Что можно нагреть для расширения
Что можно нагреть для расширения
ПРИТЕРТЫЕ ПРОБКИ
Всем хорошо известно, что при нагревании тела расширяются.
Иногда в стеклянном флаконе притертая пробка так туго сидит, что ее не вытащишь. Очень большое усилие применить опасно — можно отломить горлышко и порезать руки. Поэтому прибегают к испытанному способу: к горлышку подносят горящую спичку, а флакон поворачивают, чтобы горлышко равномерно прогрелось.
Пламени одной спички достаточно, чтобы стекло горлышка от нагревания расширилось, а пробка, не успевшая нагреться, легко вынулась.
УДЛИНЕНИЕ ИГОЛКИ
Вырежь из пробки, из дощечки или выпили из фанеры такую дужку, как у нас на рисунке. Иглу воткни острием в целый конец дужки (на рисунке — левый), а ушком свободно положи на правый, срезанный. Подбери другую иголку, потоньше. Ее острие должно пройти сквозь ушко первой, горизонтальной иглы да еще войти в дерево на 2— 3 мм.
Эта вертикальная игла будет стрелкой нашего приборчика. Чтобы ее движение было заметнее, рядом воткни вторую, контрольную.
Контрольная иголка должна быть параллельна иголке-стрелке.
Нагрей теперь горизонтальную иглу на свече или спичке.
Она удлинится, ушко поползет вправо и отклонит вертикальную стрелку!
ТЕПЛОВЫЕ ВЕСЫ
Опыт 1
Для этого возьмите прямой кусок медной проволоки толщиной 1—2 миллиметра, длиной около 40 сантиметров. Воткните конец этой проволоки в отверстие, просверленное в деревянной палке примерно такой же длины, и подвесьте получившееся коромысло тепловых весов за середину на нитке. Уравновесьте его.
Может быть, для этого нужно будет подрезать деревянную палочку или, наоборот, подвесить к ней небольшой груз, например кусочки бумаги. Можно добиться равновесия и передвигая точку подвеса коромысла. Осветите коромысло настольной лампой, чтобы на стене один его конец, например медный, давал тень. На этом месте укрепите на стене белую бумагу и отметьте карандашом положение тени, когда коромысло висит строго горизонтально. Затем возьмите две зажженные свечи и подставьте их под медную проволоку. Когда она хорошо нагреется, она удлинится, и равновесие нарушится. Потому что нарушилось соотношение плеч. Конец проволоки опустится на несколько миллиметров. Это будет хорошо видно по тени на стене.
Если свечи убрать, медная проволока остынет, станет короче, то есть такой, какой была до нагревания, и коромысло наших тепловых весов, вернее, его тень встанет на свою метку.
Опыт 2
Красивый опыт можно сделать со стальной вязальной спицей.
Пропусти ее сквозь пробку (или обрезок моркови). По обе стороны спицы воткни в эту пробку две булавки, как показано на рисунке. Они должны стоять острыми концами на донышке стакана.
На концы спицы насади по морковке. Лучше не серединкой, а так, чтобы основная часть каждой морковки была внизу. Это сделает равновесие спицы более устойчивым: ведь центр тяжести опустился ниже! Получилось что-то вроде весов, Передвигая морковки, добейся, чтобы спица стояла совершенно горизонтально.
Получилось?
Ну, а теперь поставь под одно плечо этих весов зажженную свечу.
Внимание… Смотри-ка: нагретое плечо опустилось! Убери свечу — и через некоторое время равновесие восстановится.
В чем здесь дело?
Неужели одна сторона спицы от нагревания стала тяжелее? Нет, конечно. Просто она стала длиннее, и морковка «отъехала» дальше от точки опоры. Поэтому она и перетянула, как птичка перетягивала бегемота! А когда спица остыла, она снова укоротилась, и все стало по-прежнему.
РАЗЪЕДИНЕНИЕ СТАКАНОВ
Все тела при нагревании расширяются, а при охлаждении сжимаются – закон!
Дома мы то и дело сталкиваемся с проявлениями коварного закона: то треснет стакан, в который налили кипяток, то сожмет давлением завинчивающуюся крышку на банке так, что и не открыть, то лопнут от сильного мороза водопроводные трубы (в последнем примере речь идет о «неправильном» поведении воды, ведь она расширяется и при замерзании).
