Техніка Подушечки
Поділіться
Підшипники - це деталі, покриті антифрикційним металом, що використовуються для направлення та підтримки обертових деталей.
Функція підшипників - зменшити тертя, отже, зменшити опір руху та запобігти зносу або захопленню деталей. Підшипники, як правило, складаються з двох елементів, які називаються оболонками, але вони також можуть бути цільними, в цьому випадку ми будемо говорити більше про кільця. Матеріалами, які зазвичай використовуються для їх виготовлення, є бронзові сплави з сурмою або свинцем.
Зазвичай підшипники встановлюються на підшипниках вала двигуна, на ручках, підшипниках розподільного вала, певних валах редуктора тощо.
У перших двигунах змащування здійснювалось "розбризкуванням", але швидко застосовувалось примусове змащення, особливо для деталей, що зазнають сильних навантажень, таких як підшипники колінчастого вала. У перші дні автомобілів підшипники, як правило, складалися з грубо обробленої литої бронзової оболонки, на яку виливали антифрикційний матеріал.
Потім його піддавали машинному шліфуванню та фінішній обробці. Іноді під час ремонту підшипники навіть шліфували вручну. В даний час виробничі процеси отримують вигоду від широкої автоматизації, і досягається висока ступінь обробки та точність. Найбільш поширені процеси, відомі як "стрічка", включають осадження антифрикційного сплаву плавленням або спіканням на суцільній смузі сталі ретельно підготовлений (кислотний або полірувальний), щоб забезпечити ідеальне зчеплення покриття.
Потім ця стрічка ділиться на прямокутні елементи, піддаються різним операціям до остаточного отвору, з можливістю електролітичного осадження шару (зазвичай: олово-свинець), призначеного для захисту від іржі сталевої оболонки та самого підшипника під час період пробою.
Все рідше застосовуються підшипники з бронзовими оболонками, які знаходять своє застосування у великих двигунах. Підшипники повинні мати деякі характерні властивості. Перший - сумісність матеріалу накладки з рухомим органом; ця умова практично завжди виконується: дійсно достатньо, щоб матеріали, що контактують, не були подібними (наприклад сталь на сталь).
Друга фундаментальна характеристика - здатність витримувати специфічний тиск і високу швидкість тертя.
При розрахунку підшипників перевіряється, що середній питомий тиск не перевищує значень, для яких здійснюється прямий контакт між підшипником і валом. Таким чином, в нормальних робочих умовах відбувається мокре тертя завдяки тонкій плівці масла, вставленій між підшипником і валом, або, як максимум, змішаному тертю (тобто частково прямому, а частково непрямому).
Робоча температура також є важливим поняттям: дійсно, якщо вона занадто висока, в'язкість масла зменшується. Між підшипником і валом відбувається прямий контакт, який закінчується захопленням і плавленням деталі.
Нагрівання є функцією коефіцієнта тертя матеріалу, що становить підшипник швидкості обертання, від типу можливості охолодження кількості оливи, що циркулює.
Накладки повинні мати певні особливості. Перший - дозволити включення в метал тертя твердих домішок, що переносяться маслом, інакше ці частинки швидко пошкодять вал; з тієї ж причини покриття повинно бути однорідним (без твердих компонентів, які можуть подряпати вал).
Одним з найбільш очевидних ознак зносу підшипників є падіння тиску в контурі змащення (що вказується манометром і - лише в екстремальних умовах - індикатором). Ця втрата тиску обумовлена витіканням масла між валом і підшипником. Падіння тиску саме по собі не є прямим і безпомилковим симптомом, це може бути пов’язано з іншими причинами; нарешті, в деяких випадках знос підшипника призведе до закриття мастильних каналів і, як наслідок, збільшення тиску в ланцюзі.
Серія ударів, що збільшуються з частотою обертання двигуна, також є ознакою надмірного зносу. Шум низький і низький, чітко відчутний, коли двигун працює на повній швидкості (повний газ) або під напругою на низькій швидкості. Що стосується великих кінцевих підшипників, шум навпаки більш металевий і високий, і ми можемо сприймати його чіткіше, коли двигун не піддається надмірній силі.
Щоб виявити поганий стан великих кінцевих підшипників, можна послідовно придушити запалювання до різних циліндрів двигуна. Посилення шуму буде відзначено, коли ця операція стосується поршня, шатун якого має надмірний хід на кривошипі або на поршневому штифті. Знос підшипників розподільного вала важче виявити за звуком; частота ударів буде визначальною (швидкість обертання вдвічі нижча, ніж у колінчастого вала в чотиритактних двигунах).
Безпосередня перевірка шатунних підшипників, розташованих в порядку від першого до останнього циліндрів, зазвичай визначає походження зносу. Причини в порядку важливості - наявність домішок в маслі, недостатнє змащення або через брак масла, або через його розпад; неправильне кріплення або вирівнювання підшипників або валів, перевантаження або корозія.
