一、轴承内圈过盈,外圈间隙配合
1、圆柱形轴
正确的轴承拆卸离不开工具的使用。对于小尺寸的轴承,常规工具是拉拔器。拉拔器分为两爪和三爪的两种,有螺纹与液压之分。
螺纹拉拔器是比较传统的工具,其操作是将中心螺杆对准轴的中心孔,在轴的中心孔涂抹少量油脂润滑,将勾爪钩在轴承内圈的端面,用扳手扭转中心杆就可以将轴承拔出。液压拉拔器则采用了液压装置代替螺纹,加压时中间的活塞不断伸出,轴承就会不断的被拉出,比传统的螺纹拉拔器更加快速且液压装置可以快速回退。
在某些设计中, 轴承内圈端面和其他部件的距离较小,不具备传统拉拔器爪子的操作空间,这时可以采用两片式夹板(如下图),选择合适尺寸的夹板,分散拆卸压力。夹板局部可以做的比较薄,从而深入狭窄空间。
拉拔器的操作
当有较大批量的小尺寸轴承需要拆卸时,也可以采用快速拆卸的液压装置(如下图)。
快速拆卸液压装置
对于铁路车辆车轴整体式轴承的拆卸,还有专用的移动式拆卸装置。
移动拆卸装置
当轴承尺寸加大时,拆卸轴承所需的力也随之增大,通用的拉拔器无法适用,需要设计专门的工装进行拆卸。可以根据轴承克服过盈配合所需的安装力来预估拆卸所需的最小力,计算公式如下:
F=0.5 *π *u*W*δ* E*(1-(d/d0)2)
F = 力(N)
μ = 内圈与轴的摩擦系数,一般取0.2左右
W = 内圈宽度 (m)
δ = 过盈配合量 (m)
E = 杨氏模量 2.07x1011 (Pa)
d = 轴承内径 (mm)
d0=内圈外滚道中间直径 (mm)
π= 3.14
当拆卸的力大到无法用普通方法拆除,且常规方法产生的拆卸力很可能损坏轴承时,一般会在轴的末端设计一个油孔,油孔延伸到轴承位置再径向贯通到轴表面,并加上一个环形槽,在拆卸时使用液压泵从轴端加压使内圈膨胀,减少拆卸力。
当轴承尺寸过大,单纯的硬拉拔式已经无法进行拆卸时,就需要使用加热拆卸法。操作之前需要准备完备的工具,例如千斤顶,高度尺,吊具等等。加热拆卸的操作方法是直接把线圈缠绕到内圈的滚道上来加热使其膨胀,使轴承很轻松的拆卸下来。滚子可分离的圆柱轴承也适用相同的加热法。此方法可以无损伤的拆卸轴承。
加热拆卸法
2、圆锥轴
由于圆锥轴承的内圈两个端面的面积显著不同,通常对轴承内圈的大端面加热进行拆卸。使用柔性线圈中频感应加热器,通过快速加热轴承内圈使其和轴产生足够的温差,从而将轴承内圈拆卸下来。由于圆锥轴承成对使用,拆下一个内圈后,另一个内圈必然可以暴露加热。如果轴承内圈的配置在大端面处于无法加热的位置,则需将保持架破坏,取下滚子,使内圈本体暴露出来,直接将线圈置于滚道上来加热。
柔性线圈中频感应加热器
加热器加热温度的设置须不超过120摄氏度,因为轴承拆卸需要的是快速的产生温差和操作的过程,而不是温度。如果环境温度很高或者过盈量非常大,温差不足时,可以利用干冰(固态二氧化碳)作为辅助手段,将干冰置于空心轴的内壁以快速降低轴的温度(如此大规格的工件一般是),从而增大温差。
针对锥形内孔轴承的拆卸,在拆卸之前不要把轴末端的夹紧螺母或机构完全取下来,仅调松即可,避免发生轴承掉落事故。
大尺寸的锥形轴的拆卸需要借助拆卸油孔。以 轧机锥形内孔四列圆锥轴承TQIT为例,轴承内圈分为三个部分,两个单列内圈和中间的一个双内圈,在轧辊的末端有三个油孔,分别对应标识1,2,3, 其中1是对应着最外面的内圈,2是对应中间位置的双内圈,3对应着最里面直径最大的内圈。拆卸时按序号顺序进行拆卸,分别递进对1、2、3孔进行加压。全部完成后行车可以吊起轴承时,再拆下轴末端的铰链环,轴承拆卸完毕。