Но лучше с этим законом дружить!
Опыт
Как разъединить два стакана, вставленные один в другой?
Вчера их вымыли горячей водой да так и оставили. И они «схватились» так, что скорее разобьются, чем разделятся. Налейте в верхний стакан холодной воды, а второй опустите в миску с горячей водой. Несколько мгновений — и жестом фокусника вы их разделите.
РЖАВЫЙ ВИНТ
Шляпку заржавевшего винта, который никак не поддается отвертке, нагрейте паяльником. Дайте винту остыть и повторите попытку.
От резкого расширения, а затем сжатия частицы ржавчины и других посторонних веществ на поверхности резьбы должны отделиться. Если это не поможет сразу, повторите нагрев.
ДОСКА ВДРЕБЕЗГИ
Если вы хотели бы продемонстрировать свою силу, то есть показать, как под ребром вашей ладони разлетается в щепки толстая доска, выдаем тайну одного циркового артиста: перед выступлением он вымачивал подготовленную доску в воде и выставлял ее на мороз. Потом давал оттаять, снова мочил и опять замораживал. И так несколько раз.
Как вы догадываетесь, замерзающая вода рвала древесные клетки, и доска становилась рыхлой, некрепкой. Разломать ее резким ударом ладони нетрудно. Впрочем, обманывать нехорошо…
Кстати, что надо сделать с бубликом, чтобы увеличить его дырку?
РАСШИРЕНИЕ ШАРИКА
Проделаем опыт с расширением от нагревания твердого предмета. Хорошо бы найти металлический шарик от бильярда или от шарикового подшипника. По его размеру подыщите какую-нибудь металлическую пластинку с отверстием. Если диаметр отверстия меньше шарика, круглым напильником расширьте его.
Добейтесь, чтобы шарик, если его положить на отверстие, проваливался, не задерживаясь в нем. Но и зазора между шариком и отверстием не должно быть. Положите шарик на горячую плиту. Если плита газовая, то положите на металлический кружок, который есть у каждой хозяйки для предохранения некоторых блюд от подгорания. Когда шарик хорошо нагреется, возьмите его плоскогубцами и быстро положите на отверстие в пластинке, заранее укрепленной над металлической коробочкой. Шарик от нагревания увеличится в размере и в отверстии будет держаться до тех пор, пока не остынет. Когда остынет, сам проскочит сквозь него.
РАСШИРЕНИЕ МОНЕТЫ
Нагрейте монету и снова попробуйте ее пропустить между пластинками. У вас ничего не получится до тех пор, пока монета не остынет и не примет прежние размеры.
Еще проще можно проделать опыт при помощи двух гвоздей, забитых в дощечку. Расстояние между гвоздями должно равняться диаметру неразогретого пятачка.
Источник: «Здравствуй физика», Л.Гальперштейн; журн. «Юный техник»; «Космос у тебя дома» Ф. Рабиза
Что можно нагреть для расширения
НАГРЕВАНИЕ ВОЗДУХА
Что происходит с воздухом при нагревании?
Почему при нагревании воздух становится легче?
Куда девается его вес?
Возьми бутылку из белого стекла, по возможности с тонкими стенками. Подбери к ней плотную пробку. Если корковой пробки нет, годится свежая морковка. Подбери стеклянную или пластиковую трубочку и плотно вставь ее в отверстие пробки. Налей в бутылку немного подкрашенной воды. Нижний конец трубки должен быть погружен в воду.
Когда ты обхватишь бутылку руками, вода начнет подниматься по трубке. Значит, что-то вытесняет из бутылки воду, раз она полезла в трубку!
Что же это такое?
Ты, наверное, уже сообразил, что это опять он, невидимка-воздух. Тепла твоих рук оказалось достаточно, чтобы воздух нагрелся, расширился и потеснил воду!
Наш опыт не очень интересен на первый взгляд. В нем ничто не вертится и не крутится, не летит и не взрывается, не подпрыгивает и не бьет фонтаном. Но результат получился очень важный: при нагревании воздух расширяется. И расширяется сильно, если даже теплота твоих рук дала заметное действие.
А теперь о весе!
