Подшипник скольжения своими руками

6 августа 2019 0 Автор

В конструкции станка с ЧПУ используется несколько типов направляющих. Самодельные устройства нередко комплектуются рельсами из каретки печатной машинки, принтера или покупными. Качество и характеристики направляющих влияют на возможности станка с ЧПУ и точность обработки, поэтому экономить на их покупке не стоит.

Валы круглого сечения

Наиболее широко применяемый и недорогой тип направляющих это полированные валы. Они просто монтируются, обрабатываются, купить такие детали не проблема. Валы производят из высокопрочной стали, в основном, шарикоподшипниковой, марок ШХ15 СГ, ШХ15, 95Х18-Ш. Они дополнительно подвергаются индукционному закаливанию верхних слоев, после чего полируются. Закалка индукционным методом повышает срок эксплуатации и снижает степень износа. Полированная поверхность позволяет двигаться каретке с минимальным трением за счет идеальной гладкости. Фиксируются валы своими руками, с двух концов, очень просто и быстро.

В продаже множество подделок, выполненных из металла низкого качества. Ведь проверить твердость стали на месте не представляется возможным.

Эта модель направляющих обладает рядом недостатков:

  • нет фиксации на основании. Вал удерживается лишь за счет двух концевых крепежей, что значительно облегчает установку своими руками, но делает направляющие независимыми от столешницы. Это увеличивает вероятность неточностей при обработке, направляющие может повести, со временем они искривляются.
  • провисают на длинных отрезках. В связи с провисанием валы длиннее 100 см в станкостроении не применяют. Следует также учитывать соотношение толщины и длины вала. Оптимальным считается соотношение 0,05, а лучше от 0,06 до 0,1.

Линейные подшипники на круглый вал

Используется два типа линейных подшипников для направляющих:

  • шариковые втулки;
  • подшипники скольжения.

Шариковые втулки или подшипники качения по сравнению с каретками рельс обладают двумя большими недостатками: малая грузоподъемность, большой люфт. Чтобы каретка не разворачивалась, нужно на каждую ось ставить по паре валов. Минусы шариковых подшипников качения:

  • выдерживают малую нагрузку;
  • невысокий ресурс работы — шарик прилегает к валу лишь в единой точке, поэтому здесь образуется высокое давление. Постепенно в месте соприкосновения пробивается канавка и вал необходимо своими руками менять;
  • большой люфт — дешевые подшипники (а их большинство) производятся со значительным люфтом;
  • легко забиваются опилкой и пылью.

Подшипники скольжения. Подшипники этого типа изготавливают из мягких металлов, капролона, они работают по принципу трения скольжения. Если при эксплуатации выдерживаются все допуски, грузоподъемность и точность такого подшипника не меньше, чем качения. Вместе с тем, ему не страшны опилки и пыль. Но это касается лишь бронзовых деталей, грамотно обработанных.

Постепенно изделие изнашивается и его необходимо периодически подгонять, чтобы убрать зазоры. Чаще всего при изготовлении направляющих своими руками, используются более доступные шариковые подшипники.

Шлицевые валы

Вал круглого сечения имеет продольные пазы, по которым двигаются шарики втулки. Конструкция обладает повышенной жесткостью по сравнению простыми шлифованными валами, более длительным сроком эксплуатации, способна воспринимать с втулки усилия кручения.

При этом они также просто устанавливаются на два крепления по концам. Благодаря конструкции можно обеспечивать натяжение вала, поэтому их используют при необходимости крепежа направляющих по концам.

Один из основных минусов шлицевых направляющих — их высокая цена, поэтому в обычных станках с ЧПУ они используются редко.

Цилиндрические валы

Конструкция цилиндрических валов позволяет удерживать уровень по всей длине, полностью исключая провисание под весом каретки или своим собственным. Такие направляющие называются еще линейными опорными валами, фиксируются они прямо к корпусу станка с ЧПУ через предусмотренные в опорах резьбовые отверстия. По таким направляющим могут двигаться каретки большого веса без провисания.

Минусы цилиндрических валов:

  • малый срок эксплуатации;
  • заметный люфт втулок.

Если подшипники линейного типа одинаково работают с нагрузками разного направления, то на цилиндрических валах каретки показывают меньшую стабильность. Это объясняется замкнутой поверхностью втулок, которой не обладают каретки. Поэтому следует быть готовым к тому, что аппарат с ЧПУ малого размера с увесистой кареткой на опорных валах будет работать с большей погрешностью, нежели такой же станок с ЧПУ на обычных круглых рельсах.

