Материалы подшипников скольжения.

Подшипники скольжения.

В большинстве случаев подшипники скольжения состоят из корпуса, вкладышей и смазывающих устройств.

Рекомендации по конструированию.

Длина подшипника – вкладыша:

L =(0,5….1,2)·d

Толщина вкладыша d = 0,03·d+(1…5) мм.

Вкладыши изготавливают без буртиков, с одним или двумя буртиками для восприятия осевых усилий и фиксации вкладышей в осевом направлении.

Ширина буртика b @ 1,2d.

Высота буртика h @ 0,6d.

Для предотвращения проворачивания вкладышей устанавливают штифт.

Диаметр штифта d₁@0,2d.

Длина штифта l₁@0,3d.

Область применения подшипников скольжения в современном машиностроении сократилось в связи с распространением подшипников качения. Однако они имеют существенные преимущества или равное применение в следующих областях:

1. для коленчатых валов, когда требуются разъемные подшипники;

2. для валов с ударными и вибрационными нагрузками (молоты, поршневые машины и др.);

3. для валов больших диаметров, для которых отсутствуют подшипники качения;

4. для прецизионных валов (шпиндели станков и др.);

5. для высокоскоростных валов (центрифуги, турбины);

6. в стесненных условиях по габаритам (блок шестерен на оси);

7. для работы в воде и агрессивных средах.

Недостатки подшипников скольжения:

1. требуют постоянного надзора из-за высоких требований к смазыванию и опасности перегрева;

2. большие осевые размеры;

3. потери на трение при пуске и плохой смазке;

4. большой расход смазочного материала.

Материалы подшипников скольжения.

Антифрикционные свойства трущихся пар зависят от сочетания материалов вала, подшипника и смазки. Подшипники работают тем надежнее, чем выше твердость шеек вала. Шейки (цапфы) обычно закаливают, а для быстроходных валов цементируют или азотируют с последующей закалкой до твердости 55….60 HRC.

К материалам вкладышей предъявляются комплексные требования: износостойкость, сопротивление усталости и антифрикционность.

Для обеспечения этих требований материалы должны обладать следующими основными свойствами: теплопроводность, прирабатываемость, хорошая смачиваемость маслом, малый модуль упругости.

Подшипниковые материалы делят на три группы:

1. Металлические материалы:

а) бабиты - сплавы на основе олова и свинца Б83, Б88, Б16, СОС 6-6, БК2;

б) бронзы БрО10Ф1, БрО4Ц4С17, БрО4Ц7С5, БрС-30;

в) алюминиевые подшипниковые сплавы САМ, АО9-2, АО9-1, АО20-1;

г) цинковые подшипниковые сплавы ЦАМ 10-5, ЦАМ 9-1.5;

д) антифрикционные чугуны АЧС-1, АЧС-2, АЧС-3, АЧС-4, ЧАС-5.

2. Металлокерамические материалы, получаемые из порошков прессованием и спеканием. Они имеют пористую структуру (объем пор, который заполняется маслом составляет 15 - 35%). Применяют при скудной смазке. Широкое применение имеют железографитовые и бронзографитовые вкладыши.

3. Неметаллические материалы: пластмассы, прессованная древесина, твердые породы дерева, резина, графитовые материалы. Для большинства неметаллических материалов вследствие их низкой теплопроводности лучшим смазочным материалом является вода, обеспечивающая хорошее охлаждение.

Смазочные материалы.

Назначение смазки: уменьшение потерь на трение, уменьшение или предотвращения износа, отвод тепла и продуктов износа, предотвращение коррозии и т.д.

Совершенствование смазки является наиболее дешевым средством повышения долговечности подшипников.

Смазочные материалы разделяются на:

а) Жидкие: индустриальное масло И-20А, И-40А ГОСТ 20799-75, турбинное Т22, Т30-У, трансмиссионное ТАД-17, ТСп-10, моторное М-63/10Г1, М12-Г1, М8В

б) Консистентные пластичные смазки и мази: солидолы УС-2, констанины, жировая смазка ЦИАТИМ 202, УНИОЛ, Литол-24 и др.

в) Твердые смазочные материалы – применяют тогда, когда нельзя применить жидкие масла и мази (ткацкие и пищевые машины, смазывание подшипников скольжения работающих при высоких температурах, вагонетки печей и т.д.). К этим материалам относятся: графит, тальк, слюда, двусеристый молибден.

г) Газообразные. Для мало нагруженных быстроходных валов применяют воздушную смазку, создающую минимальные потери мощности в подшипнике на трение и теплообразование, т. к. вязкость воздуха очень мала.

Основные виды разрушения подшипников: износ и заедание, иногда при пульсирующей нагрузке происходит усталостное выкрашивание поверхности вкладышей. Износ происходит при граничном и полужидкостном трении при пуске, малых оборотах и больших нагрузках, а также вследствии попадания в смазку абразивных частиц.

Заедание или охватывание происходит вследствие местной потери масляной пленкой своей защитной способности из-за повышения общих и особенно местных температур и давлений.

При местном разрушении масляного слоя происходит сухое трение, в результате чего металлы цапфы и вкладыша нагреваются и свариваются.