April 17, 2010
Всем известно про подшипники. Эта деталь применяется так широко, что стала совершенно обыденной. Подшипники производят миллионами штук, но мы, привыкнув к ним, совершенно не задумываемся настолько это сложная и по настоящему невероятная вещь.
В любом более-менее сложном механическом устройстве, от скейтборда до трактора, есть подшипники. Они обеспечивают легкое вращение деталей, при этом подшипник выступает в виде прокладки между, например коленчатым валом и блоком двигателя.
Из чего состоит обычный шарикоподшипник?
Обычный шарикоподшипник в разрезе.
Это два кольца различного диаметра. На внутренней стороне внешнего и на внешней стороне внутреннего кольца проточены пути – желобки. В зазор между кольцами помещаются несколько шариков или роликов, обеспечивающих проскальзывание колец. Они называются телами качения. Шарики крепятся в подшипнике с помощью сепаратора, он же фиксирует шарики на своих местах, не давая им скатываться в кучу. Существуют подшипники без сепаратора, там нет зазоров между телами качения, они упираются одно в другое, создавая цельное кольцо. Но такие системы менее износоустойчивы и могут работать лишь на низких скоростях. Сами тела качения делаются из различных сплавов стали, обладающих высокой прочностью.
Существует два основных типа подшипников – шариковые и роликовые. Нетрудно догадаться, что во втором типе вместо шариков используются небольшие металлические цилиндры. Такие подшипники более прочны и выдерживают большие нагрузки за счет большей площади соприкосновения.
Изобретение подшипников приписывают Филиппу Воану (Philip Vaughan), кузнецу из Уэльса. Именно он в 1794 году первым запатентовал конструкцию классического подшипника. Однако по другим данным сепаратор подшипника был изобретен еще в середине 1700-х годов Джоном Харрисоном (John Harrison).
С тех пор было изобретено огромное количество типов этого узла. Качения, скольжения, геостатические, гидростатические, гидродинамические и даже магнитные подшипники. Последние сильно отличаются от своих прадедушек и даже ближайших родственников, но тем не менее все они обеспечивают стабильную работу вращающихся узлов и механизмов уже многие годы.
Самой крупной компанией в мире, производящей подшипники, на сегодняшний момент считается шведская компания SKF.
В 1905 году шведский инженер Свен Вингкуист работавший в то время на текстильном заводе Gamlesstadens Fabriker, расположенном на западном побережье Швейцарии вызвался решить одну из основных проблем производства. Поскольку все станки завода работали на паровом двигателе, нужно было как-то “доносить” крутящий момент от турбины к станкам, расположенным на значительном удалении от него. Обычно практикой было запитывать станки он центрального вала, проходящего от моторного зала, через все цеха. именно к нему, через ременную передачу подключались все ткацкие станки. Проблема заключалась в том, что шарикоподшипники, установленные на валу постоянно выходили из строя, не выдерживая нагрузок.
Свен вызвался разработать новый тип подшипников, которые бы больше подходили под эти условия работы. Начальство дало добро и через год Свен создал новый тип подшипников – самоустанавливающийся шарикоподшипник.
А в 1907 году была создана компания Svenska Kullagerfabriken (SKF) – первая в Швейцарии компания, производящая шарикоподшипники. Именно SKF принадлежат многочисленные изобретения в этой сфере. Талантливые инженеры всерьез занялись разработками и через несколько лет SKF, из дочернего предприятия ткацкой фабрики, превратилось в крупную компанию с филиалами и представительствами в Германии, Франции, Финляндии, Швейцарии, Бельгии, Австрии и Австралии, США и многих других.
В 1918 году был изобретен новый тип подшипников, для использования на железной дороге. Их назвали сферическими роликовыми подшипниками.
Сферический роликоподшипник
Сферический роликоподшипник в разрезе - хорошо видны особенности конструкции желобков и роликов. Увеличить.
Особенность этого типа устройств в том, что внутреннее кольцо, вместе в обоймой роликов можем поворачиваться на значительные углы в процессе эксплуатации. Зарубежом этот тип называется CARB bearing. Также возможны незначительные выходы центрального кольца из плоскости подшипника. Это особенно важно, когда нужно обеспечивать бесперебойную работу узла под большими нагрузками, а также под влиянием температурного расширения и вибраций. В нем используются бочкообразные ролики и широкие желобки на кольцах.
CARB подшипник и сам ветрогенератор 5М
Например один из самых знаменитых CARB-подшипников используется в самом большом в мире ветрогенераторе 5M.
Гигантский CARB подшипник, используемый в судостроении.
Кроме подшипников качения, о которых речь шла выше, также существуют подшипники скольжения, намного более простые в изготовлении и эксплуатации, но являющиеся неремонтопригодными. Самый простой подшипник скольжения также состоит из наружного и внутреннего колец. Во внутреннее кольцо вставляется вал. Но между ними находятся не шарики а смазка, которая должна непрерывно подаваться в узел, смазывая трущиеся поверхности.
Сферический подшипник скольжения
Этот тип подшипников более дешев, но менее долговечен. Однако он широко применяется в двигателестроении – подавляющее большинство коленчатых валов ДВС опираются на подшипники скольжения. Причем там подшипники упрощены – коленчатый вал служит внутренним телом скольжения, непосредственно упираясь на внешнее кольцо, состоящее из двух половинок – вкладышей. Похожее упрощение иногда делается и в отношении шарикоподшипников – когда канавки для тел качения делаются прямо на валу.
Подшипники скольжения выдерживают большие нагрузки, температуру и высокие обороты. Малое количество деталей обеспечивает большую точность. Именно поэтому их используют в двигателях жестких дисков, где нужна каллиграфическая точность позиционирования считывающих головок.
Все подшипники, независимо от их типа необходимо смазывать в процессе работы. Для оптимальной работы во время всего срока службы к подшипнику необходимо постоянно находится в смазке. Из этой ситуации есть два выхода – либо сделать закрытый подшипник, уже смазанный на заводе, либо сделать так, чтобы к нему постоянно подводилась смазка.
Подшипники закрытого типа, со смазкой заложеной на заводе. В данном случае еще и водонепроницаемые.
Самыми передовыми в этом плане считаются самосмазывающиеся пористые подшипники. Они изготавливаются методом порошкового напыления. При нагреве во время работы такой подшипник начинает выделять смазку, которая расширяясь выходит наружу. При остывании смазка уходит обратно в поры.
Для смазки применяются в основном классические смазки типа машинного масла или другие на основе нефтепродуктов. Также выделяют пластичную смазку, изготовленную на основе литиевого мыла, твердую, в ней используют графит, дисульфид молибдена и проч. А также газообразную, в роли которой выступают различные инертные газы.
Кроме своей непосредственной задачи смазка не дает подшипникам ржаветь, а следовательно повышается их срок службы. Но, несмотря на это, в некоторых областях механики требуется отсутствие смазки, либо повышенная коррозийная устойчивость. В таких случаях применяются пластиковые или керамические подшипники.
Сверху - керамические подшипники, снизу - пластиковые.
Существует еще один абсолютно отдельный вид подшипников – магнитные подшипники.
Ротор и магнитные подшипники
Принцип действия магнитных подшипников основывается на эффекте левитации в магнитном поле. Самым популярным типом магнитных подшипников сейчас является активные магнитные подшипники (АМП). Вал в таких подшипниках в прямом смысле слова висит в мощном магнитном поле. Система датчиков постоянно отслеживает положение вала, и подает сигналы на позиционные магниты статора, корректируя силу притяжения с той или иной стороны.
Неоспоримым преимуществом магнитных подшипников является полное отсутствие трущихся поверхностей, а следовательно износа, трения, а главное отсутствие вылета из рабочей зоны частиц, образующихся в процессе работы обычных подшипников.
На этой фотографии хорошо видны обмотки. Рядом лежит внутреннее кольцо - оно никак не крепится в корпус.
Этот вид подшипников используется для сверхточных и сверхчистых производств. Например в турбомолекулярных насосах, используемых для создания вакуума.
Несмотря на все преимущества АПМ, они имеют очень большой недостаток – они энергозависимы. Это сильно удорожает всю конструкцию, а также увеличивает вероятность выхода подшипника из строя.
Поэтому ведущими компаниями активно ведутся разработки магнитных подшипников основанных на мощных постоянных магнитах, например на основе сплава NdFeB (неодим-жедезо-бор).
Если освоить массовое производство таких подшипников, это вызовет революцию в мире механики.
Работа сферического подшипника скольжения:Реклама SKF:Работа магнитных подшипников:
lab-37.com
Для домашних применений экзотических инструментов не понадобится. Если для авто выпускаются наружные и внутренние съёмники, индукционные нагреватели, специальные приспособления для забивания, в быту все просто и прямолинейно. Но ошибочно думать, что обходится без затруднений. Напротив – руководства по обслуживанию авто легко найти, а по двигателям кухонных комбайнов Philips информация недоступна. Упираемся в сложность – требуется разобрать устройство, не повредив многочисленные пластиковые детали.