Скажем, был у тебя один литр воздуха. И весил этот воздух 1,2 г (одну целую и две десятых грамма). Столько примерно он и весит. А потом ты этот воздух нагрел, да так сильно, что он расширился вдвое и стал занимать уже не 1 л, а 2. Сколько же он теперь весит? Да те же самые 1,2 г. Воздух ведь ниоткуда не прибыл и никуда не убыл. Просто он расширился, сделался более редким. Значит, общий вес нагретого воздуха не изменился.
Что же тогда изменилось?
Изменился вес 1 л. Если литр холодного воздуха весил 1,2 г, то 2 л горячего воздуха весят те же самые 1,2 г. Значит, 1 л теперь весит 1,2:2 = 0,6 г. Горячий воздух стал как бы легче потому, что он стал реже.
В действительности, для того чтобы воздух расширился вдвое, его нужно нагреть очень сильно, примерно до 300°. В наших опытах он нагревается гораздо слабее. Но все равно: даже и при небольшом нагревании воздух на сколько-то расширяется. Значит, каждый литр, даже каждый кубический сантиметр его становится хоть немного легче.
И он теперь всплывет, поднимется в более холодном, более плотном окружающем воздухе. Он сможет крутить вертушку. Он сможет поднять легонькую оболочку мыльного пузыря. А если его будет очень много, разница в весе окажется достаточной, чтобы поднять целый воздушный шар-монгольфьер!
Ну, а если воздух снова охладить?
Отними ладони от бутылки, через некоторое время вода в трубке опустится и все придет в прежнее положение. Значит, при охлаждении воздух занимает меньше места, он сжимается.
ЗВУЧАЩАЯ МОНЕТА
Понаблюдаем, как расширяется газ. Для этого нам понадобится двухлитровая бутылка из-под газировки, монета размером с диаметр горлышка и стакан воды.
Положите пустую незакрытую бутылку минут на пять в морозильник. Затем выньте бутылку из морозильника и сразу же закройте ее мокрой монетой. Монету перед этим смочите, окунув ее в стакан с водой.
Через несколько секунд монета начнет издавать звуки, напоминающие пощелкивание, подскакивая и ударяясь о горлышко бутылки.
Почему?
Вещества от охлаждения сжимаются. Охлажденный воздух в бутылке сжимается, занимая меньший объем. Благодаря этому в бутылку входит дополнительное количество воздуха. Когда мы вынимаем бутылку из морозилки, воздух нагревается и начинает расширяться.
Расширяющийся воздух отрывает монету от горлышка и приподнимает ее с одной стороны. Когда излишек воздуха вышел наружу, монета падает на прежнее место. Этот процесс продолжается, пока температура внутри бутылки не сравняется с температурой воздуха снаружи.
Внимание!
Монета может перестать звучать, если она сдвинется с места идущим снизу воздухом и не будет Полностью накрывать горлышко бутылки. В этом случае передвиньте ее на место.
ВОДОПРОВОДНАЯ ТРУБА И ГРИБЫ
Сколько аварий бывает зимой, когда замезают водопроводные трубы!
Английский изобретатель Рональд Рейбоун предложил изготавливать их с пластмассовыми вкладышами, внутри которых находится воздух. Расширяющаяся при замерзании вода вместо того, чтобы давить на стенки трубы, сдавливает воздух в мягком пластмассовом вкладыше. Так коварный закон температурного расширения находит новую, безобидную точку приложения, и трубы остаются целыми.
Опыт
То, что замерзающая вода любит рвать трубы, можно удобно использовать… для сушки грибов и фруктов!
Быстро заморозьте их в морозильном холодильнике, а потом высушите.
Длительность сушки заметно сократится, а качество улучшится, потому что замерзающая вода рвет стенки растительных клеток и делает ткань пористой. По этим капиллярным ходам влага намного быстрее выделяется наружу и испаряется.
НАГРЕВАНИЕ ВОДЫ
Берем тот же аппарат, в котором мы нагревали воздух: бутылка с пробкой и трубочкой.
Будем нагревать воду.
На этот раз наполни бутылку водой до самого верха, до краев горлышка. Трубку выдвини повыше и заткни бутылку пробкой. Вытесненный пробкой излишек воды поднимется по трубке. Пусть он там установится на высоте 1—2 см над пробкой. Если будет больше, отлей. Хорошо было бы и здесь подкрасить воду чернилами.