Технология изготовления цилиндрических рельс очень проста, поэтому их производят и известные фирмы, и кустарные мастерские. Этим объясняется разброс технических характеристик и цен. Зачастую каретки и рельсы одного изготовителя «ноу нэйм» не совпадают.

Профильные рельсовые направляющие

Такие направляющие устанавливаются в станках ЧПУ особой точности, фиксируются прямо к станине, они могут быть шариковыми и роликовыми.

Читайте также:  Сколько стоит тормозной диск на ваз 2114

Шариковые профильные направляющие

На профильных направляющих есть дорожки, по которым перемещается каретка. Поэтому нагрузка распределяется равномерно по длине дорожки: шарик каретки прилегает к рельсу по дуге. Рельсы-направляющие характеризуются геометрической точностью. При перемещении тяжелой каретки их прямолинейность не нарушается. Служат они долго и практически не дают люфт.

Минусы шариковых рельс:

  • к местам крепления существуют высокие требования по прямолинейности и шероховатости;
  • достаточно сложно монтируются на станок с ЧПУ.

В продаже можно найти модели кареток и направляющих с разными грузоподъемностью и преднатягом. Производство рельс дорого, технология сложна. Поэтому кустари не занимаются их изготовлением, а представленная на рынке продукция достаточно качественная. Достойные направляющие выпускают, например, под марками ТНК и Hiwin.

Роликовые профильные направляющие

Это одна из разновидностей профильных рельс с плоскими пазами качения. Опорные модули вместо шариков оснащаются роликами. Благодаря этой разнице направляющие получаются еще более жесткими, выдерживающими большие грузы и длительный срок эксплуатации. Такие рельсы устанавливают на интенсивно работающее оборудование для фрезеровки камня, прочных марок стали и чугуна.

Призматические рельсы и «ласточкин хвост»

Их устанавливают на металлообрабатывающих производствах, где требуется повышенная жесткость. Рельсы «ласточкин хвост» представляют собой два скользящих друг по другу, плоских элемента. Отличие конструкции в большой плоскости соприкосновения. Такие рельсы нельзя демонтировать, они являются частью станины. Их производство и ремонт довольно сложны, поменять их своими руками вообще невозможно. Поэтому конструкция используется только в профессиональных станках с ЧПУ.

Самодельные направляющие из того, что нашлось под рукой

Простейшие направляющие можно собрать своими руками из металлического уголка, подшипников, гаек и болтов. Алюминиевые уголки для направляющих использовать не стоит — деталь придется менять очень часто. Ведь шарикоподшипники каретки будут выедать в ней дорожки. Предпочтительнее стальной уголок или кругляк. В зависимости от интенсивности использования его можно закалить или оставить, как есть. Но непременно следует отшлифовать, уменьшив трение. Наиболее простой и бюджетный вариант это направляющие из старого принтера.

Не следует подбирать слишком широкие подшипники, это бесполезно. Ширина «выедаемой» дорожки на направляющей не зависит от габаритов подшипника. Диаметр болтов должен совпадать с внутренним поперечником подшипника.

Чертежи, схемы и презентация самодельных направляющих в видеороликах:

Как сделать кожаный или войлочный подшипник самому? Практический опыт (10+)

Самодельный кожаный или войлочный подшипник

Я изготовил тележку для транспортировки газовых баллонов. Однако колеса, которые я купил для тележки, оказались с игрушечными подшипниками. Вообще в тележке нагрузка на колеса не превышает 10 кг, но подшипники рассыпались на второй день. Я собрал материалы и решил попробовать изготовить классический кожаный подшипник. Такие подшипники повсеместно применялись в телегах до того, как стали доступны металлические. Опыт оказался успешным. Потом я пробовал делать такие подшипники на основе кожи, велюра, войлока для других целей. Получается неплохо.

Схема, чертеж кожаного / войлочного велюрового подшипника

На схеме приведены два варианта подшипника. A1 — ось, A2 — кожа, замша, войлок или хлопчатобумажная ткань (бумазейка), A3 — втулка, A4 — болты с гайками, A5 — шайбы, A6 — металлические скобы

В первом варианте кожа или другой подходящий материал запрессовывается во втулку, смазанную клеем (чтобы исключить проскальзывание). В центре устанавливается ось, смазанная нейтральной смазкой, например, вазелином или свиным салом. Скольжение должно происходить именно между осью и кожей.

Во втором варианте две полоски кожи или другого материала накладываются над и под смазанную осью и стягиваются скобами. Скобы при закручивании гаек на болтах за счет давления шайб искривляются и фиксируют кожу и ось.

