33. Ремонт якорных подшипников

Якорные подшипники тяговых двигателей электровозов изготовляют по специальным техническим условиям ТУ37.006.048-73 "Подшипники качения для железнодорожного подвижного состава". Подшипники соответствуют классу точности 0 (ГОСТ 520-71) и могут работать с соответствующей смазкой при температуре окружающей среды в интервале от +55 до -60 °С. Кольца и ролики подшипников изготовляют из стали ШХ15 СГШ электрошлакового переплава. Допускается применение стали ШХ15 СГ по ГОСТ 801-60.

Условное пятизначное обозначение номера подшипника характеризует: диаметр вала в месте посадки подшипника (внутренний диаметр внутреннего кольца); серию подшипника - один из нормальных рядов подшипников, отличающихся по наружному диаметру и ширине при одинаковой конструкции и одинаковых внутренних диаметрах. Стоящие две цифры перед номером обозначают класс точности, по которому изготовлен подшипник, и ряд зазора. Справа от номера в отдельных случаях бывают указаны буквы, они свидетельствуют о наличии некоторых конструктивных особенностей подшипника.

Так, на тяговые двигатели НБ-406Б, НБ-407Б и ТЛ-2К1 устанавливают якорные подшипники с условным обозначением НО-42428М. Первые две цифры справа (28) указывают, что размер отверстия внутреннего кольца этого подшипника составляет 28X5=140 мм. Третья цифра справа (4) обозначает серию подшипника - тяжелая. Цифра 42 характеризует тип подшипника - подшипник радиальный с короткими цилиндрическими роликами с одним буртом на внутреннем и двумя буртами на наружном кольцах. Буква О обозначает точность изготовления подшипника - нормальная. Буква Н или стоящая вместо нее цифра указывает ряд радиального зазора подшипника. Буква Н соответствует нестандартному ряду. Буква М (справа после номера) обозначает, что ролики подшипника имеют бомбину (небольшую бочкообразность по цилиндрической поверхности). Аналогичные обозначения имеют и подшипники других типов.

На электровозах с косозубой двусторонней передачей конструкция подшипниковых узлов наиболее проста. С обеих сторон двигателя устанавливают одинаковые упорные подшипники (НО-42426М - на тяговые двигатели ДПЭ-400, НБ-411 или НО-42428М - на двигатели НБ-406, НБ-407Б и ТЛ-2К1), имеющие один буртик на внутреннем и два буртика на наружном кольцах. Монтаж и демонтаж этих подшипников весьма просты, так как сепаратор с роликами находится на наружном кольце. На вал двигателя устанавливают внутреннее кольцо, а в подшипниковый щит - наружное кольцо с роликами и сепаратором. Такая конструкция подшипника позволяет при разборке двигателя снять подшипник вместе с подшипниковым щитом, а затем легко его выпрессовать на прессе. Внутреннее кольцо подшипника, если оно не имеет дефектов, при деповском ремонте не спрессовывается с вала.

Аксиальный разбег якоря в остове при подшипниках 42000 и косозубой передаче установлен в пределах 5,7-9,0 мм для тяговых двигателей с небольшими отклонениями от этих значений по типам двигателей. Наличие такого большого разбега якоря в остове двигателя для подшипников неопасно, так как после установки двигателя на электровоз с косозубой передачей разбег ограничивается не подшипниками, а зубчатой передачей (при условии правильности монтажа зубчатой передачи и двигателя).

При прямозубой передаче и подшипниках 42000, когда осевые перемещения двигателя не ограничены передачей, разбег якоря в остове более 1 мм не допускается. При больших разбегах при перемещении якоря относительно остова в подшипнике возникали бы значительные аксиальные нагрузки, которые могли бы приводить к повреждению и разрушению подшипников. При прямозубой передаче (двусторонней и односторонней) применяют, как правило, конструкции подшипниковых узлов с одним упорным подшипником, другим свободным, в которых аксиальное перемещение якоря ограничено упорным подшипником.