Многочисленные кухонные комбайны и блендеры устроены специально таким образом, чтобы нельзя оказалось разобрать. Это обеспечивает гарантийные мастерские стабильным заработком – а те уже отстёгивают фирмам за руководства по сервисному обслуживанию и лицензию. Вот и ломают головы хозяева, как заменить подшипник.
Ротор двигателя U – 8830
Сейчас опишем процесс замены подшипника в электрическом двигателе кухонного комбайна Philips, модель U – 8830. Обнаружите, что модификации указанного мотора широко применяются в блендерах мясорубках и прочих приборах. Отличия преимущественно касаются вала. В рассматриваемом случае на одной стороне насажена шестерня конической форму, с противоположной – привод для ножей с ограничением вращения. Когда электрический двигатель U – 8830 снят, начинаем. Не спешите раскручивать винты, это пока безрезультатно. Рассмотрим конструкцию электрического двигателя U – 8830:
Контактные площадки
Подшипник спрятан в станину
От коллектора широкое колесо привода сидит на левосторонней резьбе. Чтобы снять, ухватите конец длинную серую шестерню вала электрического двигателя в тиски. Потом начинайте вращать колесо против часовой стрелки, если смотреть со стороны коллектора. Осторожно! Гайка латунная и легко срывается.
Широкое колесо привода
Теперь избавляемся от длинной серой шестерни. Проще сделать при помощи съёмника для подшипников. Нужно поддеть захватами резьбу, потом слегка подтянуть на себя. Деталь просто снимается. Допустимо попробовать использовать небольшой сантехнический ключ (см. фото). Обнаружили, что его губы помещаются между станиной и утолщением шестерни. Потребуется выставить гайкой ширину захвата и осторожно взяться у основания за резьбу. Не сжимайте слишком сильно, чтобы не повредить пластик.
Осторожно начинайте покручивать шестерню против и по часовой стрелке, одновременно снимая с вала. Через время зазор между станиной увеличится, потом деталь спадёт с вала электрического двигателя. Частичный успех.
Латуневая щётка
Когда концы вала освобождены, займёмся щётками. Латунь занимает среднее место по прочности сгиба между алюминием и медью, действуем аккуратно. Шлицевой отвёрткой отгибаем зажимы и снимаем контактные площадки. Пружины и щётки выходят нехотя, допустимо помочь, просунув сбоку острый предмет. Теперь пора раскрутить станину на две части. Подшипник трения легко выходит из позиции, на валу остаётся противоположная половинка, куда впрессован подшипник качения.
Демонтаж щётки
Полагаем, для снятия годится стандартный инструмент (съёмник). Если похожего нет, придётся применить способ, посоветованный автомобилистами (см. фото):
Вал электродвигателя
У авторов не нашлось разводного ключа, подходящего для процедуры. В хозяйстве нашёлся слишком большой, губы слишком плотно прилегают к обмоткам статора электрического двигателя, сдирая лаковую изоляцию. Недолго думая, нашли блок из бетона малой марки прочности. Потом ножками газового сантехнического ключа захватили станину с подшипником, как показано на фото, поверх вала положили кусок доски, сделали несколько ударов. С указанного конца деревяшку возможно не прокладывать, на краешке нет резьбы, а лишь фаска по фиксирующее кольцо.
Фиксирующая пластина
Подшипник намертво запрессован в станину. Как видно из снимков, прикрыт крышечкой, которая в процессе демонтажа успела слегка деформироваться и теперь едва-едва держится на четырёх заклёпках. Элемент однозначно снимается и выкидывается (либо монтируется на новые заклёпки). Подшипник вала электрического двигателя выбивается доступным способом из паза, допустимо использовать стандартный съёмник. Попробуйте использовать толстую деревяшку круглого сечения. На нашем электрическом двигателе подшипник в норме, ему перечисленные процедуры пока не грозят.
Обратите внимание, ниша под запрессовку слишком большая. Её высота превышает ширину подшипника. Полагаем, это связано с многоцелевым назначением электрического двигателя U – 8830. Полагаем, читатели уже забили подшипник на место, пора все собрать воедино. Запихиваем под шарики чуть-чуть Литола, прокручиваем пару раз. Если проверка подшипника электродвигателя прошла нормально, надеваем крышечку на заклёпки, либо оставляем и пробуем надеть на вал.
Захват вала ключом
Годится способ, изображённый на фото. Ручки газового сантехнического ключа ставятся на означенный выше кирпич, образуя захват. Вал со стороны коллектора снабжён левой резьбой, которую защищаем бруском древесины (на фото не показано). Несколько ударов, и деталь встанет на место, но! У вала со стороны подшипника нет ограничительной фаски, легко догнать его до упора и повредить лаковую изоляцию обмотки ротора электрического двигателя с необходимостью замены или перемотки.
Во избежание прокладываем в нужном месте кусок мягкой резины. Жёсткая (для половиков) в корне не годится. Либо контролируйте глубину забивания собственным способом. Если обнаружился перебор, берёмся вновь за газовый ключ и повторяем процедуру демонтажа станины электрического двигателя, но не полностью, а на пару-тройку миллиметров. Достигнув успеха, начинаем сборку вала. Рекомендуем первой собрать станину, потом закрепить щётки, надеть колесо с левосторонней резьбой. Последней монтируется коническая узкая серая шестерня.
Напоминаем, что на вал электрического двигателя она напрессовывается, а зажимного кольца в нашем комплекте уже изначально не было. На этом сборку считаем законченной. В довершение укажем причину использования закрывающей пластины: без нее для регулировки положения станины придётся использовать изощрённые средства. Подшипник туже сидит на валу, чем в своей нише, при попытке чуть увеличить расстояние до катушек коллектора начинает выскальзывать. Сложно задать правильную дистанцию. По указанной причине рекомендуем контролировать процесс обратной сборки электрического двигателя, чтобы не пришлось потом долго настраивать положение.
Постановка станина подшипника на место
Если станину требуется снять не для замены подшипника, а под перемотку ротора, настоятельно рекомендуется использовать максимально тонкий захват, упирающийся в пластину. Ножки газового сантехнического ключа слишком толстые. Невозможно подобраться близко к валу, мешала обмотка статора с лаковой изоляцией. По указанной причине пластина и погнулась. Заметим, подобные способы относятся к разряду варварских. Настоятельно рекомендуем посмотреть рекламный ролик про инструмент EKF, где демонстрируются профессиональные методики.
В результате демонстрационного ремонта на валу появился едва заметный люфт (как случилось в ролике с «плохим» мастером), а подшипник при уменьшении скорости начал издавать заметный шорох, что считается признаком увеличившихся зазоров между поверхностями качения. Выходит, подшипники в электродвигателе соковыжималки нужно менять крайне осторожно, в противном случае шумный агрегат станет работать намного хуже.
Сегодня в рекламе профессионального инструмента видим ту же подоплёку. Подобным ходом мыслей уже наталкивают на мысль, что замена подшипников электродвигателя стиральной машины – удел профессионалов. С заменой подшипника одновременно ухудшаются характеристики.
Это тот случай, когда магнитопровод специально изготавливают сплошным, потом включают переменное напряжение. За счёт вихревых токов металл сильно разогревается. Магнитопровод демонстрирует форму ворот, где верхняя планка без труда снимается с места. Сюда надевается подшипник. Вихревые токи и эффект перемагничивания быстро берут своё. За считанные минуты подшипник греется до нужных 111 градусов и самостоятельно заскакивает на вал. Остаётся чуть прижать сверху. Кстати, в ролике демонстрируется, что при масляном нагреве ударами кувалды легко снести верхнюю обойму подшипника. Верим на слово.
Надеемся, теперь замена подшипника электродвигателя вентилятора не напугает читателей. Дорогая техника – в сервисный центр, дешёвая – к нам в руки. Если возникнут биения, легко в любой момент купить новый образец электрического двигателя для обучения профессиональным навыкам.
Лучшее умение – учиться на чужих ошибках. Специально их допустили в эксперименте, чтобы показать читателям: варварские методы России не всегда годятся для импортной техники. Обратите внимание: не каждая мастерская владеет профессиональным инструментом. Носите электрические двигатели и подшипники в правильное место.
vashtehnik.ru
| ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ |
Какие подшипники установлены в вашем двигателе? Далеко не все автомобилисты отвечают на такой вопрос вразумительно. Один далекий от техники человек сказал прямо: "Вот уж десять лет езжу, а не знаю, что там есть внутри".
Тем не менее подшипники там есть. И не какие-то, а вполне определенные. Они долговечны, но не вечны, а когда выходят из строя, то без понимания сути дела не обойтись. Ну, а для профессионалов-ремонтников это попросту обыденная материя.
