makita hr2470

Неметаллические подшипники скольжения

Металлофторопластовые подшипники.

Основное применение металлофторопластовых подшипников в узлах сухого трения. В узлах трения многих видов оборудования недопустимо или крайне нежелательно применение смазки. Например, по техно­логии производства часто исключается смазка в машинах пищевой, текстильной, бумажной и химической промышленности. Металлофторопластовый материал без смазки при малых скоростях допускает очень большие нагрузки (до 350МПа). Со­храняет работоспособность в интервале температур от -200 до +280°С. При темпе­ратуре свыше +120°Снагрузочная способ­ность постепенно снижается; при темпера­туре +280°С достигает примерно половины начальной величины. При низких скоро­стях скольжения (0,05—0,1м/с) и высоких нагрузках коэффициент трения материала минимальный. При нагрузках в пределах 0,1 — 10МПа и при скоростях скольжения 0,2—5м/с коэффициент трения может из­меняться от 0,1 до 0,2, т. е. быть в пределах обычных подшипниковых материалов при граничной смазке.

Повышение скорости скольжения при; сохранении температуры увеличивает ко­эффициент трения. В зависимости от режимов работы коэффициент трения подшипников в период нормальной работы без смазки может быть в пределах 0,04—0,23.

Наиболее рациональными и эффектив­ными материалами являются ленточные. Основой их является стальная лента, на которую нанесен тонкий пористый метал­лический слой антифрикционного сплава, поры которого заполняются фторопластом.

22. Размеры, мм, ленты МФЛ

Толщина ленты

Ширина

Длина полос

общая

стальной основы

антифрикционного слоя

1,1

1,6

2,6

0,75

1,30

2,30

0,35

0,30

0,30

75; 100

500-2000

Примечание. Допуск на толщину ленты 0,05мм; толщина приработанного слоя 0,06 - 0,035мм.

Из металлофторопластовой ленты (МФЛ) штамповкой и калибровкой изго­товляют неразъемные, разъемные и откры­тые подшипники. К неразъемным относят­ся свертные втулки.

Металлофторопластовая лента состоит из трех слоев:

1) основы в виде полос из сталей 08кп, 10кп, покрытых слоем красной меди M1 или латуни Л90;

2) порошкового пористого слоя из сфе­рических гранул бронзы, напеченных на стальную ленту;

3) фторопластового слоя с наполните­лем, покрывающим тонкой пленкой грану­лы бронзы и заполняющим пустоты порис­того слоя бронзы.

23. Основные размеры, мм, втулок из МФЛ

Внутренний диаметр (поле допуска Н92* после запрессовки)

Наружный диаметр (поле допуска р6)2*

Ширина втулки1* (допуск - 0,5)

8

10

8, 10, 12

10

13

6, 10, 12, 16

12

15

8, 10, 12, 16, 20

15

18

10, 12, 16, 20, 25

16

19

10, 12, 16, 20, 25

18

21

12, 16, 20, 25, 32

20

23

12, 16, 20, 25, 32, 40

22

25

16, 20, 25, 32, 36, 40

25

28

16, 20, 25, 32, 40, 45

30

33

20, 25, 32, 40, 45, 50

32

37

20, 25, 32, 40, 50

36

41

25, 32, 40, 50

40

45

32, 40, 50, 60

45

50

32, 40, 50, 60, 65

55

60

32, 40, 50, 60, 65, 70, 75

1* Наружная и внутренняя фаска 0,4 ×45º

2* Поля допусков даны по ГОСТ 25346-89

Рабочий слой состоит из суспензии фторопласта 4ДВ - 75% и MоS2 - 25% (объемные доли).

Размеры ленты соответствуют данным табл. 22.

Основные размеры втулок из металло­фторопластовой ленты приведены в табл. 23.

Запрессовка готовых втулок в корпус с посадкой р6 обеспечивает фиксацию втулки и ее упругую устойчивость.

Отношение радиуса изгиба к толщине материала при свертывании втулок должно быть не менее 6.

Свертывание втулок антифрикционным слоем наружу не допускается из-за образо­вания разрывов в наружном бронзовом слое.

При недостаточной величине зазора и нагреве подшипника вследствие трения может получиться заклинивание (заедание) вала; при излишне больших зазорах умень­шается площадь соприкосновения, вследст­вие чего возрастают фактические давления и ускоряют износ поверхностного слоя фторопласта.

Рекомендуемые зазоры при установке подшипников из МФЛ приведены в табл. 24.

24. Рекомендуемые зазоры металлофторопластовых подшипников, работающих без смазки

Внутренний диаметр втулки, мм

Расчетный диаметральный зазор, мм

10-18

18-30

30-40

40-50

0,030

0,035

0,040

0,045

Исследования работоспособности под­шипников из МФЛ подтвердили сравни­тельно высокую стабильность их анти­фрикционных свойств при повышении температуры. Однако более длительные их испытания приводили к износу верхнего приработочного слоя ленты и оголению бронзы. С течением времени (особенно быстро при трении без смазки и больших нагрузках) был заметен дальнейший износ ленты. При введении жидкого масла или пластичного смазочного материала скорость изнашивания материала заметно уменьши­лась.