Теперь воду в бутылке надо нагреть. Но здесь уже тепла твоих рук не хватит. Придется установить бутылку в кастрюлю с водой, подложив две палочки, чтобы под дном бутылки тоже была водяная прослойка, и все это сооружение поставить на огонь. Это называется «нагревать на водяной бане». Прямо ставить бутылку на огонь нельзя: она лопнет.
Следи внимательно за уровнем воды в трубке!
Смотри-ка: уровень немного опустился…
Что же это, неужели вода при нагревании сжимается?
Не спеши с выводами!
Уровень воды в трубке снова пополз вверх и поднимается все дальше и дальше, Он теперь выше, чем был с самого начала.
Значит, вода при нагревании все-таки расширяется. Ну, а почему же сначала уровень шел вниз? Не догадываешься? Да потому, что первой нагрелась бутылка и тоже расширилась. А потом уже тепло дошло до воды!
НАГРЕВАНИЕ СНЕГА
Как его нагреть?
Да набери в большую кастрюлю и принеси в кухню. В кухне тепло, и снег начнет таять. Налей немного воды на табуретку и поставь кастрюлю в эту лужицу. Через некоторое время попробуй кастрюлю приподнять.
Примерзла?
Конечно, нет. Ведь в кухне тепло, и снег даже в самой кастрюле тает.
Ну, а если помешивать снег в кастрюле палочкой? Хоть скалкой, хоть оглоблей. Все равно не примерзнет.
Но все-таки есть способ приморозить кастрюлю!
Брось в нее полную горсть соли. Теперь, если ты хорошо помешаешь да при этом не будешь сдвигать кастрюлю с места, она примерзнет!
Снег в кастрюле будет таять по-прежнему, но под ее дном образуется лед.
Не правда ли, таинственный опыт?
Тайну этого опыта легко разъяснится, если у тебя есть уличный термометр, который показывает плюсовые и минусовые температуры.
Опусти его в кастрюлю так, чтобы шарик касался снега. До прибавления соли термометр стоит на нуле. Так и должно быть, ведь именно температуру тающего снега и льда условились считать нулевой. А вот после прибавления соли термометр покажет уже минусовую температуру. Если, например, к тремстам граммам снега добавить сто граммов соли, смесь будет таять при 18° ниже нуля! Ясно, что при такой температуре чистая вода под кастрюлей замерзнет.
Ты, может быть, видел, как в больших городах в гололед тротуары посыпают солью. На улице мороз, но лед на тротуаре начинает таять!
А то еще золой посыпают. В ней тоже содержатся различные соли. И лед превращается в мокрую, грязную кашу.
СУХИМ ИЗ ВОДЫ
Положи на плоскую тарелку монету и налей немного воды. Монета очутится под водой. Теперь предложи товарищу взять монету голой рукой, не замочив пальцев и не выливая воду из тарелки. Едва ли он сообразит, как это сделать. А фокус в том, что воду надо отсосать.
Возьми тонкий стакан, ополосни его кипятком и опрокинь на тарелку рядом с монетой. Теперь смотри, что будет.
Воздух в стакане начнет остывать. А ты, наверное, уже слышал, что холодный воздух занимает меньше места, чем горячий. Мы об этом еще поговорим в свое время подробнее. Так или иначе, стакан, словно медицинская кровососная банка, начнет всасывать воду, и вскоре вся она соберется под ним. Теперь подожди, пока монета высохнет, и бери ее, не боясь замочить пальцы.
СТАКАН ПОЛЗЕТ
Воздух при нагревании расширяется. Ну, а при чем здесь какой-то ползущий стакан? Сейчас увидишь. Возьми кусок плоского стекла длиной около 40 см. Чисто вымой это стекло и под один его край подложи два спичечных коробка. Поставь на стекло стакан вверх дном. Только обязательно тонкий стакан. Толстый, граненый, стакан здесь не годится: он может лопнуть, да и слишком тяжел для нашего опыта. Стакан, конечно, будет стоять на месте: ведь наклон стекла очень мал.