Как работает подшипник
В современных автомобильных двигателях опорами для коленчатых и распределительных валов почти исключительно служат подшипники скольжения. Подшипники качения (шариковые, роликовые, игольчатые) применяют для подобных целей лишь в небольших мотоциклетных моторах.
Необходимая работоспособность подшипников скольжения достигается использованием так называемого эффекта масляного клина. При вращении гладкого вала в зазор между валом и отверстием подается масло. Поскольку нагрузка, действующая на вал, вызывает его эксцентричное смещение, масло как бы затягивается в суживающуюся часть зазора и образует масляный клин, препятствующий соприкосновению вала со стенками отверстия. Чем больше давление и вязкость масла в зазоре, тем большую нагрузку (до соприкосновения поверхностей) выдерживает подшипник скольжения.
Фактическое давление масла в зоне клина достигает 50-80 МПа (500-800 кг/см2), а в некоторых конструкциях и больше. Это в сотни раз выше, чем в подающей системе. Однако не следует думать, что давление подачи мало влияет на работу подшипника. Чем оно больше, тем интенсивнее идет прокачка масла через подшипник и тем лучше его охлаждение.
При определенных условиях режим работы с минимальным трением (его также называют жидкостным) может быть нарушен. Это случается при понижениее вязкости масла (например, из-за его перегрева вследствие недостаточной подачи) и снижении частоты вращения при возрастании нагрузки.
Нередко, особенно после ремонта двигателя, сказывается и неоптимальная геометрия узла. При незначительном отклонении формы поверхностей от цилиндрической, при перекосе осей и других дефектах деталей возможно местное возрастание удельной нагрузки (то есть нагрузки, отнесенной к площади поверхности) выше допустимого предела. Тогда пленка масла в этих местах становится тонкой, а поверхности вала и подшипника начинают соприкасаться по микронеровностям. Возникает режим полужидкостной смазки, характеризующийся возрастанием трения и постепенным разогревом подшипника. Дальше это может привести к так называемому граничному трению с полным соприкасанием поверхностей, следствием которого будет перегрев, схватывание (задиры), заедание, расплавление и разрушение подшипника.
Понятно, что в эксплуатации режим граничного трения неприемлем. Тем не менее он появляется при нарушении подачи масла, а это чаще всего происходит из-за его нехватки в картере, то есть либо вследствие недосмотра водителя, либо при повреждении поддона картера в результате наезда на препятствие.
Режим полужидкостной смазки допустим лишь на короткое время, когда он не успевает сказаться на износе подшипника. Пример - пуск холодного двигателя. Правда, тут есть другая опасность: при очень низкой температуре масло можеты быть слишком вязким и его нормальная подача восстанавливается долго (20-30 секунд и более). Тут уже полужидкостная смазка способна заметно повлиять на износ деталей.
Совершенствование автомобильных двигателей связано с постоянным ростом частоты вращения и увеличением мощности. Одновременно наблюдается повышение компактности конструкций, в том числе уменьшение ширины и диаметра подшипников. Это значит, что удельные напряжения в узле растут. А поскольку нагрузка на подшипник при работе двигателя циклически изменяется по величине и направлению, становится реальным так называемое усталостное разрушение деталей. Чтобы обеспечить работоспособность подшипников в таких условиях, требуются специальные конструкции, материалы и технологии.
Как он устроен
Обычно подшипники коленчатых валов в современных двигателях выполняют в виде тонкостенных вкладышей или втулок толщиной 1,0-2,5 мм (редко больше). Вкладыши коренных подшипников коленчатого вала делают толще из-за необходимости разместить круговую канавку для подачи масла к шатунным подшипникам. Общая тенденция - уменьшение толщины вкладышей, которая сейчас составляет в среднем 1,8-2,0 мм у коренных и 1,4-1,5 мм у шатунных подшипников. Чем тоньше вкладыши, тем лучше они прилегают к поверхности корпуса (постели), тем лучше теплоотвод от подшипника, точнее геометрия, меньше допустимый зазор и шум при работе, больше ресурс узла.
Чтобы при установке в постель вкладыш точно принял ее форму, в свободном состоянии он должен иметь натяг по диаметру постели (так называемое распрямление) и нецилиндрическую форму переменного радиуса. Кроме того, для хорошего прилегания к поверхности и удержания от проворачивания необходим натяг и по длине вкладыша - его называют выступанием. Все эти параметры зависят от толщины, ширины и диаметра вкладышей, при этом распрямление составляет в среднем 0,5-1,0 мм, а выступание - 0,04-0,08 мм. Однако для надежной работы подшипника и этого еще недостаточно. Около разъема толщину вкладышей уменьшают на 0,010-0,015 мм, чтобы избежать задиров в этих местах. Они могут появляться из-за деформации отверстия в корпусе под действием рабочей нагрузки, когда рабочий зазор в подшипнике мал.
Материалы для вкладышей могут быть разными. Их выбор увязывается с материалом коленчатого вала и его термообработкой, степенью форсировки двигателя и заданным ресурсом. В известной мере сказываются тут и традиции автомобильной фирмы.
Вкладыши всегда делают многослойными. Основа вкладыша - стальная лента, которая обеспечивает прочность и надежность посадки в корпусе. На основу различными способами наносят слой (или слои) специального антифрикционного материала толщиной 0,3-0,5 мм. Основные требования к антифрикционному материалу - низкое трение по валу, высокая прочность и теплопроводность (то есть способность хорошо проводить тепло от поверхности в корпус подшипника). Первое требование лучше всего обеспечивают мягкие металлы, например, сплавы с большим содержанием олова и свинца (в частности, широко известные баббиты).
В прошлом баббиты широко применялись на малофорсированных низкооборотных двигателях. С ростом нагрузок прочность таких вкладышей с толстым слоем баббита оказалась недостаточной. Проблема была решена заменой всего этого слоя на своеобразный бутерброд - свинцовооловянистую бронзу, покрытую тонким (0,03-0,05 мм) слоем того же баббита. Вкладыш стал многослойным. В современных двигателях "сталебронзобаббитовые" вкладыши обычно выполняют 4-слойными (под баббитом еще лежит очень тонкий подслой никеля) и даже 5-слойными, когда для улучшения приработки сверху на рабочую поверхность наносится тончайший слой олова. Именно так выглядят подшипники на многих иностранных двигателях.
Наряду с этим широкое распространение получили и сталеалюминиевые вкладыши. Антифрикционным материалом здесь служат сплавы алюминия с оловом, свинцом, кремнием, цинком или кадмием, как с покрытиями, так и без них. Наиболее часто в мировой практике используется сплав алюминия с 20% олова без покрытия. Он хорошо противостоит высоким нагрузкам и скоростям вращения современных двигателей, включая дизели, и одновременно обладает удовлетворительной "мягкостью". Тем не менее сталеалюминиевые вкладыши жестче, чем баббитовые (или с баббитовым покрытием), поэтому более склонны к задирам в условиях недостаточной смазки.
Вспомогательные и распределительные валы двигателей вращаются, как правило, с меньшей частотой, чем коленчатые и испытывают гораздо меньшие нагрузки, поэтому условия их работы легче. Вкладыши и втулки этих валов обычно делают из материалов, аналогичных вышеописанным. Кроме того, здесь иногда применяют баббит или бронзу без покрытия. Зачастую эти подшипники вообще не имеют втулок или вкладышей и образуются непосредственно растачиванием отверстий в головке блока цилиндров. В таких конструкциях головка выполнена из сплава алюминия с кремнием, который обладает неплохими антифрикционными свойствами.
Общим для подшипников современных двигателей, особенно если речь идет об опорах коленчатых валов, является соответствие материала и конструкции вкладышей материалу и условиям работы вала (частота вращения, нагрузки, условия смазки и т. д.). Поэтому произвольная замена деталей, когда, например, при ремонте ставят вкладыши от другого двигателя, не может быть рекомендована. В противном случае долговечность отремонтированного агрегата может оказаться очень небольшой. Чтобы решаться на такой шаг, нужно иметь соответствующую информацию.
Вкладыши - это очень точные (прецезионные) детали. Чтобы гарантировать малые (но вполне конкретные - в среднем 0,03-0,06 мм) рабочие зазоры в подшипниках, при изготовлении толщину вкладыша выдерживают с точностью порядка 5-8 мкм, а длину - 10-20 мкм. Нарушение этих требований может привести к изменению рабочего зазора в подшипнике или плотности посадки вкладыша в корпусе, что недопустимо из-за снижения надежности и ресурса всего двигателя в целом.
Кто их производит
Сложность всего круга проблем, связанных с созданием высококачественных автомобильных подшипников скольжения, привела к тому, что их производство постепенно перешло к специализированным фирмам. За рубежом многие их таких фирм одновременно выпускают и другие детали двигателей, причем поставки идут как на конвейеры автозаводов, так и в запчасти. Некоторые фирмы такого рода входят в состав известных транснациональных производственных и торгово-промышленных корпораций. Из мировых изготовителей подшипников для двигателей следует в первую очередь отметить фирмы Kolbenschmidt (KS), Glyco, TRW, Sealed Power, Glacier, Clevite, Bimet. В последние годы подшипники начали делать и такие фирмы - "корифеи", как Mahle и Goetze. Среди "молодых" стоит упомянуть специализированную фирму King (Израиль), начавшую выпуск подшипников в начале 80-х годов.