На части выпущенных заводами тяговых двигателей ДПЭ-400, предназначенных для установки на электровозах ВЛ22М с прямозубой передачей, были применены якорные подшипники 22426 (со стороны коллектора) и 32426 (со стороны, противоположной коллектору).

Подшипник 22426, у которого внутреннее кольцо имеет два буртика, оказался очень неудобным при монтаже и демонтаже подшипниковых узлов, так как у этого подшипника сепаратор с роликами находится на внутреннем кольце. Поэтому напрессовку на вал и спрессовку внутреннего кольца с вала двигателя приходилось осуществлять вместе с роликами и сепаратором. В этой конструкции подшипника весьма затруднен также контроль состояния внутреннего кольца, и для ревизии подшипника необходимо спрессовывать сепаратор с роликами и внутреннее кольцо подшипника с вала двигателя. Поэтому в дальнейшем конструкция уже была доработана, и взамен подшипников 22426 на тяговых двигателях ДПЭ-400 были применены подшипники 92426, в которых имеется приставное кольцо, устанавливаемое с с внешней стороны подшипника. В этой конструкции значительно улучшаются условия монтажа и демонтажа подшипников, исключается необходимость спрессовки внутренних колец для разборки, промывки и проверки сепаратора и роликов подшипника.

Установка подшипника 92426 вместо подшипника 22426 не вызывает никаких затруднений, так как эти подшипники по габаритным размерам взаимозаменяемы.

Роликовые якорные подшипники в тяговых двигателях работают при больших нагрузках и высоких частотах вращения. Поэтому для обеспечения их надежной работы кольца, ролики и сепаратор изготовляют с высоким классом чистоты обработки, которая специально указывается в технических условиях (шероховатость роликов и колец для цилиндрических подшипников должна быть не ниже R_a=0,2 мкм).

Наличие дефектов на поверхностях качения деталей подшипника, недостаточная чистота их обработки, а также неточная сборка подшипниковых узлов в тяговом двигателе резко ухудшают условия их работы. Наличие таких дефектов приводит в эксплуатации к повышенному нагреву подшипников, из- носам рабочих поверхностей колец, роликов, сепаратора и может явиться причиной повреждения машины, особенно когда эти дефекты вызывают заклинивание подшипника. Поэтому состояние поверхностей качения деталей подшипника проверяют очень внимательно.

В связи с тем что при работе подшипников качество смазки постепенно ухудшается, а детали подшипников изнашиваются и могут повреждаться, при деповском ремонте тяговых двигателей наружное (или внутреннее) кольцо с роликами и сепаратором обязательно выпрессовывают. Подшипник промывают в течение 20-30 мин в специальной моечной машине или в выварочной ванне мыльной эмульсией, нагретой до температуры 90-95 °С. Допускается промывка подшипников в авиационном бензине или уайт-спирите.

Промытые подшипники просушивают обдувкой горячим воздухом или протирают салфеткой.

После промывки и очистки подшипники осматривают и проверяют состояние поверхностей качения.

О состоянии непросматриваемых поверхностей качения наружного кольца (в конструкциях подшипников, где ролики с сепаратором находятся на наружном кольце) или внутреннего кольца (в подшипниках, где ролики и сепаратор находятся на внутреннем кольце) судят по состоянию просматриваемых рабочих поверхностей соответственно внутреннего или наружного кольца и роликов, а также прослушиванием шума при вращении сепаратора с роликами. Наличие вмятин, царапин на роликах и дорожке качения внутреннего кольца, а также ненормальный шум при поворачивании сепаратора свидетельствуют о наличии раковин, шелушений на дорожке наружного кольца и требуют разборки подшипника.

У сепараторов тщательно осматривают заклепки и места перехода перемычек в тело сепаратора. Роликовые подшипники, в деталях которых обнаружены износы рабочих поверхностей выше допустимых, трещины, изогнутость сепараторов или их шайб, раковины, шелушение или отколы роликов или колец, а также заклинивание, заедание или ненормальный шум при проворачивании подшипника, заменяют новы ми или отремонтированными исправными.

