Особые вопросы по 16У04П

Добрый день уважаемые чипмейкеры!   Вливаюсь в Ваши ряды, со стандартным набором, ТВ-6, НГФ вот и кироваканское чудо прибыло в дополнение. Короче полный набор.  

Станок в ужасном состоянии. "БЫЛ"  То состояние я даже не фоткал, можете себе представить он лежал в земле отдельно от станины. Думаю не просто вернуть его к жизни, а дать ему второй шанс стать очень точным станком.

Про 16у04П  писано- переписано, но эту тему создаю для "особых" вопросов.  Тех, что кругом ускользнули или не освещены достаточно подробно.  Как то- полная разборка переборка передней бабки,  последовательность действий, качественные фото. Марки, типы и фото применяемых подшипников и их аналогов, преднатяги, как шлифовать шайбы. Ну и прочие другие нюансы которые в очень малом количестве присутствуют на данном форуме.

Итак, собираю сюда, а одно место всю информацию по шпинделю станка 16У04П.    

Вот чертеж шпинделя из паспорта:

Особый вопрос у всех возникает по поводу установки подшипников и сборки узла в целом. Чтобы ввести  в основные понятия о "преднатяге" радиально-упорных подшипников выкладываю краткое описание зачем это всё необходимо. 

“Жёсткое” задание натяга при помощи колец-компенсаторов.

Натяг возникает при стягивании обойм подшипника за счёт разницы ширины колец S. В схеме “Х” (слева) наружное кольцо-компенсатор делается меньшей ширины, чем внутреннее. В схеме “О” (справа) внутреннее кольцо-компенсатор делается меньшей ширины, чем наружное.

При жёстком задании натяга шириной компенсаторов подшипники особенно чувствительны к разнице температур между валом и корпусом при малом расстоянии между подшипниками. При нагреве натяг в подшипниках может существенно увеличиться. Появляются радиальные напряжения, особенно в подшипниках с углом контакта 15º. Это также относитсяк цилиндрическим роликоподшипникам и плавающим шпиндельным опорам. В таких случаях рекомендуется использовать подшипники с углом контакта 25º, либо создавать натяг при помощи упругого элемента(пружин или гидравлики)

Дуплексированные подшипники

“Дуплексированными” (сдвоенными) называются подшипники, у которых фактические размеры обойм обеспечивают натяг без колец-компенсаторов (или с компенсаторами одинаковой ширины).

Дуплексированные подшипники подбираются с одинаковыми допусками на ширину колец и отклонения от параллельности торцовых поверхностей, а также с одинаковыми значениями осевого биения торцов.

В 01.07.2020 в 08:03, GarrisonKaz сказал:

Ну и прочие другие нюансы которые в очень малом количестве присутствуют на данном форуме.

Это потому что все эти нюансы присущи всем станкам вцелом, без отвлечения на модель станка или место использования узла, принцип везде одинаков. Ответы на "Особые вопросы" окажутся банальными основами основ.

Такие комплекты (из 2-ух, 3-ёх, или более) подшипников выпускаются многими фирмами. Величина натяга указывается в каталогах и, как правило, разделяется на три степени — лёгкий натяг, средний и тяжёлый.

Подшипники для таких комплектов могут поставлятюся в двух вариантах:

невзаимозаменяемыми, т.е. заданная величина предварительного натяга обеспечивается только при установке подшипников из одного комплекта;

взаимозаменяемые(универсальное исполнение), т.е. из любых подшипников универсального исполнения можно собрать комплект с заданной величиной преднатяга.

Замена дуплекса на недуплексированные подшипники

При ремонте, часто нет возможности заменить дуплексированные комплектные подшипники на равноценные и приходится применять недуплексированные.

В этом случае требуется подгонка колец-компенсаторов, иначе опора соберётся с неправильным зазором/натягом.

Для того чтобы вычислить требуемые размеры колец нужно измерить перепады между кольцами подшипников:

Измерив S1 и S2 для двух подшипников, можно вычислить толщину колец-компенсаторов с учётом фактических размеров недуплексированных подшипников.

