Металлографические исследования

Металлографические исследования колец подшипников качения из стали ШХ15 позволили сделать вывод о том, что их повторный после отпуска кратковременный (0,5—1,5 мин) индукционный нагрев токами постоянной частоты напряжением 220 или 380 В до 225 °С не вызывает снижения твердости более допустимого, не влияет на изменение структуры и физико-механических свойств материала и не нарушает стабильности геометрических размеров и формы. Вместе с тем повышение температуры нагрева подшипников до 225 °С позволяет производить их сборку с валами при величине зазора Dd = 0,01 Va практически для всех посадочных диаметров.

Большое влияние на распределение температуры по массе подшипника оказывает его расположение в зоне нагрева относительно магнитопроводов универсального индукционного устройства. При размещении подшипника между рабочими торцами магнитопроводов его наружное кольцо нагревается больше внутреннего, а температурный перепад между обоими кольцами составляет 60—100 °С, уменьшаясь с уменьшением диаметра наружного кольца подшипника. Эта неравномерность объясняется влиянием поверхностного эффекта, обусловленного возрастанием магнитного потока и вихревых токов к периферии подшипника. Для выравнивания температурного поля в обоих кольцах подшипника необходимо сконцентрировать часть магнитного потока и направить его через внутреннее кольцо, что достигается применением внутреннего сердечника, который может быть конусным либо цилиндрическим.

Сердечник значительно усиливает магнитный поток, пронизывающий массу внутреннего кольца подшипника, в результате чего его температура повышается, стремясь выравняться с температурой наружного кольца. Кроме того, на характер распределения температур в обоих подшипниковых кольцах оказывает влияние расстояние h от плоскости верхнего магнитопровода до верхнего торца подшипника при использовании конусного сердечника.

На рисунке приведены результаты экспериментального определения влияния расстояния на температуру нагрева наружного т; и внутреннего та колец подшипника в зависимости от продолжительности нагрева. Измерение температуры производилось с помощью хромель-копелевых термопар, привариваемых к кольцам подшипника, и электронного потенциометра. Средняя скорость нагрева 425 °С/мин, напряжение U = 380 В. Температурный перепад между кольцами подшипника зависит от величины h. При этом было установлено, что на выбор величины оказывают влияние масса и геометрические размеры подшипника, его конструкция, а также электрические и конструктивные параметры нагревателя.

В связи с тем что во время индукционного нагрева закаленная подшипниковая сталь намагничивается, подшипник по окончании нагрева требует размагничивания. Размагничивание осуществляется сразу же после нагрева подшипника путем плавного изменения напряжения в катушках от 0 до 220 В и обратно с помощью автотрансформатора, в результате чего магнитное поле, пронизывающее массу подшипника, изменяется от пуля до максимума и обратно.

Контроль температуры нагрева подшипника осуществляется косвенно программным реле времени, которое подает команду на отключение индуктора. Выдержка времени устанавливается предварительно на основании экспериментальных исследований нагрева подшипников и их сборки с валами. Погрешность срабатывания реле составляет ± 0,5 с, что соответствует отклонению температуры всего лишь на 2—3 °С.

Индукционно-тепловая технология сборки подшипниковых узлов качения с применением универсального нагревательного оборудования внедрена с положительными результатами на ряде предприятий страны. Вместе с тем тепловая сборка неподвижных соединений колец подшипников с корпусом и валом предъявляет повышенные требования к сборочной технологичности конструкции соединения с гарантированным натягом и к точности формы сопрягаемых поверхностей в связи с переносом погрешностей в подшипниковых узлах агрегатов машин.
Технологии производства:
© 2009-2013 Все права защищены и принадлежат их владельцам. [+]