При обнаружении ослабших заклепок и шайб сепараторов, а также зазоров между шайбой и сепаратором подшипник направляют в ремонт. Ослабшие заклепки заменяют новыми, изготовленными из мягкой стальной проволоки. Сепараторы с механическим износом заменяют.

Исправные внутренние кольца роликовых подшипников, имеющие нормальное состояние рабочей поверхности, при деповском ремонте с валов тяговых двигателей не снимают. Наличие трещин в кольце проверяют магнитными дефектоскопами, не снимая кольца с вала. При обнаружении трещин, проворота внутреннего кольца, а также других дефектов (раковин, шелушения и др.) кольцо с вала спрессовывают и заменяют исправным. Спрессовку производят с помощью индукционного нагревателя.

Для обеспечения необходимого натяга внутренних колец на валу двигателя в случаях их ослабления посадочную поверхность кольца наращивают нанесением слоя электролитического железа, электролитического цинка или полимерной пленки эластомера ГЭН-150В. Предельная толщина наращиваемого слоя электролитического железа допускается не более 0,5 мм, цинка и полимерной пленки - не более 0,2 мм.

Перед цинкованием кольца зачищают и обезжиривают в венской извести или в отходах карбида кальция, разведенного водой. Затем кольцо устанавливают в специальное приспособление и погружают в электролит. В состав электролита входят: цинк сернокислый (250-300 г/л), квасцы алюминиевые (25-50 г/л) и декстрин (10 г/л). Перечисленные компоненты растворяют в нагретой до температуры 60-70 °С воде. Раствор процеживают и сливают в бак для цинкования.

После окончания режима цинкования кольца промывают, а затем оцинкованную поверхность обрабатывают строго концентрично относительно наружной поверхности кольца мелким наждачным полотном или на станке.

Внутреннюю поверхность колец целесообразно восстанавливать нанесением полимерной пленки. Наличие такой пленки между валом и роликовым кольцом желательно также с точки зрения защиты колец и подшипника в целом от электро-эрозионного износа, так как полимерная пленка является изоляционной прослойкой и исключает возможность прохождения тока через подшипники.

Пленку клея ГЭН-150В наносят на тщательно очищенную и обезжиренную поверхность на специальном приспособлении (центробежным способом) или вручную кистью. В случаях когда требуется толщина пленки более 0,1 мм, ее наносят двумя-тремя слоями с интервалом не менее 20 мин.

Нанесенный слой должен иметь равномерную толщину. После нанесения полимерная пленка подвергается термообработке в течение 30- 40 мин при температуре 100-120 °С. Термообработку осуществляют в печах и обычно совмещают с нагревом кольца перед его напрессовкой на вал.

После восстановления посадочной поверхности измеряют диаметр внутреннего кольца. Для измерения применяют специальные приборы, имеющие двух- или пятимикронные индикаторы, или индикаторный нутромер. Цена деления шкалы приборов не более 0,01 мм.

Измерения проводят в трех сечениях по высоте кольца: два сечения на расстоянии 10 мм от каждого торца и одно по середине кольца. При использовании индикаторных нутромеров диаметр кольца измеряют в двух взаимно перпендикулярных плоскостях каждого сечения. За окончательное значение отклонения от номинального диаметра (при подсчете натягов) принимают серднее арифметическое шести отклонений, полученных при измерении диаметра кольца.

Размер внутреннего диаметра кольца должен обеспечивать посадку кольца на вал двигателя с установленным натягом. При диаметре шейки вала от 120 до 180 мм натяг должен быть в пределах от 0,03 до 0,065 мм.

На вал тягового двигателя внутренние кольца устанавливают горячей посадкой с нагревом колец до температуры 100-120 °С.

