Cum se instalează rulmenții cu flanșă: Ghid pas cu pas

Pentru a instala rulmenți cu flanșă corect, trebuie să curățați carcasa și arborele, să verificați toleranțele de potrivire dimensională, să apăsați sau să loviți rulmentul drept în orificiul carcasei, fără a aplica forță prin elementele de rulare, să îl asigurați împotriva mișcării axiale și să lubrifiați corespunzător înainte de exploatare. Rulmenți radiali cu bile cu flanșă sunt printre cele mai utilizate tipuri de rulmenți în mașinile ușoare, sistemele transportoare și echipamentele de transmisie a puterii - flanșa lor integrată simplifică montarea și amplasarea axială în comparație cu rulmenții cilindric standard. O instalare corectă durează mai puțin de 30 de minute cu instrumentele și cunoștințele potrivite; unul incorect poate reduce durata de viață a rulmentului de la zeci de mii de ore la doar câteva sute. Acest ghid acoperă fiecare pas în detaliu.

Ce sunt rulmenții cu flanșă și cum diferă aceștia de rulmenții standard

Un rulment cu flanșă este un rulment cu element de rulare cu o flanșă integrală - o jantă proeminentă sau guler - pe inelul exterior. Această flanșă servește ca o caracteristică de localizare axială pozitivă, permițând rulmentului să fie așezat pe o față prelucrată pe carcasă, mai degrabă decât să se bazeze pe inele elastice, inele de fixare sau prin presare numai pentru reținerea axială.

Cea mai comună variantă este rulment radial cu bile cu flanșă , care combină un rulment adânc cu bile cu o flanșă pe inelul exterior. Acești rulmenți suportă în principal sarcini radiale - forțe perpendiculare pe axa arborelui - cu capacitate de încărcare axială (împingere) moderată. Sunt disponibile atât în ​​dimensiuni metrice, cât și în dimensiuni imperiale și sunt produse de producători importanți, inclusiv SKF, NSK, FAG, INA și Timken.

Avantajele cheie ale rulmenților radiali cu bile cu flanșă

• Localizare axială simplificată: Flanșa se sprijină pe fața carcasei, eliminând necesitatea feroneriei de reținere separate în multe aplicații
• Instalare și demontare mai ușoară: Rulmentul poate fi împins dintr-o parte și amplasat fără acces intern la orificiul carcasei
• Pereții carcasei mai subțiri sunt permisi: Flanșa asigură reținere fără a necesita găuri adânci ale carcasei sau umeri groși
• Amprenta axială compactă: Deosebit de valoros în ansamblurile cu spațiu limitat, cum ar fi cutii de viteze mici și echipamente medicale
• Disponibilitate largă: Rulmenți radiali cu bile cu flanșă are stocked globally in hundreds of size combinations from 3mm bore to 50mm bore

Configurații comune ale rulmenților cu flanșă

Instrumente și materiale necesare pentru instalarea lagărelor cu flanșă

Adunarea instrumentelor corecte înainte de pornire previne metodele improvizate care deteriorează rulmenții în timpul instalării. Deteriorarea rulmenților din cauza instalării incorecte este o cauză principală a defecțiunii premature — conform SKF, peste 16% din defecțiunile timpurii ale rulmenților sunt cauzate de montarea incorectă .

• Set de instrumente de instalare a rulmenților sau instrument de montare: Se potrivește cu diametrul exterior al rulmentului — aplică forță inelului corect în timpul presării
• Presă cu arbore sau presă hidraulică: Pentru instalații de interferență; de preferat în detrimentul ciocanului pentru aplicare controlată și uniformă cu forță
• ciocan cu fața moale și manșon de instalare a rulmentului: Pentru potriviri ușoare de presare, atunci când o presă nu este disponibilă — manșonul trebuie să intre în contact numai cu inelul care este montat
• Etrier digital sau micrometru: Pentru a verifica diametrul arborelui, diametrul alezajului carcasei și dimensiunile rulmentului înainte de instalare
• Încălzitor lagăr sau placă fierbinte (de preferință încălzitor cu inducție): Pentru încălzirea rulmentului pentru a ușura instalarea pe arbori cu inele interioare cu fixare prin interferență
• Curățați cârpele fără scame și solventul (alcool izopropilic sau agent de curățare a frânei): Pentru curățarea alezajului carcasei, arborelui și suprafețelor lagărelor
• Unsoare sau ulei adecvat: Potrivirea vitezei de funcționare a rulmentului, a intervalului de temperatură și a condițiilor de sarcină
• cheie dinamometrică: Pentru strângerea elementelor de fixare a flanșei la valorile de cuplu specificate
• Aparate de măsurare: Pentru a verifica jocul axial și așezarea flanșei pe fața carcasei

Înțelegerea toleranțelor de potrivire înainte de instalare

Toleranța de potrivire este aspectul cel mai critic din punct de vedere tehnic al instalării lagărelor cu flanșă. Potrivirea greșită cauzează fie curgerea rulmentului (potrivire slăbită), fie stres intern excesiv și joc radial redus (potrivire prea strânsă) - ambele ducând la defecțiuni premature.

