Замена подшипника качения в двигателе

Вал электродвигателя вращается в подшипниках с большой скоростью. От их исправности зависит не только работа самого мотора, но и исправность приводимого им во вращение механизма. В статье рассмотрим подшипник качения, его диагностику и ремонт при неполадках в двигателе.

Подшипник качения состоит из двух обойм – наружной и внутренней, между которыми находятся тела вращения в виде шариков или роликов. Для равномерного распределения в пространстве между обоймами тела качения удерживаются сепаратором. Подшипники качения по конструкции и разделяются на:

Для мощных электродвигателей применяются подшипники скольжения, в которых вал вращается внутри металлического или полимерного кольца. Вращение происходит за счет масляной пленки между трущимися поверхностями. Давление масла подшипника постоянно поддерживается насосом. Для небольших двигателей бытового применения масло в подшипник скольжения вносится однократно и удерживается в нем за счет сил поверхностного натяжения. В процессе эксплуатации масло меняют или добавляют.

Диагностика подшипников качения

Подшипник должен работать в среде смазки. В процессе эксплуатации смазка высыхает (густеет) или уходит из подшипника под действием температуры. Она загрязняется продуктами износа тел качения, имеющих меньшую прочность, чем обоймы. Смазку нужно регулярно менять или добавлять. Большинство электродвигателей для этого требуют разборки, поэтому в быту смазку меняют не часто.

В итоге тела качения, недостаточно смазанные, начинают разрушаться более интенсивно, уменьшаясь в размерах. В подшипнике увеличиваются осевой и радиальный зазоры, вал двигателя получает дополнительную свободу в перемещениях. В первую очередь от этого страдает приводимый во вращение механизм. У болгарки, дрели или перфоратора из-за неисправностей подшипников электродвигателя быстро изнашиваются редукторы: механизмы для передачи вращения от двигателя к рабочему органу – диску или сверлу. Хотя чаще бывает наоборот: неисправный подшипник вала на выходе инструмента, создавая повышенную вибрацию, не только препятствует нормальной работе, но и заставляет электродвигатель создавать повышенное усилие на валу и перегреваться.

Зазоры между статорами и роторами электродвигателей небольшие. Поэтому при достижении радиальными зазорами в подшипниках вала критической величины, магнитопровод ротора цепляет магнитопровод статора. Нарушается изоляция пластин магнитопроводов друг от друга, в них появляются вихревые токи, нагревающие поврежденный участок.

Для своевременного выявления проблем, связанных с неисправностью подшипников, их нужно регулярно проверять. Для этого нужно вручную провернуть вал двигателя на несколько оборотов. Вал должен перемещаться свободно, без затираний, а вращение – не сопровождаться посторонними шумами. Ровный металлический «шелест» в подшипниках свидетельствует об отсутствии смазки, скрежещущие звуки – об износе тел качения.

Затем проверяется осевой и радиальные зазоры. Для мощных и ответственных агрегатов они измеряются с помощью щупов, но для аппаратов бытового применения достаточно собственных ощущений. Осевой зазор не равен нулю, иначе тела качения не будут смазываться и вращаться. Но если при покачивании вала в осевом направлении в подшипниках слышен легкий стук, а перемещения заметны глазом – подшипники нужно срочно менять. Так же производится проверки и радиального зазора. Определение работоспособности подшипника «на глазок» требует опыта. Поэтому подержите в руках новый подшипник и пошевелите его обоймы относительно друг друга, так вы почувствуете на ощупь нормальные зазоры.

Снятие подшипников с вала двигателя

Для демонтажа подшипников применяются съемники. Классическая конструкция съемника включает в себя два или три зацепа, которые зацепляют за внутреннюю обойму подшипника. Вал съемника упирают в вал двигателя и закручивают гайку. Съемник давит на вал и вытягивает подшипник с посадочного места.

Эти съемники удобны, но не универсальны.

Для различных габаритных размеров валов и подшипников нужен свой съемник. При необходимости частой смены подшипников в различных агрегатах продаются универсальные комплекты с широким диапазоном диаметров захватываемых внутренних обойм и длин валов.

Подшипник можно сбить с вала. Для этого под него нужно подвести жесткую поверхность, удерживающую внутреннюю обойму хотя бы в двух точках. Есть промышленные варианты таких съемных приспособлений, но если ни один съемник не доступен, можно приспособить для этого подручный материал. Самый распространенный метод – положить рядом два уголка, зажав между ними вал с подшипником. Толщина уголков должна быть такой, чтобы свободно прошла между подшипником и обмоткой ротора.

Зафиксировав надежно ротор, через проставку из мягкого металла (латуни или меди) наносят удары по оси вала, постепенно увеличивая их силу. Так только подшипник тронется с места, силу ударов снова уменьшают, и легким постукиванием снимают его с вала окончательно. Перед снятием, если на конце вала есть резьба, накручивают на него гайку так, чтобы ее верхняя грань совпала с концом вала. Это предотвратит повреждение резьбы. При откручивании гайка ее выровняет.

Читайте в дополнение статью про ремонт подшипников: «Ремонт асинхронного электродвигателя», а также про ремонт автомобильного генератора «Ремонт автомобильного генератора: признаки неисправности».

Установка новых подшипников

Для покупки нового подшипника потребуется его тип. Его можно найти на наружной обойме или в паспорте на двигатель. У полностью или полузакрытых подшипников номер может находиться на поверхности уплотнения между обоймами.

При установке подшипника на место усилие также прикладывается только к внутренней обойме. Для этого используется труба соответствующего внутреннего диаметра. Ударами молотка по трубе подшипник перемещается по валу до плотного касания внутренней обоймой ограничителя. Чтобы усилие равномерно распределялось по поверхности обоймы, бить нужно по всей плоскости трубы, а не только по ее краю.

Хотя и из этого правила бывают исключения. Можно устанавливать подшипник ударами по краю внутренней обоймы, наносимыми через проставку из мягкого металла. Каждый следующий удар наносят по противоположной стороне обоймы. Чередуя точки приложения силы, подшипник запрессовывают на место.

После установки подшипники смазывают, заполняя внутреннюю поверхность смазкой на 1/2- 1/3 часть. Излишки смазки не нужны – они все равно не будут участвовать в работе и вытекут наружу.