Большинство перечисленных производителей выпускает огромную номенклатуру подшипников и поставляет свою продукцию в запчасти повсюду, в том числе и на наш рынок (через дилеров или оптовые торговые компании). В основном, конечно, это подшипники для зарубежных двигателей - европейских, японских и американских.
В продаже можно найти вкладыши как стандартные, так и различных ремонтных размеров (как правило, не более 0,75 мм) на большинство распространенных моделей "Ауди-Фольксваген", БМВ, "Мерседес", "Форд", "Опель", "Фиат", "Тойота", "Ниссан", "Мицубиси", "Мазда" и т. д. На менее распространенные модели, а также при необходимости покупки вкладышей большего ремонтного размера обычно приходится оформлять заказ и ждать в среднем 5-10 дней (у разных торговых фирм эти сроки различны).
Качество такой продукции обычно не вызывает сомнений ни по геометрии, ни по материалам. Хотя, если есть выбор и сомнения в том, какой фирме-изготовителю отдать предпочтение, надо иметь в виду следующее. Такие фирмы, как, например, Kolbenschmidt, Glyco, Glacier - это одни из основных поставщиков массового производства. При покупке их изделий можно даже получить те же самые вкладыши, что стояли на двигателе "с рождения". Разница будет только в отсутствии на новых деталях эмблемы фирмы-изготовителя автомобиля. Кстати, поиск "родных" (или так называемых оригинальных) вкладышей ремонтных размеров может оказаться проблематичным. Не все автомобильные фирмы поставляют ремонтные вкладыши в запчасти, да и цена вкладышей в "оригинальной" упаковке, как правило, заметно выше, чем непосредственно от их производителя.
Вкладыши других, менее именитых фирм обычно дешевле, хотя по качеству обнаружить отличия трудно. Более того, если есть выбор, то здесь можно попытаться учесть и условия эксплуатации автомобиля. Так, сравнительно дешевые вкладыши, как ни странно, несколько лучше противостоят низкокачественным маслам и маслофильтрам, "гуляющим" по нашим магазинам и рынкам, чем более дорогие сталебронзобаббитовые. Это, в частности, показала практика использования в ремонте сталеалюминиевых вкладышей фирмы "Кинг" вместо штатных бронзобаббитовых - такая замена не наносит ущерба надежности двигателей, зато позволяет заметно сэкономить.
Некоторые из перечисленных фирм выпускают вкладыши и для наших машин. На нашем рынке уже можно найти эти изделия для двигателей ВАЗ производства фирм Clevite, Bimet и Glacier. Безусловно, они ощутимо дороже отечественных. Однако экономить на вкладышах при ремонте отечественных моторов не стоит. Сравнение с импортной продукцией отечественная обычно не выдерживает. Отклонения по толщине у некоторых наших товарных экземпляров достигают 25-30 мкм вместо 8 мкм, регламентированных допуском. В результате после зажатия крышкой внутрення поверхность подшипника приобретает неправильную форму, при которой, например, зазор в 0,07-0,09 мм в одном сечении подшипника может даже перейти в натяг в другом.
carmanz.com
Какие подшипники установлены в вашем двигателе? Далеко не все автомобилисты отвечают на такой вопрос вразумительно. Один далекий от техники человек сказал прямо: "Вот уж десять лет езжу, а не знаю, что там есть внутри".
Тем не менее подшипники там есть. И не какие-то, а вполне определенные. Они долговечны, но не вечны, а когда выходят из строя, то без понимания сути дела не обойтись. Ну, а для профессионалов-ремонтников это попросту обыденная материя.
Как работает подшипник
В современных автомобильных двигателях опорами для коленчатых и распределительных валов почти исключительно служат подшипники скольжения. Подшипники качения (шариковые, роликовые, игольчатые) применяют для подобных целей лишь в небольших мотоциклетных моторах.
Необходимая работоспособность подшипников скольжения достигается использованием так называемого эффекта масляного клина. При вращении гладкого вала в зазор между валом и отверстием подается масло. Поскольку нагрузка, действующая на вал, вызывает его эксцентричное смещение, масло как бы затягивается в суживающуюся часть зазора и образует масляный клин, препятствующий соприкосновению вала со стенками отверстия. Чем больше давление и вязкость масла в зазоре, тем большую нагрузку (до соприкосновения поверхностей) выдерживает подшипник скольжения.
Фактическое давление масла в зоне клина достигает 50–80 МПа (500–800 кг/см2), а в некоторых конструкциях и больше. Это в сотни раз выше, чем в подающей системе. Однако не следует думать, что давление подачи мало влияет на работу подшипника. Чем оно больше, тем интенсивнее идет прокачка масла через подшипник и тем лучше его охлаждение.
При определенных условиях режим работы с минимальным трением (его также называют жидкостным) может быть нарушен. Это случается при понижениее вязкости масла (например, из-за его перегрева вследствие недостаточной подачи) и снижении частоты вращения при возрастании нагрузки.
Нередко, особенно после ремонта двигателя, сказывается и неоптимальная геометрия узла. При незначительном отклонении формы поверхностей от цилиндрической, при перекосе осей и других дефектах деталей возможно местное возрастание удельной нагрузки (то есть нагрузки, отнесенной к площади поверхности) выше допустимого предела. Тогда пленка масла в этих местах становится тонкой, а поверхности вала и подшипника начинают соприкасаться по микронеровностям. Возникает режим полужидкостной смазки, характеризующийся возрастанием трения и постепенным разогревом подшипника. Дальше это может привести к так называемому граничному трению с полным соприкасанием поверхностей, следствием которого будет перегрев, схватывание (задиры), заедание, расплавление и разрушение подшипника.
Понятно, что в эксплуатации режим граничного трения неприемлем. Тем не менее он появляется при нарушении подачи масла, а это чаще всего происходит из-за его нехватки в картере, то есть либо вследствие недосмотра водителя, либо при повреждении поддона картера в результате наезда на препятствие.
Режим полужидкостной смазки допустим лишь на короткое время, когда он не успевает сказаться на износе подшипника. Пример – пуск холодного двигателя. Правда, тут есть другая опасность: при очень низкой температуре масло можеты быть слишком вязким и его нормальная подача восстанавливается долго (20–30 секунд и более). Тут уже полужидкостная смазка способна заметно повлиять на износ деталей.
Совершенствование автомобильных двигателей связано с постоянным ростом частоты вращения и увеличением мощности. Одновременно наблюдается повышение компактности конструкций, в том числе уменьшение ширины и диаметра подшипников. Это значит, что удельные напряжения в узле растут. А поскольку нагрузка на подшипник при работе двигателя циклически изменяется по величине и направлению, становится реальным так называемое усталостное разрушение деталей. Чтобы обеспечить работоспособность подшипников в таких условиях, требуются специальные конструкции, материалы и технологии.
Как он устроен
Обычно подшипники коленчатых валов в современных двигателях выполняют в виде тонкостенных вкладышей или втулок толщиной 1,0–2,5 мм (редко больше). Вкладыши коренных подшипников коленчатого вала делают толще из-за необходимости разместить круговую канавку для подачи масла к шатунным подшипникам. Общая тенденция – уменьшение толщины вкладышей, которая сейчас составляет в среднем 1,8-2,0 мм у коренных и 1,4–1,5 мм у шатунных подшипников. Чем тоньше вкладыши, тем лучше они прилегают к поверхности корпуса (постели), тем лучше теплоотвод от подшипника, точнее геометрия, меньше допустимый зазор и шум при работе, больше ресурс узла.
Чтобы при установке в постель вкладыш точно принял ее форму, в свободном состоянии он должен иметь натяг по диаметру постели (так называемое распрямление) и нецилиндрическую форму переменного радиуса. Кроме того, для хорошего прилегания к поверхности и удержания от проворачивания необходим натяг и по длине вкладыша – его называют выступанием. Все эти параметры зависят от толщины, ширины и диаметра вкладышей, при этом распрямление составляет в среднем 0,5–1,0 мм, а выступание – 0,04–0,08 мм. Однако для надежной работы подшипника и этого еще недостаточно. Около разъема толщину вкладышей уменьшают на 0,010–0,015 мм, чтобы избежать задиров в этих местах. Они могут появляться из-за деформации отверстия в корпусе под действием рабочей нагрузки, когда рабочий зазор в подшипнике мал.
Материалы для вкладышей могут быть разными. Их выбор увязывается с материалом коленчатого вала и его термообработкой, степенью форсировки двигателя и заданным ресурсом. В известной мере сказываются тут и традиции автомобильной фирмы.
