Подшипниковые материалы

Подшипниковые материалы выбирают исходя из условия работы со стальными цапфами валов. Стоимость валов значительно выше стоимости подшипников и поэтому они должны изнашиваться меньше, чем вкладыши.

Подшипники работают тем надежнее, чем выше твердость валов. Для быстроходных валов шейки имеют твердость HRC 55…60 и изготавливаются из цементуемых сталей.

Комплексные требования к подшипниковым материалам:

– антифрикционность (низкий коэффициент трения скольжения);

– износостойкость и усталостная прочность.

Эти требования обеспечиваются следующими основными свойствами подшипниковых материалов:

а) теплопроводность – создает интенсивный теплоотвод от поверхностей трения и малый коэффициент линейного расширения во избежание больших изменений зазоров.

б) прирабатываемость – обеспечивает уменьшение кромочных давлений, связанных с упругими деформациями и погрешностями изготовления.

в) хорошая смачиваемость маслом и способность образовывать на поверхности стойкие и быстровосстанавливаемые масляные пленки.

По химическому составу антифрикционные материалы делятся на три большие группы:

– металлические – бабиты, бронзы, сплавы на цинковой основе, на алюминиевой основе, антифрикционные чугуны;

– металлокерамические (железографитовые, получаемые методом порошковой металлургии);

– неметаллические – пластмассы, древесные пластики, резина.

22.5. Критерии работоспособности и расчета
подшипников скольжения

Основными критериями работоспособности подшипников являются:

а) износостойкость – сопротивление абразивному изнашиванию и схватыванию;

б) сопротивление усталости при пульсирующей нагрузке.

Абразивное изнашивание возникает при недостаточной несущей способности масляного слоя и особенно при попадании со смазкой абразивных частиц, соизмеримых с толщиной масляного слоя.

Схватывание возникает при потере масляной пленки своей защитной способности из-за повышенных местных давлений и температур. Этому способствует повышение кромочных давлений как следствие перекоса вала в подшипнике. Конечной стадией отказа подшипника является полное захватывание цапфы в подшипнике в результате разогрева цапфы и выборке зазора в подшипнике до нуля.

Усталостные разрушения фрикционного слоя наблюдаются при значительной пульсации нагрузки: в поршневых машинах, в машинах ударного и вибрационного действия. При некачественной заливке вкладышей наблюдается отслаивание заливки.

Основным расчетом подшипников скольжения является расчет на жидкостное трение, который основывается на том, что масляный слой должен воспринимать всю нагрузку, а его толщина должна быть больше сумм неровностей обработки цапфы и вкладыша. Составной частью расчета является тепловой расчет, т.к. недопустимое повышение температуры приводит к изменению свойств смазки и выплавлению заливки вкладышей.

Кроме того, применяются условные расчеты.