Читайте также:  Гранта универсал голубая планета

На своей тележке я применил первый вариант.

Устройство подшипника на первый взгляд простое, но есть несколько тонкостей.

Какой материал прокладки подшипника выбрать?

Выбор материала зависит от нагрузки и интенсивности эксплуатации. Если боковая нагрузка большая (Вы делаете подшипник для телеги или тачки), то понадобится прочная кожа. Если предполагается активная эксплуатация, но нет слишком большой боковой нагрузки, то лучше использовать войлок, велюр или х/б ткань. Дело в том, что кожаный подшипник довольно тяжело смазывать. Часто для этого его вообще приходится разбирать. Тканевый или войлочный подшипник смазать очень легко. Достаточно капнуть на него немного нейтрального жидкого масла, например, растительного.

Подготовка оси

Подготовка оси — главный секрет. Ось должна быть подготовлена так, чтобы не повредить довольно нежный материал прослойки. Даже кожа легко может пострадать от малейшего заусенца на металлической оси. Ветошь протрется вообще моментально. Раньше в качестве осей телег использовались прочные круглые деревянные черенки. Дерево — неплохой материал для таких осей, так как его довольно легко отполировать, и он довольно мягкий, так что дополнительно полируется в самом подшипнике о кожаную прокладку.

Если ось у Вас металлическая, то есть два пути. Во-первых, можно надеть на ось пластиковую трубку. Пластик скользкий и довольно мягкий. Я именно так и поступил в своем случае с тележкой для баллонов. Во-вторых, можно отполировать саму ось. Для этого ось сначала шкурят мелкой шкуркой, а потом полируют пастой ГОИ. Можно аккуратно, чтобы не сделать еще больших повреждений оберните ось несколькими слоями бумаги или ткани, зажать ось в патрон токарного станка или дрели, включить, и прижать ветошь с пастой к оси. Будьте только очень осторожны, не повредите руки.

Второй способ я применял для ремонта малогабаритного электродвигателя.

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!
Задать вопрос. Обсуждение статьи.

Почему крошится, трескается, разрушается бетон в фундаменте, дорожке, .
Залили летом дорожку и фундамент. После зимы видны серьезные разрушения, наблюда.

Клеим крепко, прочно, правильно. Выбираем, подбираем хороший, лучший, .
Научимся правильно выбирать клей и клеить. Лучший клей — подходящий и правильно .

Садовая скамейка своими руками на дачном участке.
Конструкция садовой скамейки. Как сделать своими руками удобную лавочку на даче.

Покрасить снаружи дом, забор, ворота. Защита древесины. Краска наружна.
Опыт покраски наружных деревянных конструкций, таких, как забор, ворота, деревян.

Закрыть стык ванны + стены, плитки, кафеля. Клеим, наклеим, приклеим б.
Как надежно и долговечно закрыть стык ванны и стены? Если стена из панелей, плит.

Наборный древесно-полимерный подшипник скольжения

дерева в такой установке делается вдвое плотнее, втрое прочнее, вчетверо тверже!

Есть и другой интересный вариант машины для пропитки и прессования древесины (см. рис.). Для снижения сил трения здесь по периметру входного отверстия канала установлены вращающиеся ролики, ось которых перпендикулярна действию сил трения.

Конечно, трудно представить, что «деревяшка» может заменить подшипник со стальными закаленными шариками, катящимися по точно отшлифованной беговой дорожке. Но это действительно так. Возьмем, например, конвейеры, транспортирующие руду, формовочную землю, отходы литейного производства — словом, весьма абразивные сыпучие материалы. Они смешиваются с производственной пылью, смазочным маслом, парами технологических жидкостей и образуют «пасту», опасней которой для подшипников качения, этих аристократов машиностроения, и быть ничего не может. Такая абразивная паста проникает даже через уплотнения подшипниковых узлов и словно наждаком истирает беговые канавки подшипников, а то и вовсе, став твердой и монолитной, заклинивает шарики. Не менее двух-трех раз в год приходится останавливать ленточные транспортеры и заменять ролики. А вот деревянные подшипники, как показали испытания, выдерживают здесь без замены год — полтора. Да и сам ролик, оснащенный ими, обходится на 3—4 рубля дешевле, поскольку металла в нем на несколько килограммов меньше. А роликов-то, по подсчетам машиностроителей, нужно в год 5 млн. штук — только для замены!