Вкладыши всегда делают многослойными. Основа вкладыша – стальная лента, которая обеспечивает прочность и надежность посадки в корпусе. На основу различными способами наносят слой (или слои) специального антифрикционного материала толщиной 0,3–0,5 мм. Основные требования к антифрикционному материалу – низкое трение по валу, высокая прочность и теплопроводность (то есть способность хорошо проводить тепло от поверхности в корпус подшипника). Первое требование лучше всего обеспечивают мягкие металлы, например, сплавы с большим содержанием олова и свинца (в частности, широко известные баббиты).
В прошлом баббиты широко применялись на малофорсированных низкооборотных двигателях. С ростом нагрузок прочность таких вкладышей с толстым слоем баббита оказалась недостаточной. Проблема была решена заменой всего этого слоя на своеобразный бутерброд – свинцовооловянистую бронзу, покрытую тонким (0,03–0,05 мм) слоем того же баббита. Вкладыш стал многослойным. В современных двигателях "сталебронзобаббитовые" вкладыши обычно выполняют 4-слойными (под баббитом еще лежит очень тонкий подслой никеля) и даже 5-слойными, когда для улучшения приработки сверху на рабочую поверхность наносится тончайший слой олова. Именно так выглядят подшипники на многих иностранных двигателях.
Наряду с этим широкое распространение получили и сталеалюминиевые вкладыши. Антифрикционным материалом здесь служат сплавы алюминия с оловом, свинцом, кремнием, цинком или кадмием, как с покрытиями, так и без них. Наиболее часто в мировой практике используется сплав алюминия с 20% олова без покрытия. Он хорошо противостоит высоким нагрузкам и скоростям вращения современных двигателей, включая дизели, и одновременно обладает удовлетворительной "мягкостью". Тем не менее сталеалюминиевые вкладыши жестче, чем баббитовые (или с баббитовым покрытием), поэтому более склонны к задирам в условиях недостаточной смазки.
Вспомогательные и распределительные валы двигателей вращаются, как правило, с меньшей частотой, чем коленчатые и испытывают гораздо меньшие нагрузки, поэтому условия их работы легче. Вкладыши и втулки этих валов обычно делают из материалов, аналогичных вышеописанным. Кроме того, здесь иногда применяют баббит или бронзу без покрытия. Зачастую эти подшипники вообще не имеют втулок или вкладышей и образуются непосредственно растачиванием отверстий в головке блока цилиндров. В таких конструкциях головка выполнена из сплава алюминия с кремнием, который обладает неплохими антифрикционными свойствами.
Общим для подшипников современных двигателей, особенно если речь идет об опорах коленчатых валов, является соответствие материала и конструкции вкладышей материалу и условиям работы вала (частота вращения, нагрузки, условия смазки и т. д.). Поэтому произвольная замена деталей, когда, например, при ремонте ставят вкладыши от другого двигателя, не может быть рекомендована. В противном случае долговечность отремонтированного агрегата может оказаться очень небольшой. Чтобы решаться на такой шаг, нужно иметь соответствующую информацию.
Вкладыши – это очень точные (прецезионные) детали. Чтобы гарантировать малые (но вполне конкретные – в среднем 0,03–0,06 мм) рабочие зазоры в подшипниках, при изготовлении толщину вкладыша выдерживают с точностью порядка 5–8 мкм, а длину – 10–20 мкм. Нарушение этих требований может привести к изменению рабочего зазора в подшипнике или плотности посадки вкладыша в корпусе, что недопустимо из-за снижения надежности и ресурса всего двигателя в целом.
Кто их производит
Сложность всего круга проблем, связанных с созданием высококачественных автомобильных подшипников скольжения, привела к тому, что их производство постепенно перешло к специализированным фирмам. За рубежом многие их таких фирм одновременно выпускают и другие детали двигателей, причем поставки идут как на конвейеры автозаводов, так и в запчасти. Некоторые фирмы такого рода входят в состав известных транснациональных производственных и торгово-промышленных корпораций. Из мировых изготовителей подшипников для двигателей следует в первую очередь отметить фирмы Kolbenschmidt (KS), Glyco, TRW, Sealed Power, Glacier, Clevite, Bimet. В последние годы подшипники начали делать и такие фирмы – "корифеи", как Mahle и Goetze. Среди "молодых" стоит упомянуть специализированную фирму King (Израиль), начавшую выпуск подшипников в начале 80-х годов.
Большинство перечисленных производителей выпускает огромную номенклатуру подшипников и поставляет свою продукцию в запчасти повсюду, в том числе и на наш рынок (через дилеров или оптовые торговые компании). В основном, конечно, это подшипники для зарубежных двигателей – европейских, японских и американских.
В продаже можно найти вкладыши как стандартные, так и различных ремонтных размеров (как правило, не более 0,75 мм) на большинство распространенных моделей "Ауди-Фольксваген", БМВ, "Мерседес", "Форд", "Опель", "Фиат", "Тойота", "Ниссан", "Мицубиси", "Мазда" и т. д. На менее распространенные модели, а также при необходимости покупки вкладышей большего ремонтного размера обычно приходится оформлять заказ и ждать в среднем 5–10 дней (у разных торговых фирм эти сроки различны).
Качество такой продукции обычно не вызывает сомнений ни по геометрии, ни по материалам. Хотя, если есть выбор и сомнения в том, какой фирме-изготовителю отдать предпочтение, надо иметь в виду следующее. Такие фирмы, как, например, Kolbenschmidt, Glyco, Glacier - это одни из основных поставщиков массового производства. При покупке их изделий можно даже получить те же самые вкладыши, что стояли на двигателе "с рождения". Разница будет только в отсутствии на новых деталях эмблемы фирмы-изготовителя автомобиля. Кстати, поиск "родных" (или так называемых оригинальных) вкладышей ремонтных размеров может оказаться проблематичным. Не все автомобильные фирмы поставляют ремонтные вкладыши в запчасти, да и цена вкладышей в "оригинальной" упаковке, как правило, заметно выше, чем непосредственно от их производителя.
Вкладыши других, менее именитых фирм обычно дешевле, хотя по качеству обнаружить отличия трудно. Более того, если есть выбор, то здесь можно попытаться учесть и условия эксплуатации автомобиля. Так, сравнительно дешевые вкладыши, как ни странно, несколько лучше противостоят низкокачественным маслам и маслофильтрам, "гуляющим" по нашим магазинам и рынкам, чем более дорогие сталебронзобаббитовые. Это, в частности, показала практика использования в ремонте сталеалюминиевых вкладышей фирмы "Кинг" вместо штатных бронзобаббитовых – такая замена не наносит ущерба надежности двигателей, зато позволяет заметно сэкономить.
Некоторые из перечисленных фирм выпускают вкладыши и для наших машин. На нашем рынке уже можно найти эти изделия для двигателей ВАЗ производства фирм Clevite, Bimet и Glacier. Безусловно, они ощутимо дороже отечественных. Однако экономить на вкладышах при ремонте отечественных моторов не стоит. Сравнение с импортной продукцией отечественная обычно не выдерживает. Отклонения по толщине у некоторых наших товарных экземпляров достигают 25–30 мкм вместо 8 мкм, регламентированных допуском. В результате после зажатия крышкой внутрення поверхность подшипника приобретает неправильную форму, при которой, например, зазор в 0,07–0,09 мм в одном сечении подшипника может даже перейти в натяг в другом.
