы, а оснастка опирается на её края. Подшипник снимается ударами молотка по валу.

Чтобы облегчить снятие внутреннего кольца делается местный нагрев феном. Для более лёгкой установки заменяющий экземпляр тоже нагревается. Для этого хорошо подойдёт жидкое масло. Его надо нагреть вплоть до кипения и подержать в нём заменяющий подшипник. Тогда он легко наденется на вал.

С новыми подшипниками любой двигатель работает, как новый. Никогда не нужно экономить на их замене.

Создание вращения – вот главная задача электродвигателя . В двигателях есть подшипники , которые служат для уменьшения трения в механизмах . Чтобы увеличить их срок службы до нескольких раз – за ними нужно постоянно следить и своевременно смазывать . При износе требуется замена одного или сразу двух подшипников .

Также необходимо проводить техническое обслуживание электромотора , при этом электродвигатель разбирают и из него извлекаются якорь или ротор с двумя подшипниками на валу . Мотор необходимо разбирать строго по представленной ниже инструкции .

Проверка подшипников электродвигателя

Необходимо всегда проверять состояние подшипников электродвигателя . Если их износ значительно превышает допустимые пределы , они начинают перегреваться , а работа мотора становится шумной . При игнорировании такой работы мотора и несвоевременной замене подшипников , при вращении неподвижная часть мотора статор и его подвижная – ротор , начинают касаться друг друга и это может привести к серьезной поломке мотора и , как следствие , замене якоря или ротора .

Проверять подшипники можно самостоятельно . При этом ,электродвигатель нужно поместить на твердую поверхность , далее положить сверху на него руку и несколько раз провернуть вал . Ротор при вращении не должен заедать , также необходимо обратить внимание присутствуют ли царапающие звуки или вращение ротора с рывками , это свидетельствует о том , что подшипники потребуют замены в самое ближайшее время .

Проверка люфтов

В подшипниках качения (шариковых или роликовых ) должен присутствовать радиальный и продольный или осевой люфты . Это является нормой , потому что даже в новых подшипниках имеются некоторые люфты , но они не должны превышать допустимые пределы .

Если , разобрав электродвигатель , вы обнаружили следы трения ротора о статор , то это означает значительный износ подшипников . При сильной потертости ротора его необходимо заменить .

Как снять подшипник с вала электродвигателя

Для снятия подшипника с вала требуются специальные съемники , которые различаются по размеру и конструкции . Массивные , с тремя-четырьмя лапами захвата , используются для больших валов крупных двигателей , для маленьких валов можно применять съемники со сменными пластинами или планками захвата .

Упор нужно делать на внутренне кольцо подшипника . При вращении также можно применять кусок трубы для удлинения рычага для упрощения проворачивания , также можно смазать вал машинным маслом для облегчения вращения .

Установка подшипника обратно

Ширина , внешний и внутренний диаметры нового подшипника должны полностью соответствовать размерам заменяемого . Грязь не должна попадать внутрь при установке подшипника , так как ее попадание может стать причиной быстрого выхода из строя электродвигателя . Также необходимо проверить отсутствие внутри коррозии , сколов и прочих повреждений . Подшипники насаживаются с помощью металлической трубы , диаметр которой точно соответствует внутреннему диаметру кольца подшипника .

Перед началом установки , все задействованные поверхности должны быть смазаны . Подшипник должен быть насажен без перекосов . На трубе нужно сделать набалдашник , благодаря которому появляется возможность ударять строго по центру , а не по сторонам трубы .

Для упрощения процесса лучше всего прогреть подшипник в кипящем масле , делать это следует примерно пять-десять минут . При этом наиболее оптимальный вариантом является использование электроплитки , а не открытого огня , с целью соблюдения правил безопасности . Затем нужно достать подшипник металлическим крючком и надеть его на ротор при помощи клещей или тряпки .

Смазка подшипника электродвигателя

Работа подшипника зависит от смазки , сделанной изначально при его установке , потому что для большого количества электродвигателей , добавление смазки в подшипники после их сборки конструктивно не предусмотрено .

Для моторов с оборотами до 3000 оборотов в минуту , при смазке подшипников лучше всего использовать густую смазку , такую как Литол 24 (влагостойкая ) или Циатим 201 (не влагостойкая ), а для двигателей с более высокими скоростями , лучше применять смазку ЦИАТИМ-202 .

Камеру подшипника электромотора с оборотами до 3000 оборотов минуту заполняют примерно на половину смазкой , а для скоростных моторов подшипниковую камеру заполняют не более чем на одну треть ее объема .

Допустимая температура подшипника электродвигателя

Предельно-допустимая температура подшипников электродвигателя должна соответствовать следующим значениям :

• для подшипников качения (шариковых или роликовых ), использующихся в бытовых моторах и применяющихся в большинстве случаев на производстве , температура должна быть не более 100 °С ;
• для подшипников скольжения , не должна превышать 80 °С