При измерении по такой схеме нужно учитывать, что кольца подшипников могут лежать с перекосом под собственным весом и двигаться под действием измерительного усилия индикатора. Результаты такого измерения можно использовать для предварительной подгонки колец.

Окончательную регулировку желательно производить по замерам подшипников в сборе на валу.

Как можно меньше флуда и воды пожалуйста. ДА! эта информация сто раз разжёвана и лежит кусочек тут, кусочек там!  Я хочу объединить все в одном месте и пройтись лично по всем "граблям" вместе с другими пользователями подобных станков.

Если посмотреть чертеж, видно,  подшипники изобразили с одинаковыми и симметричными обоймами, не понять какой метод их установки. Если более внимательно изучить, то по средней шайбе можно предположить схему установки Х.  

14 минут назад, GarrisonKaz сказал:

Если более внимательно изучить, то по средней шайбе можно предположить схему установки Х.  

"О"

24 минуты назад, GarrisonKaz сказал:

Как можно меньше флуда и воды пожалуйста.

поддерживаю, поэтому не надо копипастить целые главы.

Перечень подшипников передней бабки:

1000096 шарикоподшипник радиальный Н  6*15*5  1шт   Установлен на параллельном со шпинделем валу переключения скоростей.

101 П шарикоподшипник радиальный 12х28х8 1шт на этом же валу с другой стороны

46207Е А шарикоподшипник радиально-упорный А 35*72*17 2 шт   очень ответственные подшипники, установлены в стакане, имеют преднатяг, отвечают за радиальные и продольные биения  шпинделя, "вихляние хвоста".

7000910П шарикоподшипник радиальный П 50*72*8 2 шт   установлены с обоих сторон от шкива с ремнями, несут нагрузку натяжки ремней.

3182110С роликоподшипник двухрядный С  50*80*23 1 шт   очень ответственный подшипник, отвечает на продольные биения и жесткость шпинделя в целом имеет натяг и регулируемую шлифовкой шайбу.

1000096 Н  шарикоподшипник радиальный 6х15х5   1шт  подшипник пластиковой шестеренки разбрызгивающей масло по передней бабке.

Если где вкралась ошибка, поправляйте.

До разборки узла, не промерив толщину шайб со 100 процентной уверенностью про метод установки подшипников ничего сказать не могу.  У многих как я прочитал этот узел уже подлежал ремонту или разборке, мой, как я вижу, в "девственном состоянии" с завода. Изношен,но явно не имел постороннего вмешательства.

Остановим внимание на трех основных подшипниках этого узла.

46207Е А   2 штуки и 3182110С  1 штука.

Начнем с подшипника 46207Е А

внутренний диаметр d= 35мм.
внешний диаметр D= 72мм.
ширина B= 17мм.
вес 0,289 кг.

Требования к ним в этом шпинделе чрезвычайно высоки, даже выше чем к роликовому переднему подшипнику. Точность станка в большой степени и динамическая нагрузка, ложится именно на них.

подшипник качения шариковый радиально-упорный однорядный основное конструктивное исполнение угол = 26 градусов

По старому советскому госту, ГОСТ 831-75 

1. Настоящий стандарт распространяется на неразъемные и разъемные однорядные радиально- упорные шариковые подшипники.

2. Стандарт устанавливает следующие типы подшипников:

46000- с углом контакта α=26°

подшипник полностью идентичен более скоростной серии 36000 с углом контакта α=12°

Грузоподъемность 36207 С=30800, С0=17800

Грузоподъемность 46207 С=29000, С0=16400

буква "Е" в названии означает — сепаратор из пластических материалов

буква "А" в названии -категория подшипника.

В зависимости от наличия дополнительных технических требований ГОСТ520-89 установлены три категории подшипников - А, В, С: - к категории А относятся подшипники классов точности 5, 4, 2, Т

Именно такой в оригинале от 1ГПЗ , с хранения, в отличном состоянии за вменяемые деньги, найти просто нереально, или стоимость будет запредельной. Существующие аналоги, сильно уступают в качестве, особенно от китайских товарищей. Но попадаются алмазы, которые даже перекрывают с запасом необходимое качество данного подшипника.