Присутні в маслі металеві домішки викликають подряпини на підшипнику і валу або точки плавлення через зміну навантажень, що підтримуються різними ділянками підшипника. Вони можуть виникати внаслідок поганого очищення механічних деталей під час складання, але також можуть бути спричинені під час взлому відривом металевих частинок від шестерень розподільного пристрою та масляного насоса.
Цей ризик свідчить про необхідність заміни масла після кількох сотень пробігів, як це зазвичай рекомендує виробник. Недостатня мастило спричиняє різні ефекти залежно від різних антифрикційних матеріалів.
У випадку з білим металом ми можемо спостерігати ковзання металу всередині оболонок, що призводить до повного руйнування накладки. Для рожевого металу ковзання поверхневого шару супроводжується сильним нагріванням, що може призвести до танення накладки. Порушення змащення або недостатнє змащення може залежати від кількох причин, серед яких найпоширенішими є:
- Нестача масла в картері;
- Недостатня витрата від масляного насоса;
- Несправність запобіжного клапана;
- Олія, яка занадто стара або занадто розбавлена, тому має занадто низьку в'язкість;
- Початок, взимку, з холодним прискоренням (в цьому випадку масло, недостатньо текуче, викликає кавітаційні явища і не всмоктується насосом).
Погана збірка призводить до тих же недоліків, що і погана змазка; як приклад можна навести:
- Недостатня відстань між підшипником і валом, що спричиняє зменшення кількості масла і, отже, перегрів;
- Встановлення оболонок догори дном, перекриття мастильного каналу;
- Неправильне кріплення колодки на своєму сидінні (колодка рухається в сидінні до зриву втоми). Зазвичай перевантаження пояснюються неналежним використанням транспортного засобу, наприклад:
- Тривалий холостий хід (на цій швидкості шар шару недостатньо товстий; погіршення відбувається через відшарування та розмивання антифрикційного покриття; зовнішній вигляд підшипника схожий на вигляд корозійних підшипників за кислотністю масла);
- Надмірне прискорення від двигуна, що працює на низьких оборотах і який бореться (сили, спричинені вибухом, дуже важливі, а витрата насоса низька; на дні підшипника з'являється слід матеріалу і навіть ознаки поломки);
- Надмірна швидкість обертання (у цьому випадку надмірними є інерційні навантаження). Корозія відбувається як ерозія пластини підшипника.
Це пов’язано з утворенням в олії органічних кислот, які атакують матеріали, про які відбувається тертя. Це явище виникає, коли картер недостатньо провітрюється, коли відбувається просочування вздовж поршня або коли масло періодично не змінюється. Якщо підшипники зношені, негайно зупиніть двигун і відвезіть машину в ремонтну майстерню, щоб уникнути подальших пошкоджень (колінчастого вала).
Після виявлення несправних підшипників їх видаляють. Перед цією операцією доцільно перевірити позначки на шатунах по відношенню до циліндрів, а також позначки на кришках валів, зазначаючи одночасно сторону, яка має ці позначки.
Це дозволить уникнути зміни положення кришок та їх перевертання. Після демонтажу підшипники також будуть марковані, перш ніж переходити до їх ретельного огляду. Шкаралупу також слід дослідити, щоб перевірити, чи нормальне спаровування. Як тільки причина несправності виявлена, проводиться ремонт, який може включати складні операції, такі як виправлення сидінь колінчастого вала та отвору підшипників.
Потім, після відповідного вимірювання валу та сидінь, серед різних доступних моделей вибираються підшипники, які найкраще підходять для отримання зчеплення, передбаченого виробником; цей зазор зазвичай становить кілька сотих на міліметр.
Потім підшипники встановлюють, дбаючи про відповідність між мітками на кожному з них та їхнім сидінням, а також відповідності між змащувальними отворами в підшипнику та іншими частинами. Зазор перевіряється під час складання за допомогою спеціального пластикового дроту, який розміщується між валом і ковпаком перед затягуванням до значень встановленого моменту.
Потім ковпачок знімається і вимірюється подрібнення, яке зазнає дріт, що дає змогу розрахувати, використовуючи таблицю перетворень, що постачається одночасно з дротом, величину зазору. Інший метод полягає у використанні каліброваних прокладок, виготовлені з латуні або паперу, які вставляються між валом і капотом перед затягуванням. Якщо хід правильний, вал можна повертати лише із значним зусиллям.
Ця система не дуже підходить для перевірки ходу великих кінцевих підшипників, оскільки може спричинити деформацію їхнього сидіння. Після проведення цих перевірок проводиться затягування з встановленим моментом. Значення, більші або менші, ніж вказані виробником, призводять до овальної обробки сидінь, що руйнує підшипник в результаті деформації мастильного отвору.