Срок службы подшипников зависит от их габаритов, твердости и шероховатости рабочей поверхности стального вала. С уменьшением рабочего диаметра и увеличением шероховатости вала более Ra 0,32мкм скорость изнашивания подшип­ников заметно повышалась.

Ниже приведены значения коэффици­ентов, рекомендуемые для учета влияния масштабного фактора Км и шероховатости Кш на уменьшение срока службы подшип­ников из МФЛ:

d,мм

10

15

20

25

30

35

40

Км

0,50

0,68

0,81

0,91

1,0

1,08

1,13

Ra, мкм

2,5

1,25

0,63

0,32

0,16

Кш

0,3

0,47

0,68

1

1

Влияние твердости стального вала на скорость изнашивания менее заметно. Так, при прочих одинаковых условиях срок службы подшипников при трении по неза­каленному валу всего на 14% меньше, чем при трении по закаленному валу с HRC > 45.

Так как слой ПТФЭ (политетрафтор­этилен) на ленте имеет незначительную толщину, то теплопроводность этого ком­бинированного материала близка теплопро­водности металла ленты. В процессе изнашивания теплопроводность ленты изменя­лась от 14,7 до 33,8Вт/(м·°С) при рекомен­дованном расчетном его значении 28Вт/(м·°С). Столь высокие значения теп­лопроводности ленты предопределяют (на­ряду с низким коэффициентом трения) низкую температурную напряженность экс­плуатации этих подшипников.

Подшипники из МФЛ в основном при­меняют в узлах, где смазывание недопусти­мо или затруднено, что позволяет упро­стить обслуживание и повысить надежность эксплуатации машин.

Ленточный материал, где в качестве ан­тифрикционного слоя использован ПТФЭ (37%) со свинцом (50%) и фенолформальдегидной смолой (13%), выпускают в Гер­мании под маркой Спрелафлои (SF). Пре­имуществом подшипников из этого мате­риала является возможность механической обработки рабочей поверхности. Ленточ­ный материал SFa, SFb, и SFc различается толщиной антифрикционного слоя. Выпус­кают также втулки из композиционного материала SFm, который не спекается со стальной лентой и уступает ленточному материалу по износостойкости, допусти­мым нагрузкам и температуре эксплуата­ции.

Материал SF рекомендуется применять для подшипников, в которых смазывание не может осуществляться или исключается по технологическим соображениям, либо когда вследствие малой скорости скольже­ния или качательного движения вала не может образовываться смазочная пленка. Эти материалы наиболее часто используют для изготовления узлов рулевого и педаль­ного управления автомобилями, текстиль­ного, пищевого и медицинского оборудова­ния, а также для накладных направляющих. Втулки из композиционного материала рекомендуется применять в агрессивных средах.

Работоспособность ленточного материла SF в тяжелонагруженных шарнирах при давлении 70МПа и скорости скольжения 0,02м/с: амплитуда колебаний ±2° при частоте 1,9Гц; коэффициент трения ста­бильный и не превышает 0,041, температу­ра 27°С. (Коэффициент трения для МФЛ несколько выше — 0,05, температура — около 35°С.) После 60000 двойных ходов износ подшипников из SF составил всего 4мкм.

О целесообразности использования ма­териала SF для подшипников свидетельст­вует их многолетняя эксплуатация в узлах различных металлорежущих станков.

Подшипники из древесных пластиков. Подшипники скольжения из древесных слоистых пластиков отличаются хорошей износостойкостью, приближающейся к стойкости текстолита и цветных металлов. Наибольшей износостойкостью обладают торцовые поверхности древесного слои­стого пластика, наименьшей — поверхно­сти, параллельные клеевым слоям, что сле­дует учитывать при конструировании вту­лок и вкладышей подшипников. Износ шеек валов, работающих в паре с вклады­шами из древесного слоистого пластика, меньше, чем при работе с вкладышами из бронзы или антифрикционного чугуна.

Способность древесных пластиков поглощать воду и разбухать является отрица­тельным свойством; в то же время смачи­ваемость материала позволяет применять воду в качестве смазывающего вещества.

Древесные пластики имеют относитель­но невысокий модуль упругости, вследствие чего подшипники излишне пружинят. Для уменьшения этого недостатка применяют вкладыши небольшой толщины с плотным набором в кассету. Другой недостаток пла­стика — низкая теплопроводность; поэтому нужно уделять большое внимание выбору смазки и способу ее подачи, что влияет на интенсивность отвода тепла.

При конструировании подшипников из древесных слоистых пластиков рекоменду­ется соблюдать следующие условия.

Толщину стенок вкладыша принимать: около 5мм при диаметре вала до 50мм;

8 - 10мм при диаметре 60 - 100мм;

10 - 12мм при диаметре более 100мм.

Для облегчения отвода тепла при боль­ших удельных давлениях и окружных ско­ростях толщина вкладыша должна быть небольшой, длина — примерно равна его внутреннему диаметру (меньшая длина при смазке маслом).

