Металлокерамические подшипники

Металлокерамические материалы являются в ряде случаев эффективными заменителями антифрикционных подшипниковых сплавов - бронзы, латуни и др.

В подшипниках скольжения находят применение следующие металлокерамические ма­териалы: бронзографит, пористое железо и пористый железографит.

Одно из основных преимуществ металлокерамических вкладышей заключается в нали­чии в них пор, способствующих образованию устойчивой масляной пленки в подшипнике. В результате предварительной пропитки вкладыша (втулки) в нагретом масле большое количест­во капилляров вкладыша заполняется маслом и благодаря этому трущаяся поверхность обеспе­чивается смазочной пленкой в течение длительного времени.

Различные режимы работы требуют применения металлокерамических подшипников с различной степенью пористости. Для тяжелых условий работы (ударные нагрузки, высокие скорости), при которых нужна повышенная механическая прочность опоры, следует применять подшипники из мелких порошков (обладающие более высокими механическими и антифрик­ционными качествами, чем подшипники из крупных порошков) с низкой пористостью. Для средних нагрузок рекомендуется пористость 22 - 28%. Для работы без дополнительной смазки желательно применение подшипников из крупных порошков пористостью 25 - 35%. Чем больше пластичность и чем меньше пористость спеченного порошкового металла, тем больше он приближается по свойствам к компактному металлу.

При нормальной температуре (200°С), спокойной нагрузке и достаточной смазке (при­мерно 3 капли в минуту на 1 см кв поверхности трения) железографитовые подшипники по­ристостью 22 - 28% удовлетворительно работают при следующих режимах:

Для подшипников пористостью 15 - 20% допускаемые удельные нагрузки могут быть повышены против указанных на 20 - 30%. При работе металлокерамических подшипников со скоростью v< 1 м/сек применяется консистентная смазка, при больших скоростях - жидкие минеральные масла. Подводить масло рекомендуется через такие же смазочные канавки, как у подшипников из литых металлов.

Для тонкостенных втулок с повышенной пористостью применяется также подпитка подшипника через наружную стенку.

При повышенных температурах (до 300 °С) железографитовые подшипники могут работать при малых скоростях (v < 0,1 м/сек ) с графитовой смазкой. Самосмазываемость пористых же-лезографитовых подшипников относится только к малым нагрузкам и скоростям, когда pv < 1 кГм/см2 сек.

Пористые железографитовые подшипники изготавливают преимущественно в виде ци­линдрических втулок и поставляют в готовом к установке виде. При назначении толщины стенки исходят из условий прочности и способности материала впитывать масло.

В общем случае толщина стенки может быть ориентировочно принята равной 0,2d (d -диаметр вала). Самосмазывающиеся подшипники лучше изготавливать относительно тонко­стенными. При обычной смазке толщина стенки может быть принята примерно равной 0,Id (если выполнены условия прочности), но не менее 2 мм. При изготовлении металлокерамиче­ских вкладышей допуски на внутренний и наружный диаметры выдерживаются в пределах 3-го, а иногда и 2-го классов точности. Железографитовые втулки запрессовываются в корпус по прессовым посадкам. Для обеспечения зазора в подшипнике необходимо учитывать, что уменьшение внутреннего диаметра втулки равно примерно 0,7 - I величины натяга. Зазор в металлокерамическом подшипнике ориентировочно принимается равным 0,001 - 0,002 диамет­ра вала. Доводка внутреннего диаметра до требуемого размера может быть произведена калиб­ровкой, а также протягиванием и развертыванием.

При обработке резанием качество рабочей поверхности получается значительно ниже, чем при калибровке. При р = 15 + 60 кГ/см и v = 2,5 м/с минимальное количество масла на 1 см2 расчетной поверхности вкладыша составляет (ориентировочно) 1,5-5 капель. При боль­ших удельных давлениях желательно применение кольцевой смазки, масляной ванны или смазки под давлением.