Montarea alezajului carcasei (inel exterior)

Pentru rulmenții radiali cu bile cu flanșă instalați în carcase, inelul exterior utilizează de obicei a potrivire de tranziție sau de degajare . Deoarece flanșa în sine asigură o locație axială, potrivirea orificiului carcasei nu trebuie să fie o interferență puternică. Cea mai comună toleranță a alezajului carcasei pentru rulmenții cu flanșă este H7 (standard ISO), care oferă un spațiu ușor pentru a se potrivi tranziția cu toleranța standard pentru diametrul exterior al rulmentului (js6 sau k6 pe diametrul exterior al inelului exterior).

De exemplu, un rulment radial cu bile cu flanșă cu a diametru exterior 35 mm instalat într-un orificiu de carcasă H7 ar avea un diametru al alezajului de 35.000 mm până la 35.025 mm, rezultând o potrivire variind de la 0,009 mm la o interferență de 0,016 mm, în funcție de diametrul exterior real al rulmentului în banda sa de toleranță.

Potrivire arbore (inel interior)

Potrivirea arborelui depinde dacă inelul interior se rotește în raport cu sarcina. Pentru aplicații cu inel interior rotativ (cel mai frecvent caz în care arborele se rotește), an potrivire prin interferență este necesar pentru a preveni curgerea inelului interior. Toleranțele tipice ale arborelui sunt j5, k5 sau m5 pentru sarcini radiale ușoare până la normale pe rulmenți radiali cu bile cu flanșe mici până la medii.

Pas cu pas: Cum se instalează rulmenții cu flanșă

Urmați această procedură pentru instalarea unui rulment radial cu bile cu flanșă într-un orificiu de carcasă cu un arbore rotativ. Adaptați pașii în care configurația dvs. specifică diferă.

Pasul 1 — Inspectați și curățați toate suprafețele de împerechere

Curăţaţi orificiul carcasei, suprafaţa de aşezare a flanşei de pe carcasă şi suportul arborelui cu o cârpă fără scame şi solvent. Îndepărtați toate urmele de grăsime veche, inhibitor de coroziune, așchii de prelucrare și resturi. Chiar și a Particulă de resturi de 0,01 mm prins sub un inel de rulment poate cauza dezaliniere și concentrare a tensiunilor. Inspectați orificiul carcasei pentru bavuri, margini înălțate sau deteriorarea suprafeței - tratați orice imperfecțiuni cu o pilă fină sau o pânză de smirghel înainte de a continua.

Nu deschideți ambalajul rulmentului decât imediat înainte de instalare pentru a minimiza expunerea la contaminare. Manipulați rulmentul cu mâini curate și uscate sau cu mănuși curate.

Pasul 2 — Verificați dimensiunile cu instrumente de măsurare

Măsurați diametrul orificiului carcasei, diametrul arborelui și alezajul rulmentului și diametrul exterior cu un micrometru calibrat sau un șubler digital. Comparați cu specificațiile rulmentului și cu toleranțele necesare. Un alezament al carcasei măsurat la 35.030 mm pentru un diametru exterior al rulmentului de 35.000–35.011 mm indică un joc excesiv — carcasa trebuie re-prelucrată sau trebuie selectat un rulment cu o toleranță de diametru exterior mai mare. Nu încercați niciodată să compensați o carcasă supradimensionată doar cu adeziv; aceasta este o remediere temporară care nu reușește sub sarcină.

Pasul 3 — Aplicați o peliculă ușoară de ulei sau lubrifiant pentru asamblare

Aplicați o peliculă subțire de ulei curat pentru mașină pe suprafața găurii carcasei și pe diametrul exterior al rulmentului. Acest lucru reduce forța de instalare necesară și previne uzura suprafeței inelului exterior al rulmentului în timpul presării. Nu utilizați unsoare în acest scop - vâscozitatea acesteia poate crea un efect de rezistență hidraulică care împiedică așezarea rulmentului.