Для обеспечения надежной работы подшипника в эксплуатации очень важное значение имеет радиальный зазор в нем. Поэтому в процессе ремонта и при монтаже подшипника радиальный зазор тщательно проверяют сначала в свободном подшипнике, а затем на собранном тяговом двигателе.

По техническим условиям ТУ 37.006.048-73 радиальный зазор в свободном подшипнике

НО-42428М, применяемом на тяговых двигателях НБ-406, ТЛ-2К1, НБ-407Б, должен быть в пределах 0,185-0,210 мм. После ремонта зазоры в подшипниках должны соответствовать нормативам, указанным в Правилах ремонта электрических машин.

Радиальные зазоры в подшипниках измеряют специальными приспособлениями или щупом. Для этого подшипник свободно подвешивают на валу. Измерение осуществляют в нижней части подшипника между нижним роликом и дорожкой качения внутреннего кольца. Зазор измеряют 3 раза, провернув перед каждым последующим замером наружное кольцо вокруг оси на 120°, и определяют среднее арифметическое.

Радиальный зазор подшипников в собранных после ремонта тяговых двигателях при диаметре внутреннего кольца подшипника 140 мм должен быть 0,08-0,23 мм.

Радиальные зазоры в подшипниках при диаметрах внутреннего кольца 150 и 200 мм (тяговые двигатели электровозов ЧС2, ЧС2^т) соответственно должны быть 0,09-0,25 и 0,1-0,29 мм.

На один тяговый двигатель электровозов с двусторонней передачей необходимо устанавливать подшипники, у которых разница в значениях радиальных зазоров (в свободном состоянии) не более 0,07 мм; для тяговых двигателей электровозов с односторонней передачей эта разница не должна превышать 0,12 мм.

Чтобы обеспечить в подшипниках собранного двигателя нужные радиальные зазоры, необходимо учесть, что на их значения оказывают существенное влияние натяги щита в горловине остова, наружного кольца подшипника в горловине щита и внутреннего кольца на валу якоря. Чем больше натяги этих деталей, тем на большее значение уменьшается радиальный зазор о подшипнике на собранном двигателе по сравнению с радиальным зазором этого подшипника в свободном состоянии.

Если при ремонте якоря внутреннее кольцо с вала не снималось, то радиальный зазор подшипника перед запрессовкой его в щит проверяют, установив наружное кольцо подшипника с сепаратором и роликами на внутреннее кольцо, находящееся на валу двигателя. Радиальный зазор подшипника при этом должен быть меньше указанных норм для свободного подшипника примерно на значение натяга внутреннего кольца на валу двигателя.

В собранных подшипниках обязательно проверяют зазор плавания сепаратора. При центрировании сепаратора по бортам наружных колец зазор измеряют в верхней части подшипника пластинчатым щупом, сепаратор при замерах должен лежать внизу на бортах наружного кольца. При центрировании сепаратора по роликам зазор измеряют в нижней части подшипника, сепаратор при этом прижимается к роликам сверху. Зазор плавания сепаратора для подшипников НО-42426М и НО-42428М должен быть 0,5-1,8 мм (центрирование по бортам наружных колец).

Перед установкой новых подшипников их обязательно промывают от смазки, которая была нанесена на период их хранения. Для промывки используют бензин, в который добавляют 6-8% минерального масла.

Хранят подшипники в сухом вентилируемом и отапливаемом помещении при температуре от +10 до + 30 °С с суточным колебанием температуры не более 10 °С. Относительная влажность помещения не должна быть более 70%.

Роликовые подшипники необходимо предохранять от коррозии покрытием их деталей слоем смазки.

Подшипники, которые находятся в цехе менее 3 сут, покрытию смазкой для защиты от коррозии не подвергаются. Роль защиты от коррозии выполняет масляная пленка, оставшаяся на них после промывки. В случаях более длительного хранения (до 20 сут) подшипники смазывают тонким слоем легкого обезвоженного минерального масла. Если после ремонта подшипники передают в другое депо, то их необходимо надежно упаковывать в деревянные ящики и защищать от атмосферных осадков.