Примером является подшипник B7207-E-T-P4S-UL  немецкого производства.

Кому удалось урвать дуплексированную пару, везунчик, но мы сейчас рассматриваем именно варианты с самостоятельным изготовлением колец компенсаторов и преднатягом.

А как туда дуплекс поставить?Там смазка через дырочки в кольце идёт.

Переходим ко второму подшипнику 3182110С . 

Вот он красавец!

33 минуты назад, sivansar сказал:

А как туда дуплекс поставить?Там смазка через дырочки в кольце идёт.

Чисто теоретически думаю проточки в обойме подшипника делать для смазки.

Радиальный роликовый с короткими цилиндрическими роликами с двумя бортами на внутреннем кольце и без бортов на наружном кольце двухрядный

Внутренний диаметр подшипника dd   50мм

Наружный диаметр подшипника DD   80мм

Высота (ширина) подшипника BB      23мм

Грузоподъемность подшипника динамическая CC    54кН

Грузоподъемность подшипника статическая CoCo   73.6кН

Предельная частота вращения при пластической смазке   nпл 10000об/мин

Предельная частота вращения при жидкой смазке           nж     12000об/мин

Масса     m    0.419кг

Родные подшипники видимо выгребли отовсюду.  Ценники тех, что я сумел найти с хранения 2-3182110 Л  1 ГПЗ, начинались от 4х тыс рублей. В результате купил польский   2-3182110 за вменяемую стоимость.

Многие говорят что польские подшипники не обязательно все второго класса точности, но это я проверю при получении.

На моем станке подшипники шкива стоят 7000110.

Я про паспортные данные с завода, у Вас возможно уже переделка.

Раздел скоро буду пополнять видео.

У меня пока идет подготовка к разборке. Закупка, поиск и изготовление необходимого измерительного и прочего инструмента. 

10 минут назад, GarrisonKaz сказал:

Раздел скоро буду пополнять видео.

только сначала правила почитайте, а то впустую работа будет.

Приступил за разборку передней бабки станка 16У04П. Восстанавливаю его неспешно, себе в домашнюю мастерскую. Основная проблема- радиальные биения превышающие две сотки.

Что по наружней части шпинделя что по внутреннему конусу биения одинаковые. А по паспорту радиальные биения не должны превышать пять микрон у конца шпинделя и одну сотку на расстоянии 200 мм от конца шпинделя. Станок было решено привести к максимально возможной точности и жесткости. В связи с этим оставлена родная чугунная тумба и изготовлены регулируемые пятки под неё.

Станок в хозяйстве не единственный, еще есть трудяга ТВ-4, по этому работа ведется неспешно и качественно. 

Изучив труды по восстановлению подобных станков, в первую очередь решил основательно подготовиться.  Отловлены лоты и куплены все подшипники максимального качества и точности, что смог отыскать.

Были найдены на рынке и закуплены, станочные ключи под круглые гайки, микрометр МИГ с ценой деления 2 микрона, из убитой поверочной плиты, изготовлена притирочная плита для притирки регулировочных колец.  Я думаю без этих основных инструментов и не стоит даже затевать качественный ремонт данного станка. Микрометр, стойки под индикатор, соточный индюк и поверочная плита у меня уже были.

Разбирать шпиндель, при наличии съемников и оправок, совершенно не сложно, натяги там несерьёзные, по крайней мере были у меня, самое главное не применять грубую силу и молотки.  Только съёмники, шпильки и резиновую или деревянную киянку. Из главных нигде не освещенных мелочей, (не нашел даже на заводском чертеже в паспорте), это секретный гужон, который спрятан под креплением защиты патрона. Может быть даже напрочь закрашен. Приоткрываю эту тайну.

Если он был затянут с завода, извлечение блока первичного вала превратится в геморрой с шаманским бубном.