Pasul 4 — Apăsați rulmentul în carcasă

Orientați rulmentul cu flanșa îndreptată spre exterior (spre dvs.), astfel încât să se așeze pe fața carcasei la instalarea completă. Utilizați un manșon de instalare de dimensiuni corecte sau un instrument de montare a rulmenților care contactează doar inelul exterior — nu apăsați niciodată prin mingi sau cușcă. Aplicați forța treptat și uniform folosind o presă cu arbore sau, pentru rulmenți mai mici în carcase cu interferență luminoasă, un ciocan cu față moale cu un manșon de rulment.

Apăsați rulmentul până când flanșa face contact complet și plat cu suprafața de așezare a carcasei. Veți simți și auzi o schimbare distinctă a rezistenței atunci când rulmentul este așezat complet. Nu loviți niciodată rulmentul direct cu un ciocan — chiar și o singură lovitură la cușcă sau la elementele de rulare poate crea adâncituri de saramură pe căile de rulare care cauzează vibrații și defecțiuni premature.

Pasul 5 — Instalați arborele prin inelul interior

Pentru inelele interioare de fixare prin interferență, încălziți rulmentul 80°C–100°C (176°F–212°F) folosind un încălzitor cu inducție sau o baie de ulei înainte de a aluneca pe arbore. La 80°C, un inel interior al rulmentului cu un alezaj de 20 mm se extinde cu aproximativ 0,014 mm — suficient pentru a aluneca pe majoritatea arborilor de toleranță k5 sau m5 fără forță. Nu depășiți niciodată 120°C pentru rulmenții standard cu lubrifiere cu grăsime, deoarece temperaturile mai ridicate degradează grăsimea și pot afecta proprietățile oțelului rulmentului.

Împingeți rulmentul încălzit complet pe arbore până când ajunge în contact cu umărul arborelui. Țineți-l ferm de umăr până când se răcește suficient pentru a prinde axul - de obicei 2 până la 5 minute . Dacă inelul interior trebuie presat la rece, utilizați un manșon de instalare care atinge doar fața inelului interior și apăsați cu o presă pentru arbore.

Pasul 6 — Verificați poziționarea flanșei și jocul axial

După instalare, verificați dacă flanșa este așezată complet și uniform pe suprafața carcasei utilizând calibre de palpație. Un decalaj de mai mult de 0,05 mm în orice punct din jurul flanșei indică că rulmentul este înclinat sau nu este apăsat complet până la capăt. Corectați acest lucru înainte de a continua — un rulment radial cu bile cu flanșă armat va genera o încărcare neuniformă pe calea de rulare, care reduce semnificativ durata de viață.

Verificați dacă arborele se rotește liber cu mâna. Rulmentul trebuie să se rotească lin, fără asperități, blocări sau joc axial excesiv. O oarecare rezistență strânsă la mână este normală într-un rulment de fixare prin interferență montat corect.

Pasul 7 — Fixați flanșa și aplicați lubrifierea finală

Dacă aplicația folosește reținerea flanșelor cu șuruburi (obișnuită în unitățile cu flanșe tip bloc de pernă), instalați și strângeți elementele de fixare de montaj în cruce la cuplul specificat de producător. Pentru un șurub tipic al carcasei rulmentului cu flanșă M8, cuplul de strângere este în general 18–25 Nm în funcție de calitatea filetului și de materialul carcasei.

Pentru rulmenții radiali cu bile cu flanșă deschise (neecranați), împachetați rulmentul cu cantitatea corectă de unsoare înainte de a închide carcasa. Orientarea generală pentru rulmenții lubrifiați cu grăsime este umplerea 30-50% din spațiul liber în interiorul rulmentului și al carcasei. Supraumplerea provoacă generarea de căldură în exces din agitare. Rulmenții etanșați pre-unsați nu necesită lubrifiere suplimentară la instalare.

Considerații speciale pentru instalarea rulmenților radiali cu bile cu flanșă

Instalarea în carcase cu pereți subțiri sau moi

Carcasele din aluminiu și plastic sunt comune la mașinile ușoare, unde reducerea greutății este o prioritate. Aceste materiale au o limită de curgere semnificativ mai mică decât oțelul - apăsarea unui rulment radial cu bile cu flanșă într-o carcasă de aluminiu cu o potrivire prin interferență riscă să deformeze orificiul carcasei sau să crape materialul. Pentru carcase moi, utilizați a potrivire de tranziție (H7/js6) combinat cu un strat subțire de compus de reținere a rulmenților (cum ar fi Loctite 638 sau echivalent) pe diametrul exterior al inelului exterior. Acest lucru realizează o retenție adecvată fără stres mecanic. Lăsați compusul de reținere să se întărească complet - de obicei 24 de ore la temperatura camerei — înainte de aplicarea sarcinilor operaționale.