Скачать информацию со страницы
1. Введение 1.0 E30 – BMW 3 серии (2-дверное купе, 4-дверный седан), 1983-91 гг. выпуска 1.2 Габаритные размеры 1.3 Место водителя 1.4 Панель приборов 1.5 Ключи для автомобиля, оборудованного иммобилайзером 1.6 Стеклоподъемники 1.7 Подушки безопасности 1.8 Бортовой компьютер 1.9 Указатели 1.10 Вольтметр 1.11 Тахометр 1.12 Счетчик суммарного пройденного пути 1.13 Звуковой сигнал 1.14 3-ступенчатая автоматическая трансмиссия 1.15 4-ступенчатая автоматическая трансмиссия 1.16 Механическая коробка передач 1.17 Ручной тормоз 1.18 Период обкатки автомобиля 1.19 Топливо 1.20 Тройной каталитический нейтрализатор 1.21 Масло двигателя 1.22 Тормоза 1.23 Правила размещения груза в багажнике 1.24 Пуск двигателя и управление автомобилем 1.25 Приемы вождения 1.26 Буксировка прицепа 1.27 Действия при отказе пуска двигателя 1.28 Порядок запуска от дополнительной батареи 1.29 Если двигатель заглох во время движения 1.30 Действия при перегреве двигателя 1.31 Действия при проколе колеса 1.32 Правила буксирования 1.33 Проверка давления в шинах 1.34 Проверка состояния и замена шин 1.35 Перестановка колес 1.36 Установка зимних шин и цепей 1.37 Проверка внешнего состояния батареи 1.38 Зарядка батареи 1.39 Технические данные
2. Техническое обслуживание 2.0 Техническое обслуживание 2.2 Рекомендуемые смазочные материалы и жидкости 2.3 Периодичность обслуживания 2.4 Особенности текущего обслуживания автомобиля 2.5 Общие сведения по дополнительному техническому обслуживанию 2.6 Проверка уровня жидкостей 2.7 Проверка состояния шин и давления в шинах 2.8 Замена масла в двигателе и масляного фильтра 2.9 Проверка и восстановление уровня жидкости в руле 2.10 Проверка уровня жидкости в автоматической трансмиссии 2.11 Перестановка колес 2.12 Проверка и замена шлангов в моторном отсеке 2.13 Проверка, регулировка и замена ремней привода навесных агрегатов 2.14 Проверка и регулировка оборотов и качества смеси (СО) холостого хода 2.15 Проверка состояния и зарядка батареи 2.16 Проверка и замена свечей 2.17 Проверка высоковольтных проводов, бегунка и крышки распределителя 2.18 Проверка уровня масла в механической КПП 2.19 Проверка уровня масла в главной передаче 2.20 Проверка и регулировка зазоров в клапанах (кроме двигателя М40) 2.21 Тяга дроссельной заслонки 2.22 Замена воздушного фильтра 2.23 Проверка топливной системы 2.24 Проверка системы охлаждения 2.25 Проверка выхлопной системы 2.26 Проверка амортизаторов, подвески и рулевого управления 2.27 Проверка чехлов полуосей 2.28 Проверка тормозов 2.29 Проверка щеток стеклоочистителей 2.30 Замена жидкости в автоматической трансмиссии и фильтра 2.31 Система охлаждения – замена жидкости и промывка 2.32 Замена топливного фильтра 2.33 Замена масла в механической КПП 2.34 Замена масла в картере главной передачи 2.35 Проверка системы улавливания паров бензина (EVAP-системы) 2.36 Установка световой сигнализации необходимости техобслуживания 2.37 Замена зубчатого ремня
3. Двигатель 3.0 Двигатель 3.1. Технические данные двигателя 3.2. Демонтаж и капитальный ремонт двигателя 3.3. Электрооборудование двигателя 3.4. Система зажигания 3.5. Система заряда батареи
4. Система охлаждения 4.0 Система охлаждения 4.2 Технические данные 4.3 Антифриз 4.4 Термостат 4.5 Радиатор 4.6 Вентиляторы и муфта привода 4.7 Насос охлаждающей жидкости 4.8 Датчик температуры охлаждающей жидкости
5. Отопление и вентиляция 5.0 Отопление и вентиляция 5.2. Система кондиционирования
6. Топливная система 6.0 Топливная система 6.2 Технические данные 6.3 Проверка системы впрыска 6.4 Измеритель потока воздуха 6.5 Дроссельный патрубок 6.6 Регулятор давления топлива 6.7 Форсунка пуска холодного двигателя и термореле времени 6.8 Проверка и замена форсунок 6.9 Воздушный корректор холостого хода 6.10 Порядок декомпрессии топливной системы 6.11 Проверка давления топлива 6.12 Топливный насос, насос подкачки и датчик уровня топлива в баке 6.13 Бензопроводы и штуцера 6.14 Топливный бак 6.15 Воздушный фильтр 6.16 Трос привода дроссельной заслонки 6.17 Карбюратор
7. Выхлопная система 7.0 Выхлопная система 7.1. Выхлопная система автомобилей 318i 7.2. Система снижения токсичности отработанных газов
8. Коробки передач 8.0 Коробки передач 8.1. Технические данные 8.2. Автоматическая трансмиссия
9. Сцепление 9.0 Сцепление 9.2 Технические данные 9.3 Проверка сцепления 9.4 Главный цилиндр сцепления 9.5 Педаль сцепления 9.6 Блокирующий выключатель сцепления 9.7 Рабочий цилиндр сцепления 9.8 Удаление воздуха из гидропривода сцепления 9.9 Детали сцепления 9.10 Карданный вал 9.11 Эластичная муфта 9.12 Средняя опора 9.13 Карданные шарниры 9.14 Передняя центрирующая втулка 9.15 ШРУС карданного вала 9.16 Полуоси 9.17 ШРУСы и чехлы 9.18 Сальники редуктора задней оси 9.19 Редуктор задней оси 9.20 Сальник ведущей шестерни редуктора
10. Тормозная система 10.0 Тормозная система 10.2 Технические данные 10.3 Антиблокировочная система (ABS) 10.4 Колодки дисковых тормозов 10.5 Суппорт дискового тормоза 10.6 Диск тормоза 10.7 Колодки барабанных тормозов 10.8 Главный цилиндр тормозов 10.9 Вакуумный усилитель тормозов 10.10 Трос(ы) ручного тормоза 10.11 Регулировка ручного тормоза 10.12 Механизм ручного тормоза 10.13 Педаль тормоза 10.14 Выключатель сигнала торможения 10.15 Шланги и линии гидропривода тормозов 10.16 Удаление воздуха из гидропривода тормозов
11. Ходовая часть 11.0 Ходовая часть 11.1. Технические данные 11.2. Рулевое управление
12. Кузов 12.0 Кузов 12.2 Виниловая отделка 12.3 Ремонт незначительных повреждений кузова 12.4 Ремонт значительных повреждений кузова 12.5 Петли и замки 12.6 Ветровое стекло и неподвижные стекла 12.7 Передняя решетка 12.8 Капот 12.9 Бамперы 12.10 Внутренняя панель двери 12.11 Дверь 12.12 Крышка багажника/ крышка заднего отсека 12.13 Замок двери, барабанный выключатель замка и дверные рукоятки 12.14 Дверное стекло 12.15 Стеклоподъемник 12.16 Наружное зеркало 12.17 Кожух рулевой колонки 12.18 Сиденья 12.19 Проверка ремней безопасности
13. Электрооборудование 13.0 Электрооборудование 13.1. Поиск неисправностей 13.2. Электросхемы
14. Полезные советы 14.0 Полезные советы 14.2 Перебитые номера 14.3 Покупка старого автомобиля или загадочный набор цифр и букв 14.4 Долговечность автомобиля 14.5 О параллельности мостов автомобиля и прицепа 14.6 Подготовка автомобиля к зиме 14.7 Правило 35 14.8 Выбор подержанного автомобиля 14.9 Моторные масла 14.10 Что нужно знать, меняя масло 14.11 Появление в масле осадка 14.12 Можно ли смешивать импортные масла? 14.13 Много "ест", но тихо едет 14.14 Скорее жив, чем мертв… 14.15 Не заводится – полезные советы 14.16 Визит в автосервис 14.17 Зубчатый ремень для привода механизма газораспределения 14.18 Износ поршней 14.19 Клапаны 14.20 Подшипники двигателей 14.21 Загрязнения двигателя 14.22 Как работает кондиционер, и что делать, если он вышел из строя 14.23 Кондиционер: не только "плюсы", но и "минусы" 14.24 Правила обслуживания кондиционера 14.25 Антифриз с тосолом мешать не стоит… 14.26 Что надо знать при покупке воздушного фильтра 14.27 Перегрев двигателя 14.28 Что следует знать владельцу машины с инжекторным двигателем 14.29 Аккумулятор 14.30 Возможные неисправности аккумуляторной батареи 14.31 Что делать с вышедшим из строя генератором 14.32 Виноват ремень, а виним генератор 14.33 Катализатор 14.34 Три в одном – или как уберечь катализатор 14.35 Пробуксовочка 14.36 Особенности эксплуатации тормозной системы 14.37 Неисправности тормозной системы 14.38 Тормозные жидкости 14.39 АБС: естественный выбор 14.40 Колесные диски 14.41 Обновляем колесные диски 14.42 Схема маркировки автомобильной шины 14.43 Коррозия металла 14.44 Автомакияж 14.45 Что скрипит? 14.46 Люк 14.47 Подушка безопасности: беды или радости? 14.48 Хорошо сидим? 14.49 Противоугонный "иммунодефицит" 14.50 Почему тускнеют фары 14.51 "Галогенки" 14.52 О правильной регулировке фар 14.53 Электродвигатель 14.54 От перемены мест "слагаемых" ничего не меняется?
automend.ru
Принцип и смысл работы любого электродвигателя это его вращение, для того чтобы он нормально вращался необходимо следить за подшипниками. Своевременная смазка втрое увеличит срок эксплуатации любого подшипника. К сожалению даже своевременная смазка это не гарант безаварийной работы электродвигателя. Если советский подшипник работал несколько десятков лет, то современные аналоги не выдерживают и пяти лет щадящего режима работы электродвигателя.