Разборка данной бабки освещалась даже на видео ютуба, по этому акцент только на сложные моменты. Если внутри не было воды и ничего не приржавело, передняя бабка разбирается в  любой удобной Вам последовательности. Главное, запоминайте, записывайте а лучше фотографируйте, в каком порядке и в каком направлении стояли радиально упорные подшипники а так же различные кольца и масло-отбойники.  После извлечения стакана, меня как и GRIN2, ждал очередной армянский подарок. Вместо паспортных, (закупленных мной) подшипников  7000910, на первичном валу оказались подшипники от вариатора 7000110. Знать или нащупать это изначально, не было никакой технической возможности. Их становится видно только после извлечения наружнего стакана с радиально-упорным узлом.

Подшипники отличаются наружным диаметром, это однозначно заводское решение, так как стакан каленый и выточить в нем такие качественные ремонтные посадки было бы невозможно. По мне, так это даже лучше, так как данный подшипник более грузоподъемный чем 7000910. 

Итак,  это шариковый радиальный однорядный подшипник, относящийся к особо легкой серии диаметров по диаметру и узкой серии по ширине. 
Используется для восприятия радиальных нагрузок. Узкие и тонкие кольца подшипников этой серии не позволяют им работать при значительном  долговременном осевом нагружении.
 Российская промышленность выпускает их только открытого типа, без канавок и прочих конструктивных особенностей.

Такие же подшипники применяются в вариаторе данного станка. Видимо на заводе решили унифицировать данный узел и перейти на  одинаковые типоразмеры подшипников.

Размеры и характеристики подшипника 7000110
Внутренний диаметр – 50 мм;

Наружный диаметр – 80 мм;

Ширина – 10 мм;

Масса – 0,22 кг;

Количество шариков в подшипнике — 18 шт.;

Диаметр шарика — 6,35 мм;

Номинальная частота вращения — 10000 об/мин.;

Грузоподъемность динамическая — 16,3 кН.;

Грузоподъемность статическая — 10 кН.
 

Если будете искать для замены, ищите 23 ГПЗ (Вологда). Подшипники данного производителя — самые  качественные, либо  SKF (Зарубежное название аналога 16010), но тогда придется выковыривать крышки, для доступа смазки.

Переходим к шпинделю. Мой передний радиально- роликовый подшипник имеет сильную выработку на обойме и на роликах. Именно из за неё у меня были такие биения. Задние, радиально- упорные еще в довольно неплохом состоянии, но видно, станок  когда-то "голодал".

Восстановление начал с передней части шпинделя. Осевого люфта у меня не было, это превосходно, значит родное кольцо было подогнано идеально. Оно установлено вот тут, прямо за крышкой.

Я выяснил, что имеется три методики настройки данного узла.

1. Взять данное кольцо с запасом по толщине и собрать шпиндель без хвостовой части, вместо неё установить временную бронзовую втулку, что бы не болтался хвост шпинделя, далее, зажимая гайкой подшипник, контролировать выборку люфта, каждый раз вынимая шпиндель и шлифуя данное кольцо. (конечно это геморр, но результат самый точный имхо).

2. Полностью собирать узел без этого кольца, по окончании сборки пихать в ту щель КМД- шки, подобрав нужный размер, изготовить кольцо аналогичной толщины, далее, либо полностью опять разбирать узел и устанавливать это кольцо, (вряд ли кого заставишь это делать), либо разрезать его на две половинки и зажать разрезной гайкой.

3. Методика, заводская. Основано на стенде и расчётах, но в условиях гаража неприемлема.

 В моём случае имелся небольшой запас на затяг разрезной гайки поджимающей подшипник в конус, я решил для начала попробовать оставить заводское кольцо чуть притерев его.

От параллельности данного кольца в большой степени зависит точность и осевое биение.

Собираю стенд, измеряю параллельность родного колечка.

не параллельность сторон, доходит до 12 микрон!  К тому же имеются микрозадиры поверхности.

Отмечаю, записываю и начинаю притирку.

Для равномерного давления изготовил державку из капролона.