Instalarea carcasei cu orificiu traversant vs

Rulmenții cu flanșă instalați în carcasele cu orificii traversante beneficiază de cel mai ușor acces la instalare — rulmentul poate fi presat din partea flanșei până când este așezat. În carcasele cu găuri oarbe (unde alezajul are fundul închis), asigurați-vă că adâncimea carcasei este prelucrată pentru a se potrivi exact cu lățimea rulmentului, lăsând 0,1–0,2 mm spațiu liber în partea de jos pentru a preveni atingerea capătului fără flanșă al rulmentului înainte ca flanșa să se aseze complet pe față.

Montare lagăr cu flanșă pereche sau duplex

Unele ansambluri de arbore utilizează doi rulmenți radiali cu bile cu flanșe în configurații opuse pentru a face față sarcinilor axiale bidirecționale. În acest aranjament, un rulment localizează arborele axial (capăt fix), în timp ce celălalt permite o uşoară plutire axială (capăt plutitor). Rulmentul cu flanșă cu capăt fix este reținut complet de flanșă și de un umăr al arborelui sau de un inel elastic. Rulmentul cu capăt flotant folosește o potrivire puțin mai slăbită a carcasei - de obicei Toleranta H8 — pentru a permite dilatarea termică a arborelui fără a induce solicitarea axială în rulment.

Greșeli comune de instalare a rulmenților cu flanșă și cum să le evitați

Următoarele erori reprezintă majoritatea defecțiunilor premature ale lagărelor cu flanșă întâlnite în practica de întreținere și inginerie pe teren.

Selectarea lubrifierii pentru rulmenți radiali cu bile cu flanșă

Majoritatea rulmenților radiali cu bile cu flanșă utilizați în aplicații cu sarcini ușoare până la medii vin pre-unsați și dublu ecranat din fabrică, nefiind nevoie de lubrifiere suplimentară la instalare. Cu toate acestea, rulmenții deschiși și tipurile etanșate relubrifiate necesită o selecție atentă a lubrifiantului.

• Aplicații de uz general (0°C până la 80°C, viteze moderate): Unsoare NLGI de grad 2 pe bază de litiu - standardul industrial pentru majoritatea rulmenților radiali cu bile cu flanșe
• Aplicații de mare viteză (peste 70% din viteza limită a rulmentului): Grad NLGI 1 sau lubrifiere cu ulei cu vâscozitate scăzută pentru a reduce pierderile prin agitare
• Aplicații la temperaturi ridicate (peste 120°C): Unsori pe bază de poliuree sau esteri sintetici cu rating de temperatură ridicată
• Echipamente medicale sau de prelucrare a alimentelor: Unsoare alimentară clasificată NSF H1 (bază de ulei mineral alb, agent de îngroșare complex de aluminiu)
• Medii cu temperatură scăzută (sub -20°C): Unsoare sintetică PAO sau pe bază de silicon pentru funcționare la temperaturi scăzute

Cum să îndepărtați rulmenții cu flanșă pentru înlocuire

Unul dintre avantajele rulmenților radiali cu bile cu flanșă este că sunt, în general, mai ușor de îndepărtat decât rulmenții cilindric cu fixare prin presare standard, deoarece flanșa oferă o suprafață de prindere.

1. Scoateți mai întâi arborele dacă este posibil — retrageți arborele prin inelul interior înainte de a încerca să scoateți rulmentul din carcasă.
2. Utilizați un extractor de rulmenți sau un extractor de găuri oarbe pentru a aplica forță de retragere pe inelul exterior sau pe fața flanșei — nu trageți niciodată de inelul interior sau de cușcă atunci când scoateți un rulment dintr-o carcasă.
3. Pentru rulmenți lipiți cu compus de reținere, aplicați căldură localizată pe carcasă (nu pe rulment) pentru a înmuia adezivul - de obicei 150°C până la 200°C este suficient pentru majoritatea compușilor de reținere a rulmenților.
4. Inspectați rulmentul scos pentru semne de uzură, spărturi, spărturi sau decolorare a canalului de rulare înainte de a decide dacă să reutilizați sau să înlocuiți. In general, înlocuiți întotdeauna rulmenții scoși din serviciu în aplicații critice — costul unui rulment nou este mult mai mic decât costul unei a doua îndepărtări din cauza defecțiunii rulmentului reutilizat.
5. Inspectați și recondiționați alezajul carcasei și pivotul arborelui înainte de a instala rulmentul de schimb — deteriorarea acestor suprafețe de la rulmentul defect este o cauză comună a defecțiunilor repetate, dacă nu sunt abordate.