Для замены подшипника нам необходимо до него добраться, о том как разобрать электродвигатель я уже писал. Менять только один подшипник нет смысла, необходимо менять с двух сторон иначе со временем разобьет весь двигатель. Если электродвигатель не слишком большой то проще его разобрать полностью, то есть вытащить ротор и поменять подшипники с удобством и комфортом. Но ситуация может быть и другой, стоит двигатель на 100 KW и ротор у него весит килограмм 120, вытащить его удовольствия мало так что меняем по месту.
На таком электродвигателе для замены подшипников, необходимо действовать в порядке очередности.
Сначала разбираем одну сторону электродвигателя, это для того чтобы легче было снять а затем насадить подшипник. В том случае, когда вы разберете электродвигатель с двух сторон, съемник будет тянуть сам ротор и подшипник без дополнительной фиксации не снимется, а когда будет стоять вторая крышка, то ротор будет зафиксирован и менять их будет легче.
После того как вы сняли шкив и крышку, необходимо стянуть подшипник. В зависимости от его размера мы используем трубчатый или съемник с подковами. Также подойдет и съемник с лапами.
Установив съемник фиксируем его при помощи лома, это необходимо для того что бы он не проворачивался. Кстати хотел бы еще напомнить, убедитесь что нет стопорных колец перед подшипником, иногда их совсем не видно. После того как все установлено и зафиксировано начинайте проворачивать винт съёмника, вполне возможно потребуется лом. Если подшипник не идет, целесообразно ударить кувалдочкой по торцу винта съемника. В большинстве случаев это помогает, и подшипник сдвигается с мертвой точки. Чуть грубой силы и все у вас получится…
Насадить подшипник немного проще, есть вариант забить его при помощи трубы подобранной по диаметру подшипника, ну а лучше нагреть его в кипящем масле. Для этой цели поставьте ведро с маслом на электроплитку, киньте туда подшипник и ждите пока закипит. После того как масло закипело, ждите еще 10 минут, далее вытаскиваем его крючком, и взяв его какой то приспособой (тряпки, клещи что под руку повернется) насаживайте на ротор. Достаточно легкого постукивания молотка и самый большой подшипник легко встанет на место. После того как он встал на свое место смазываем его смазкой с расчетом 2/3 то есть третья часть без смазки. Такие же пропорции выдерживаем в крышках флянцев. Одна сторона готова и её можно собирать, полностью собрав разбираем вторую сторону и повторяем вышеописанный процесс по замене подшипника.
Мы рассмотрели замену подшипников на большом двигателе, на маленьком менять гораздо проще и быстрее, но принцип остается тот же. Хотелось бы посоветовать вовремя смазывать подшипники, но бывает и такое что они летят после месяца эксплуатации, так что старайтесь не покупать дешевые подшипники от китайских производителей – это бессмысленная трата времени и денег.
| Подключение магнитного пускателя > |
| Следующая > |
elektro-blog.ru
11 августа 2006
Какие подшипники установлены в вашем двигателе? Далеко не все автомобилисты отвечают на такой вопрос вразумительно. Один далекий от техники человек сказал прямо: "Вот уж десять лет езжу, а не знаю, что там есть внутри".Тем не менее подшипники там есть. И не какие-то, а вполне определенные. Они долговечны, но не вечны, а когда выходят из строя, то без понимания сути дела не обойтись. Ну, а для профессионалов-ремонтников это попросту обыденная материя.Как работает подшипникВ современных автомобильных двигателях опорами для коленчатых и распределительных валов почти исключительно служат подшипники скольжения. Подшипники качения (шариковые, роликовые, игольчатые) применяют для подобных целей лишь в небольших мотоциклетных моторах.Необходимая работоспособность подшипников скольжения достигается использованием так называемого эффекта масляного клина. При вращении гладкого вала в зазор между валом и отверстием подается масло. Поскольку нагрузка, действующая на вал, вызывает его эксцентричное смещение, масло как бы затягивается в суживающуюся часть зазора и образует масляный клин, препятствующий соприкосновению вала со стенками отверстия. Чем больше давление и вязкость масла в зазоре, тем большую нагрузку (до соприкосновения поверхностей) выдерживает подшипник скольжения.Фактическое давление масла в зоне клина достигает 50–80 МПа (500–800 кг/см2), а в некоторых конструкциях и больше. Это в сотни раз выше, чем в подающей системе. Однако не следует думать, что давление подачи мало влияет на работу подшипника. Чем оно больше, тем интенсивнее идет прокачка масла через подшипник и тем лучше его охлаждение.При определенных условиях режим работы с минимальным трением (его также называют жидкостным) может быть нарушен. Это случается при понижениее вязкости масла (например, из-за его перегрева вследствие недостаточной подачи) и снижении частоты вращения при возрастании нагрузки.Нередко, особенно после ремонта двигателя, сказывается и неоптимальная геометрия узла. При незначительном отклонении формы поверхностей от цилиндрической, при перекосе осей и других дефектах деталей возможно местное возрастание удельной нагрузки (то есть нагрузки, отнесенной к площади поверхности) выше допустимого предела. Тогда пленка масла в этих местах становится тонкой, а поверхности вала и подшипника начинают соприкасаться по микронеровностям. Возникает режим полужидкостной смазки, характеризующийся возрастанием трения и постепенным разогревом подшипника. Дальше это может привести к так называемому граничному трению с полным соприкасанием поверхностей, следствием которого будет перегрев, схватывание (задиры), заедание, расплавление и разрушение подшипника.Понятно, что в эксплуатации режим граничного трения неприемлем. Тем не менее он появляется при нарушении подачи масла, а это чаще всего происходит из-за его нехватки в картере, то есть либо вследствие недосмотра водителя, либо при повреждении поддона картера в результате наезда на препятствие.Режим полужидкостной смазки допустим лишь на короткое время, когда он не успевает сказаться на износе подшипника. Пример – пуск холодного двигателя. Правда, тут есть другая опасность: при очень низкой температуре масло можеты быть слишком вязким и его нормальная подача восстанавливается долго (20–30 секунд и более). Тут уже полужидкостная смазка способна заметно повлиять на износ деталей.Совершенствование автомобильных двигателей связано с постоянным ростом частоты вращения и увеличением мощности. Одновременно наблюдается повышение компактности конструкций, в том числе уменьшение ширины и диаметра подшипников. Это значит, что удельные напряжения в узле растут. А поскольку нагрузка на подшипник при работе двигателя циклически изменяется по величине и направлению, становится реальным так называемое усталостное разрушение деталей. Чтобы обеспечить работоспособность подшипников в таких условиях, требуются специальные конструкции, материалы и технологии.Как он устроенОбычно подшипники коленчатых валов в современных двигателях выполняют в виде тонкостенных вкладышей или втулок толщиной 1,0–2,5 мм (редко больше). Вкладыши коренных подшипников коленчатого вала делают толще из-за необходимости разместить круговую канавку для подачи масла к шатунным подшипникам. Общая тенденция – уменьшение толщины вкладышей, которая сейчас составляет в среднем 1,8-2,0 мм у коренных и 1,4–1,5 мм у шатунных подшипников. Чем тоньше вкладыши, тем лучше они прилегают к поверхности корпуса (постели), тем лучше теплоотвод от подшипника, точнее геометрия, меньше допустимый зазор и шум при работе, больше ресурс узла.Чтобы при установке в постель вкладыш точно принял ее форму, в свободном состоянии он должен иметь натяг по диаметру постели (так называемое распрямление) и нецилиндрическую форму переменного радиуса. Кроме того, для хорошего прилегания к поверхности и удержания от проворачивания необходим натяг и по длине вкладыша – его называют выступанием. Все эти параметры зависят от толщины, ширины и диаметра вкладышей, при этом распрямление составляет в среднем 0,5–1,0 мм, а выступание – 0,04–0,08 мм. Однако для надежной работы подшипника и этого еще недостаточно. Около разъема толщину вкладышей уменьшают на 0,010–0,015 мм, чтобы избежать задиров в этих местах. Они могут появляться из-за деформации отверстия в корпусе под действием рабочей нагрузки, когда рабочий зазор в подшипнике мал.Материалы для вкладышей могут быть разными. Их выбор увязывается с материалом коленчатого вала и его термообработкой, степенью форсировки двигателя и заданным ресурсом. В известной мере сказываются тут и традиции автомобильной фирмы.Вкладыши всегда делают многослойными. Основа вкладыша – стальная лента, которая обеспечивает прочность и надежность посадки в корпусе. На основу различными способами наносят слой (или слои) специального антифрикционного материала толщиной 0,3–0,5 мм. Основные требования к антифрикционному материалу – низкое трение по валу, высокая прочность и теплопроводность (то есть способность хорошо проводить тепло от поверхности в корпус подшипника). Первое требование лучше всего обеспечивают мягкие металлы, например, сплавы с большим содержанием олова и свинца (в частности, широко известные баббиты).