Еще большую выгоду дают крупногабаритные деревянные подшипники — те, в которых, например, вращаются шнеки диаметром с вагонное колесо, транспортирующие цемент на бетонных заводах. Нагрузки на подшипники столь велики, а цемент так абразивен, что металлические подшипники скольжения приходится заменять через каждые два-

Читайте также:  Распиновка подключения прицепа легкового автомобиля

три месяца, останавливая производство. А деревянные подшипники и здесь стоят более года!

Вдвое дольше металлических служат деревянные подшипники в аппаратах для изготовления искусственного волокна, хотя и «купаются» в горячих щелочах и кислотах. Модифицированная древесина с этими врагами металлов просто не реагирует.

Технология и оборудование, разработанные в Институте механики металло-полимерных систем, позволяют получать уплотненную модифицированную древесину не только для подшипникоа Втулки вспомогательных механизмов прокатных станов, фланцы, крышки, рычаги, шкивы металлорежущих станков, детали шахтных вагонеток и подъемно-транспортных машин, детали и узлы электропогрузчиков, силосоуборочных комбайнов, шпа-лоподбивочных машин и вагонов метро — вот далеко не полный список машиностроительных деталей из дерева.

В строительстве дерево тоже, казалось бы, сдавало свои позиции. Кирпич, железобетон, алюминий — что им противопоставить? Но в последнее время появились изобретения, разработки, позволяющие иначе, куда более оптимистично оценивать перспективы дерева и в этой области.

Вдумаемся, почти половину всей заготовленной древесины мы тратим на ремонт, реставрацию и замену растрескавшихся от солнца, разбухших от воды, разъеденных насекомыми и просто сгнивших деревянных конструкций и сооружений. Четверть всей заготовленной за год древесины идет на детали окон и дверей, плинтусов, трибун стадионов, садовых скамеек, дачных домиков. Мы их красим, нередко покрываем лаками, но проходит время и выбрасываем на свалку наш лес, наш труд. Иное дело древесина, обработанная по способу, предложенному московскими изобретателями. В дно ванны с расплавленным оловом вмонтирован вертикальный патрубок, через который подают сжатый воздух. Верхний срез патрубка находится чуть ниже уровня расплава, поэтому на поверхности возникает волна, которая и омывает обрабатываемые деревянные детали. Горячая волна делает поверхность древесины абсолютно гладкой, выявляет текстуру. Температура расплавленного металла почти 232°С, а древесина не обугливается, поскольку процесс идет без доступа воздуха, зато приобретает декоративные, антисептические и другие полезные свойства. Быстро проходит через волну заготовка — получается золотистой, со средней скоростью — коричневой, медленно — черной, как мореный дуб. Обычные строительные детали — плинтусы, оконные рамы, подоконники — приобретают в этой купели сумму новых ценных качеств.

В Белорусском технологическом институте разработали технологию, по которой можно всего за минуту сделать из свежеспиленного дуба — мореный! На дно стальной формы кладут лист

светлого дубового шпона, промазывают его смолой, насыпают слой березовых опилок, накрывают все это вторым листом шпона и, наконец, отполированным листом из нержавеющей стали. Форму ставят под пресс и нагревают до 200’С. При давлении в 200—250 атм березовые опилки «пускают сок». Часть сока проникает через зазоры между стенками и крышкой формы, застывая, герметизирует ее и превращает в своеобразный химический реактор, где идет гидролиз опилок, образуются сахара, выделяются уксусная, щавелевая и другие кислоты, фурфурол. В присутствии кислот образуется связующая смола, скрепляющая опилки в монолитную, прочную и твердую плиту, облицованную дубовым шпоном. Одновременно с этим процессом идет диффузия продуктов гидролиза и в дубовые облицовки, и они темнеют. Примерно через минуту из формы вытаскивают мореный дуб, не менее красивый и прочный, чем пролежавший в воде, как это положено, больше века.

А вот гигантский гиперболоид градирни — деревянного сооружения для охлаждения отработанной воды на тепловых электростанциях. Трех лет не проработал этот деревянный небоскреб, но уже потерял треть своей массы. Горячая вода вымыла из древесины смолистые и минеральные вещества. Еще год-два, и придется остановить градирню на ремонт, потратить сотни кубометров первосортного леса. Или — сорокамет-

Конструкция установки для уплотнения и модификации древесины в ультразвуковом поле: 1 — кожух, 2 — заготовка в зоне контурного уплотнения, 3 — магни-тострикционные пластины, 4 — резиновые прокладки, 5 — волновод, 6 — зона пропитки.