Хорошенько смочи края стакана водой. Нет, и водяная «смазка» не помогает. Стакан все равно стоит на месте. Ничего, сейчас мы заставим лентяя двинуться в путь! А ну-ка, поднеси к нему горящую свечу или лучинку. Ближе, ближе, пусть почувствует жар.
Стакан все еще стоит. Смотри-ка: двинулся! Быстрее, быстрее ползет вниз, словно спасаясь от огня.
Что же здесь произошло? Воздух в стакане нагрелся и немного расширился. Он чуть-чуть приподнял стакан и вышел бы наружу, да мешает вода, которой смочены края. Стакан словно «повис» на водяной прослойке. Трение резко уменьшилось, и он пополз, вернее, поплыл вниз!
Источник: «Здравствуй, физика» Л. Гальперштейн; «Физика для любознательных или о чем не узнаешь на уроке» А.Майоров
Монтаж подшипников с помощью нагрева.
В тех случаях, когда установка подшипников в холодном состоянии невозможна, или, когда метод впрыска масла не подходит, можно использовать нагрев подшипника или его посадочного кольца.
Этот метод широко используется для установки крупногабаритных подшипников и других деталей машин, так как усилие, требуемое для монтажа, значительно возрастает по мере увеличения габаритов детали.
При нагреве подшипниковых колец, они расширяются в соответствии с коэффициентом теплового расширения. Диаметр увеличивается, что облегчает установку подшипника. Сразу после того, как кольцо сядет на сравнительно холодное седло вала, оно сжимается до своего правильного диаметра, охлаждаясь до температуры окружающей среды.
Следующие методы и процедуры для установки подшипников качения путем нагревания также являются удовлетворительными методами и для других деталей машин, таких как зубчатые колеса, втулки или диски.
Требуется тепло.
Количество тепла, требуемое для определенного применения, зависит от фактического размера кольца и посадки вала. Обычно нагрева опорных колец до температуры от 90°С до 110°С достаточно для простой установки.
Заметка:
При нагреве подшипников качения есть несколько основных правил, которые необходимо строго соблюдать:
Никогда не нагревайте подшипники качения или отдельные кольца подшипников непосредственно с помощью открытого пламени, дуговых и сварочных горелок или паяльников.
Даже с особой осторожностью невозможно точно контролировать температуру подшипника или кольца, и поэтому локализованный перегрев никогда не может быть исключен.
H1) Нагревание в масляной ванне:
Подшипники размещаются в масляной ванне и нагреваются до требуемой температуры монтажа.
Это очень равномерный нагрев подлежащих монтажу деталей и он позволяет удерживать детали при определенных регулируемых температурах с помощью термостата.
При применении метода нагревания с помощью масляной ванны необходимо внимательно рассмотреть некоторые моменты:
Любое масло подвергается ускоренному старению при частом нагревании. Это приводит к накоплению окисляющих частиц, которые связываются вместе с пылью, попавшей в масло. Этот осадок опускается на дно нефтяного резервуара.Во избежание возможного попадания таких частиц в нагреваемые детали следует использовать фильтры, или подшипники и кольца должны быть подвешены с помощью простых крючков.
H2) Горячие плиты и нагревательные боксы.
При установке большого количества малых или средних подшипников можно использовать нагревательные плиты или нагревательные боксы. В любом случае контроль температуры снова имеет первостепенное значение. В зависимости от их размеров нагревательные камеры могут также использоваться для нагрева небольших, а также средних корпусов или других частей машины.
Эти нагревательные плиты также требуют регулировки температуры или, по меньшей мере, фактическая температура нагретой части должна быть тщательно проверена.Оптимальными устройствами для монтажа подшипников являются специальные нагревательные плиты, которые обеспечивают выбор и контроль температуры.Как правило, в их комплекте должна быть крышка для защиты подшипников от быстрого охлаждения и обеспечения равномерного нагрева.
H3) Термокольца.
Другим вспомогательным устройством для установки отдельных игольчатых, роликовых или цилиндрических подшипников являются, так называемые, термокольца.
Обычно эти кольца предназначены для установки подшипников и могут быть очень полезными для снятия прессованных или замятых подшипников.При применении метода с термокольцами необходимо правильно смазать кольца машинным маслом.
Нагреваемое термокольцо должно быть окружено подшипниковым кольцом и зажато рукоятками.