一、拆卸安装在圆柱形轴径上的轴承
冷拆卸
拆卸较小型轴承时,可通过合适的冲头,轻轻敲击轴承套圈的侧面以将其从轴上卸下,更佳的方法是使用机械拉拔器(图1)。拉抓应作用于内圈或相邻部件。如果轴肩和轴承座孔肩预留了可容纳拉拔器拉抓的凹槽,则可以简化拆卸过程。此外,在孔肩的位置加工一些螺纹孔,便于螺栓把轴承顶出(图2)。
大中型轴承所需的力通常要比机械工具所能提供的更大。因此,建议使用液压助力工具或注油法,或两者一起使用。这意味着需要在轴上设计有油孔和油槽(图3)。
热拆卸
拆卸滚针轴承或NU、NJ、和NUP型圆柱滚子轴承的内圈时,适合使用热拆卸方法。常用的两种加热工具:加热环和可调式感应加热器。
加热环通常用于安装和拆卸与其尺寸相同的中小型轴承的内圈。加热环由轻合金制成。加热环带有径向开槽,且配备电绝缘手柄(图4)。
如果经常拆卸不同直径的内圈,建议使用可调试感应加热器。这些加热器(图5)可以迅速加热内圈,而不会使轴变热。拆卸大型的圆柱滚子轴承的内圈时,可以使用一些特殊的固定式感应加热器。
拆卸安装在圆锥形轴径上的轴承
可使用机械或液压助力拉拔器拉住内圈,即可拆卸小型轴承。某些拉拔器配有弹簧操作臂,使用这种有自对心设计的拉拔器,可以简化程序,避免损坏轴颈。倘若不能在内圈上使用拉拔器拉爪,则应经由外圈,或采用拉拔器结合拉拔片的方式拆卸轴承(图6)。
使用注油法时,中大型轴承的拆卸会更加安全简单。这种方法在高压下通过油孔和油槽将液压油注入两个圆锥形配合面之间。两个表面之间的摩擦大幅减少,并产生使轴承和轴径分开的轴向力。
拆卸紧定套上的轴承
对安装在紧定套配直身轴上的小型轴承,可以使用锤子来敲击均匀作用在轴承内圈端面的小钢块来拆卸(图7)。在此之前,需要将紧定套锁紧螺母拧松数圈。
对安装于紧定套配阶梯轴上的小型轴承,可以使用锤子通过一个特制的套筒敲击紧定套锁紧螺母的小端面来拆卸(图8)。在此之前,需要将紧定套锁紧螺母拧松数圈。
对于安装在紧定套配阶梯轴上的轴承,使用液压螺母可使轴承拆卸更简便。为此必须在紧靠液压螺母活塞的位置安装合适的止动装置(图9),注油法是更简易的方法,但必须使用带有油孔和油槽的紧定套。
拆卸退卸套上的轴承
拆卸退卸套上的轴承时,必须卸下锁定装置。(如锁紧螺母,端板等)
对于中小型的轴承,可以利用锁紧螺母、钩形扳手或冲击扳手来进行拆卸(图10)。
对于安装在退卸套上的中大型轴承,可以利用液压螺母轻松拆卸。建议在轴端的液压螺母后面安装止动装置(图11)。该止动装置可以防止退卸套从配合位置突然分离时,退卸套和液压螺母从轴上飞出来。
图11廷轴轴承
二、轴承外圈过盈配合
在轴承外圈有过盈配合的情形下拆除轴承的前提是外圈挡肩直径不能小于轴承要求的支撑直径,可以采用如下图所示的拉拔工具示意图来拆卸外圈。
若某些应用外圈的挡肩直径要求完全覆盖,那么在设计阶段应考虑以下两种设计方案:
• 可以在轴承座的台阶处预留两个或者三个槽口,使拉拔器爪子有着力点方便拆卸。
• 在轴承座的背面设计四个穿透螺纹孔到达轴承端面,平时可以用螺 堵密封,拆卸时换为长螺钉,拧紧长螺钉来渐渐将外圈顶出。
当轴承较大或者过盈量大时,也可采用柔性线圈感应加热法。通过加热箱体外径进行拆卸。箱体的外表面需规则平整,防止局部过热。箱体的中心线要垂直于地面,必要时用千斤顶辅助。