В прошлом баббиты широко применялись на малофорсированных низкооборотных двигателях. С ростом нагрузок прочность таких вкладышей с толстым слоем баббита оказалась недостаточной. Проблема была решена заменой всего этого слоя на своеобразный бутерброд – свинцовооловянистую бронзу, покрытую тонким (0,03–0,05 мм) слоем того же баббита. Вкладыш стал многослойным. В современных двигателях "сталебронзобаббитовые" вкладыши обычно выполняют 4-слойными (под баббитом еще лежит очень тонкий подслой никеля) и даже 5-слойными, когда для улучшения приработки сверху на рабочую поверхность наносится тончайший слой олова. Именно так выглядят подшипники на многих иностранных двигателях.Наряду с этим широкое распространение получили и сталеалюминиевые вкладыши. Антифрикционным материалом здесь служат сплавы алюминия с оловом, свинцом, кремнием, цинком или кадмием, как с покрытиями, так и без них. Наиболее часто в мировой практике используется сплав алюминия с 20% олова без покрытия. Он хорошо противостоит высоким нагрузкам и скоростям вращения современных двигателей, включая дизели, и одновременно обладает удовлетворительной "мягкостью". Тем не менее сталеалюминиевые вкладыши жестче, чем баббитовые (или с баббитовым покрытием), поэтому более склонны к задирам в условиях недостаточной смазки.Вспомогательные и распределительные валы двигателей вращаются, как правило, с меньшей частотой, чем коленчатые и испытывают гораздо меньшие нагрузки, поэтому условия их работы легче. Вкладыши и втулки этих валов обычно делают из материалов, аналогичных вышеописанным. Кроме того, здесь иногда применяют баббит или бронзу без покрытия. Зачастую эти подшипники вообще не имеют втулок или вкладышей и образуются непосредственно растачиванием отверстий в головке блока цилиндров. В таких конструкциях головка выполнена из сплава алюминия с кремнием, который обладает неплохими антифрикционными свойствами.Общим для подшипников современных двигателей, особенно если речь идет об опорах коленчатых валов, является соответствие материала и конструкции вкладышей материалу и условиям работы вала (частота вращения, нагрузки, условия смазки и т. д.). Поэтому произвольная замена деталей, когда, например, при ремонте ставят вкладыши от другого двигателя, не может быть рекомендована. В противном случае долговечность отремонтированного агрегата может оказаться очень небольшой. Чтобы решаться на такой шаг, нужно иметь соответствующую информацию.Вкладыши – это очень точные (прецезионные) детали. Чтобы гарантировать малые (но вполне конкретные – в среднем 0,03–0,06 мм) рабочие зазоры в подшипниках, при изготовлении толщину вкладыша выдерживают с точностью порядка 5–8 мкм, а длину – 10–20 мкм. Нарушение этих требований может привести к изменению рабочего зазора в подшипнике или плотности посадки вкладыша в корпусе, что недопустимо из-за снижения надежности и ресурса всего двигателя в целом.Кто их производитСложность всего круга проблем, связанных с созданием высококачественных автомобильных подшипников скольжения, привела к тому, что их производство постепенно перешло к специализированным фирмам. За рубежом многие их таких фирм одновременно выпускают и другие детали двигателей, причем поставки идут как на конвейеры автозаводов, так и в запчасти. Некоторые фирмы такого рода входят в состав известных транснациональных производственных и торгово-промышленных корпораций. Из мировых изготовителей подшипников для двигателей следует в первую очередь отметить фирмы Kolbenschmidt (KS), Glyco, TRW, Sealed Power, Glacier, Clevite, Bimet. В последние годы подшипники начали делать и такие фирмы – "корифеи", как Mahle и Goetze. Среди "молодых" стоит упомянуть специализированную фирму King (Израиль), начавшую выпуск подшипников в начале 80-х годов.Большинство перечисленных производителей выпускает огромную номенклатуру подшипников и поставляет свою продукцию в запчасти повсюду, в том числе и на наш рынок (через дилеров или оптовые торговые компании). В основном, конечно, это подшипники для зарубежных двигателей – европейских, японских и американских.В продаже можно найти вкладыши как стандартные, так и различных ремонтных размеров (как правило, не более 0,75 мм) на большинство распространенных моделей "Ауди-Фольксваген", БМВ, "Мерседес", "Форд", "Опель", "Фиат", "Тойота", "Ниссан", "Мицубиси", "Мазда" и т. д. На менее распространенные модели, а также при необходимости покупки вкладышей большего ремонтного размера обычно приходится оформлять заказ и ждать в среднем 5–10 дней (у разных торговых фирм эти сроки различны).Качество такой продукции обычно не вызывает сомнений ни по геометрии, ни по материалам. Хотя, если есть выбор и сомнения в том, какой фирме-изготовителю отдать предпочтение, надо иметь в виду следующее. Такие фирмы, как, например, Kolbenschmidt, Glyco, Glacier – это одни из основных поставщиков массового производства. При покупке их изделий можно даже получить те же самые вкладыши, что стояли на двигателе "с рождения". Разница будет только в отсутствии на новых деталях эмблемы фирмы-изготовителя автомобиля. Кстати, поиск "родных" (или так называемых оригинальных) вкладышей ремонтных размеров может оказаться проблематичным. Не все автомобильные фирмы поставляют ремонтные вкладыши в запчасти, да и цена вкладышей в "оригинальной" упаковке, как правило, заметно выше, чем непосредственно от их производителя.Вкладыши других, менее именитых фирм обычно дешевле, хотя по качеству обнаружить отличия трудно. Более того, если есть выбор, то здесь можно попытаться учесть и условия эксплуатации автомобиля. Так, сравнительно дешевые вкладыши, как ни странно, несколько лучше противостоят низкокачественным маслам и маслофильтрам, "гуляющим" по нашим магазинам и рынкам, чем более дорогие сталебронзобаббитовые. Это, в частности, показала практика использования в ремонте сталеалюминиевых вкладышей фирмы "Кинг" вместо штатных бронзобаббитовых – такая замена не наносит ущерба надежности двигателей, зато позволяет заметно сэкономить.Некоторые из перечисленных фирм выпускают вкладыши и для наших машин. На нашем рынке уже можно найти эти изделия для двигателей ВАЗ производства фирм Clevite, Bimet и Glacier. Безусловно, они ощутимо дороже отечественных. Однако экономить на вкладышах при ремонте отечественных моторов не стоит. Сравнение с импортной продукцией отечественная обычно не выдерживает. Отклонения по толщине у некоторых наших товарных экземпляров достигают 25–30 мкм вместо 8 мкм, регламентированных допуском. В результате после зажатия крышкой внутрення поверхность подшипника приобретает неправильную форму, при которой, например, зазор в 0,07–0,09 мм в одном сечении подшипника может даже перейти в натяг в другом.
www.oavto.ru
Как заменить подшипник в двигателеЗамена подшипников электродвигателей. К основной функции электро двигателя в автомобиле относится создание вращающего момента. А для того, чтобы снизить процесс трения в механизмах вращения используются подшипники. При внимательном прослеживании за их состоянием можно в значительной степени увеличить срок службы подшипников внутри двигателя. Если произошла поломка, как заменить подшипник внутри двигателя как продлить срок службы.
Очень важно время от времени обращать внимание на их состояние и при необходимости менять подшипник в середине двигателя.
Если вовремя не произвести их замену, то статор и ротор, при вращении, начнут касаться друг друга. А это может способствовать выходу из строя элементов электро двигателя, которых заменить очень сложно. В большинстве случаев заменить ротор и статор невозможно. То есть придется покупать новый электродвигатель.
Чтобы произвести проверку подшипников для двигателя нужно установить электродвигатель на твердую поверхность, после чего положить на него руку и постепенно повращать вал. Если ротор вращается без заеданий и равномерно, значит всё в порядке, а если же слышны звуки царапания, то это означает, что пришло время сменить подшипники.
Для того чтобы проверить радиальный люфт нужно установить аппарат двигателя на твёрдой поверхности и попытаться отклонить вал. В пределах нормы, если есть небольшой зазор. А для того чтобы произвести проверку осевого люфта нужно произвести установку электро двигателя на ровной поверхности, и потянуть вал на себя. Максимальный размер отклонения может составлять 3 миллиметра. Но ни в коем случае не больше. Чем данная величина ближе к нулю, тем лучше.
Чтобы снять подшипник с двигателя нужно использовать специальный съемник. Для валов с большим размером лучше всего подойдёт съёмник с тремя лапками для захвата, а для валов меньшего размера – сменные пластинки.
Для того, что бы надеть подшипник на сердце двигателя, необходимо специальная металлическая трубка, диаметр которой должен соответствовать диаметру кольца у подшипника. Очень важно, чтобы при замене подшипника грязь не попала в него. Потому что от этого подшипник быстро выйдет из строя.
При установке подшипника можно предварительно нагреть его в масле, но при этом следует соблюдать осторожность. Нагревать подшипник лучше всего на электроплите.
В дальнейшей эксплуатации важным фактом является отсутствие необходимости в добавлении смазки.
ampersite.ru