Подшипниковое кольцо расширяется за счет передачи тепла и, следовательно, обеспечивает простой монтаж даже при плотных посадках.
Кольцо подшипника должно плотно удерживаться на контактной поверхности до полного остывания.
Это охлаждение произойдет очень быстро из-за сравнительно холодного вала.Термокольцо, однако, следует снимать только тогда, когда опорное кольцо плотно сидит на своем месте.
Опыт в регулировки температуры нагрева термоколец или продолжительности нагрева должен быть получен практикой, поскольку на эти параметры влияют отдельные эксплуатационные условия, такие как выбор кольца, масса валов и колец и т.д.
H4) Индукционный нагрев.
Индукционные нагреватели являются оптимальными для установки массового производства (например, редукторов, тормозных дисков, электродвигателей и т.д.), когда применяются жесткие или наложенные друг на друга посадки. Кроме того, они очень эффективны для использования обслуживающим и ремонтным персоналом (например, мотоперемотчиками).
Для этого метода, детали, подлежащие установке, нагреваются до необходимой температуры с использованием эффекта деления. Этот метод, как доказано, подходит для всех типов подшипников качения и является экономичным и быстрым.Нагреватель должен отвечать следующим минимальным требованиям:
В более современных конструкциях нагрев может контролироваться либо путем выбора температуры, либо по времени / длительности нагрева детали.В зависимости от конкретного изготовителя базовое оборудование может отличаться. Для оптимального использования индукционных нагревателей рекомендуется использовать несколько хомутов с различным поперечным сечением.В некоторых типах индукционных нагревателей имеются хомуты, которые позволяют им раскачиваться вбок для легкого доступа. Эта конструктивная особенность обеспечивает очень простой способ работы с нагретыми деталями.
Предупреждение:
Все типы индукционных нагревателей создают очень сильное магнитное поле. Внимательно ознакомьтесь с инструкцией по эксплуатации и рассмотрите рекомендации и инструкции по технике безопасности, предоставленные поставщиком оборудования для индукционного нагрева. Никогда не используйте индуктивно действующее оборудование, если у вас есть кардиостимулятор!
Всегда надевайте защитные перчатки при работе с индукционными нагревателями.Чтобы установить нагретые детали, аккуратно и плавно поместите их на сиденье до и против опорной поверхности или плеча, плотно прижмите деталь к контактной поверхности до тех пор, пока она не остынет до температуры окружающей среды. Это важно для правильного позиционирования подшипника.
Крепление подобранных подшипников.
Несколько типов подшипников, таких как конические роликоподшипники и радиально-упорные шарикоподшипники, используются парами.Эти установленные подшипниковые узлы (например, узлы конических роликоподшипников или комплекты шпиндельных подшипников), как правило, точно соответствуют стандартам изготовителя для обеспечения быстрого и простого монтажа, что позволяет избежать трудоемкой и умелой регулировки требуемого зазора или предварительной нагрузки.
При использовании одинарного подшипника или подшипника универсальной согласованной конструкции необходимо отрегулировать требуемый зазор или предварительную нагрузку во время монтажа в соответствии с индивидуальным применением и положением подшипника.Значения для отдельного зазора подшипника или преднатяга определяются либо по проекту, либо в случае работ по техническому обслуживанию в соответствующих руководствах по машинам.
В этом примере осевой зазор регулируется с помощью стопорной гайки.Перед регулировкой подшипника рекомендуется несколько раз вращать вал вручную, чтобы конические ролики правильно расположились на суставных ребрах внутреннего кольца.Для измерения фактического осевого зазора вал должен перемещаться от одного края хода к другому (то есть принимать крайние значения).
Эти прокладки имеют заданную ширину, которая при установке между соответствующими подшипниками определяет правильный осевой зазор.
После определения фактического осевого зазора главный распорный элемент снимается и заменяется соответствующей распорной деталью «R», чтобы стать частью подшипникового узла.
В случае установленных лицом к лицу подшипников и свободного корпуса, осевой люфт может регулироваться с помощью регулировочных прокладок.
На начальном этапе измерения ширина требуемых регулировочных прокладок (S) должна быть выбрана больше, чем измеренная ширина осевого зазора.
Для объемного монтажа используются другие процедуры и методы, такие как регулировка или предварительная нагрузка подшипников, путем оценки угла поворота ключа, используемого для затягивания контргайки динамометрическим ключом.
В некоторых случаях момент трения подшипникового узла используется в качестве индикатора определенного условия предварительной нагрузки.
Все используемые методы определяют оптимальные значения эмпирически, это означает, что необходимы расширенные испытания.
Установка многорядных подшипников.
Особое внимание следует уделять при установке подшипниковых узлов или многорядных подшипников, поскольку они могут состоять из нескольких отдельных компонентов, которые, возможно, придется устанавливать отдельно.
В дополнение к общим указаниям и рекомендациям, изложенным ранее, для отдельных подшипников, или в случае комплектных подшипников и разделимых компонентов подшипника может потребоваться определенная последовательность монтажа.Например, четырехрядный конический роликоподшипник NKE имеет кольца, которые были подобраны индивидуально. Поэтому во избежание возможной путаницы при монтаже, ни при каких обстоятельствах обычные подшипники или подшипники с разделяемыми частями не должны быть размещены вместе или смешаны.
Обычно для облегчения, или устранения смешивания частей подшипников они протравливаются или маркируются, особенно в случае конических роликовых подшипников, когда каждая отдельная разделительная деталь четко обозначена.
Смазка подшипников.
Во многих подшипниковых узлах, контактирующих с консистентной смазкой, их смазка практически невозможна после установки подшипников.Поэтому смазочную смесь необходимо наносить перед тем, как вставить подшипники в их кожухи.
Заметка:
После частых контактов многие люди имеют аллергическую реакцию на минеральные масла или смазки. Пожалуйста, всегда надевайте защитную одежду и защитные перчатки при работе со смазочными материалами и избегайте чрезмерного контакта с кожей.
При смазке подшипников качения следует учитывать некоторые основные правила:
Заметка:
Сам консервант не является смазывающим веществом и поэтому не проявляет смазочных свойств.
Объем наносимой смазочной смеси зависит главным образом от рабочей скорости подшипника.Для общего применения в каждом случае свободное пространство внутри подшипника должно быть полностью заполнено смазкой.Объем смазки, наносимый на полости подшипника, должен определяться с использованием рекомендаций.
При очень тяжелых рабочих условиях подшипники (например, для канатных дорог, шкивов крана и т.д.), которые работают на очень низких скоростях, могут быть полностью заполнены смазкой для устранения образования конденсата воды.
Особую осторожность следует проявлять при работе со смазочными материалами, поскольку мелкие частицы (например, пыль, песчинки, мелкие стружки и т.д.) будут прилипать к смазанным поверхностям.Все загрязнения, которые удерживаются смазкой, будут находиться непосредственно в подшипниках, наиболее чувствительных к растрескиванию.
Установка уплотнений.
При завершении монтажа подшипников и связанных с ними деталей часто приходится устанавливать уплотнения.Контактные уплотнения (то есть кольца O) или радиальные сальники трудно поддаются из-за относительно высокого трения между синтетическим каучуком (NRB) и сталью.Вот почему сухой монтаж таких уплотнений может привести к трещинам на чувствительных уплотнительных губах. Этот вопрос легко решается путем легкого смазывания уплотнительных поверхностей машинным маслом или стандартной смазкой подшипников перед установкой.
Многие конструкции контактных уплотнений, такие как сдвоенные уплотнения, применяемые в корпусах сплит-модулей, требуют смазки для заполнения всего свободного пространства между их уплотнительными губами для достижения оптимальных характеристик уплотнения.Смазка прокладочного уплотнения уменьшает трение во время первоначального вращения подшипника (то есть запуска).
Ввод в эксплуатацию подшипникового узла.
Перед вводом в эксплуатацию подшипника рекомендуется повернуть вал несколько раз вручную, насколько это возможно, чтобы обеспечить плавный и свободный ход.
Если планируется консистентная смазка, то смазывание, должно быть завершено после сборки всего подшипникового узла, но до монтажа корпуса, торцевых заглушек и т.д.В случае масляной смазки машина должна быть полностью оборудована всеми связанными с ней деталями машины и уплотнениями перед нанесением смазочного масла в соответствии с инструкциями изготовителя.
В некоторых случаях может потребоваться очистка трубопроводов подачи масла с помощью промывочного масла.Соответствующую информацию можно найти в руководствах по техническому обслуживанию или инструкциях по монтажу на конкретной машине.
Заметка:
В случае смазки маслом необходимо обеспечить достаточную подачу масла к подшипникам перед вращением подшипников или будет неизбежно повреждение вследствие недостаточности смазки при первом запуске.Таким образом, циркуляция масла должна начинаться до вращения валов.
В течение периода запуска скорость должна увеличиваться медленно до прогнозируемой рабочей скорости.
Каждый подшипник требует начального периода обкатки.
В течение этого периода микро шероховатость дорожки качения подшипников сглаживается.
Этот процесс обкатки может сопровождаться кратковременным увеличением шума при работе и несколько более высокой рабочей температурой (особенно при установке подшипника с консистентной смазкой).
Продолжительность периода запуска может варьироваться в зависимости от конкретного приложения от нескольких часов работы до максимум 48 часов.После этого рабочий шум должен уменьшиться до нормального уровня и рабочая температура тоже, до так называемой температуры выдержки.
Поскольку величина температуры выдержки определяется рядом влияющих факторов, нет общего правила или формулы, которые следует применять.
Практический опыт, накопленный в тех или иных ситуациях, может быть использован в качестве основы для оценки фактического состояния подшипника.
В каждом случае положения подшипников должны быть тщательно проверены на рабочую температуру, шум при запуске.Высокие температуры или повышенный шум при работе могут указывать на некоторую несоосность подшипника или загрязнение внутри подшипников, внутри смазки, и воздействие на соседние детали.
В случае каких-либо сомнений необходимо тщательно перепроверить все расположения подшипников.
Было доказано, что обширная перепроверка всегда дешевле любого дефекта подшипника.
Контроль состояния.
Подшипники качения во многих случаях являются важными частями машины или завода и жизненно важны.
Обычно подшипники качения являются чрезвычайно надежными, хотя они не имеют неопределенного срока службы.Для важных случаев и компоновки может быть разумным включить функцию мониторинга состояния подшипников на этапе проектирования.Такой мониторинг значительно повышает эксплуатационную безопасность установки, предоставляя возможность профилактического обслуживания путем выявления потенциальных источников отказа на самых ранних стадиях.
Однако решение по эффективному контролю за положением подшипников зависит от важности индивидуального расположения подшипника и простого анализа затрат.
Мониторинг подшипников может быть успешно выполнен с использованием очень простых методов, таких как регулярная запись рабочего режима и рабочей температуры, выполняемая опытным персоналом, который вручную определяет и подтверждает «нормальные» условия работы без какого-либо сложного измерительного оборудования.
Более надежным методом является постоянный контроль определенных параметров, таких как рабочая температура или уровни шумовых вибраций.
Существует также несколько комплексных систем мониторинга, которые обеспечивают непрерывный мониторинг и автоматическую оценку данных в режиме онлайн.
Такое оборудование и системы основаны на обнаружении изменений вибрационной характеристики подшипников качения, которые могут указывать на изменение их условий эксплуатации.
Подавляющее большинство всех подшипников качения состоит из наружного, внутреннего кольца, набора элементов качения и сепаратора (то есть фиксатора). В большинстве случаев внутреннее кольцо с сепаратором и элементами качения вращается, в то время как наружное кольцо подшипника неподвижно.
В нагруженных канавках подшипников так называемых «зонах нагрузки» возникают сдвиговые напряжения из-за нагрузки элементами качения.
Это непрерывное изменение между нагруженным и ненагруженным состоянием в зоне нагрузки вызывает процесс усталости материала кольца, что приводит к развитию микротрещин под поверхностью кольца в течение времени.
Это приводит к излому материала с дорожек качения несущего кольца.
Этот естественное явление, известное как «усталостная долговечность», было широко исследовано в течение нескольких лет и является базой для стандартизованной системы расчета показателей износа подшипников.Когда в загруженную зону вращающегося подшипника качения попадают посторонние частицы или отслаивающиеся частицы кольцевого материала, происходят некоторые колебания.Таким образом, изменение уровней вибрации может привести к возникновению неисправности подшипника.