При определении зазора между валом и подшипником учитывают тепловое расши­рение вала и подшипника, шероховатость поверхности, условия смазки и охлаждения.

Если древесный пластик работает не по торцовой поверхности, принимают во вни­мание возможное изменение размеров от разбухания вкладыша. Если же он работает торцом к поверхности шейки вала, то при смазке и малой нагрузке принимают посадку Н9/f8, а при большой нагрузке посадку H11/d11.

При диаметре d шейки вала более 25мм рекомендуются зазоры 0,04мм +0,002d для малой нагрузки и 0,04мм + 0,003d для большой нагрузки.

Для вкладышей из древесных пластиков следует принимать большие зазоры, чем Для металлических, чтобы устранить зажим вала при тепловом расширении. При работе средней интенсивности для диаметра вала от 25 до 100мм зазор следует принимать 0,10-0,15мм, для более интенсивной работы зазоры увеличивают.

Втулки рекомендуется запрессовывать в кассеты с натягом главным образом при смазке маслом. При смазке водой вклады­ши разбухают, поэтому натяг допускается небольшой.

Обычно величину натяга под запрессов­ку втулок при смазке маслом принимают 0,5-1,5% от внутреннего диаметра втулок.

В качестве смазки используют жидкие минеральные масла, воду, эмульсии и пла­стичные смазки. Циркуляционная смазка машинным маслом применима при нагруз­ках до 2МПа и скорости v до 4м/с. Для дальнейшего повышения нагрузок р до 20МПа и скорости v до 7-10м/с требуется водяная смазка. При более жестких услови­ях работы подшипников рекомендуется использовать эмульсии.

Текстолитовые подшипники. Подшип­ники из текстолита работают при темпера­туре не выше 80°С. При смазке водой они допускают нагрузку р = 30 … 35МПа, pv = 20 … 25МПа·м/с; при смазке маслом до­пускают р = 7,5 … 10МПа, pv = 20 … 25МПа·м/с.

Коэффициент трения текстолита: 0,07-0,08 при смазке минеральным маслом, 0,01-0,005 при смазке водой.

Полиамидные подшипники. Из полиами­да изготовляют втулки и вкладыши спосо­бом литья под давлением. Полиамидные подшипники обладают малым коэффици­ентом трения и стойкостью к истиранию. Они допускают нагрузку р = 5 … 7МПа, pv = 15 … 20МПа·м/с, рабочую температуру не выше 100°С; смазка минеральным мас­лом.

Капроновые подшипники. Капроновые подшипники допускают нагрузку р ≤ 2,5МПа, окружную скорость v≤ 5м/с и тем­пературу нагрева t≤ 100°С.

Относительный зазор в подшипнике

φ = (D - d) / d ≈ 0,003 … 0,006,

где D - диаметр расточки вкладыша; d -диаметр шейки вала.

Капроновые подшипники смазывают минеральными маслами небольшой вязко­сти. При смазке водой грузоподъемность подшипников уменьшается. При р < 0,5МПа и v < 1м/с подшипники могут работать без смазки.

В капроновых подшипниках вследствие их малой теплопроводности резче, чем в металлических, сказывается влияние скоро­сти скольжения на температуру и грузо­подъемность. Например, при уменьшении скорости с 1 до 0,4м/с нагрузку при работе всухую можно увеличить на непродолжи­тельное время с 0,2 - 0,5 до 2,0 - 2,5МПа.

Добавлением небольшого количества (1 - 5%) двусернистого молибдена или коллоидального графита увеличивается ан­тифрикционное свойство подшипников.

К недостаткам капроновых (как и дру­гих пластмассовых) подшипников относят­ся разбухание в воде, малая теплопровод­ность, большая упругая деформация. Для уменьшения этих недостатков применяют металлические вкладыши, облицованные тонким слоем капрона (а также и других пластмасс). Облицовка осуществляется вих­ревым распылением. При изнашивании капроновый слой восстанавливается по­вторной облицовкой. Недостатком пленоч­ных капроновых облицовок является оп­лавление даже при небольшом перегреве и старение с последующим разрушением.

Подшипники из пластифицированной древесины (лигностон). Изготовляются из прессованных брусков березы или бука с пропиткой. Применяют, например, для подшипников легких прокатных станов, транспортеров при небольшой нагрузке р < 10МПа и v < 1м/с.

25. Характеристика углепластиков отечественного производства

Параметр

АФ-3Т

АМС-1

Плотность, г/см3 σсж, МПа, при температуре, °С:

1,73-1,80

1,74-1,76

20

90-150

160-180

200

60

30-40

σизг, МПа

60-80

50-70

НВ

48-54

40

KCV, кДж/м2

0,2-0,3

0,2-0,35

α · 105, °С-1

1,8

4,0

λ, Вт/(м·°С)

2-3

3-5

нижний

-60

-60

верхний

250

200

f без смазки

0,087

0,1

Подшипники из углепластиков. Общим для углепластиков является высокое содер­жание порошковых углеродных наполните­лей и смол горячего отверждения. Высокую износостойкость углепластикам прида порошок нефтяного кокса, являющий основным наполнителем. Характеристики двух марок углепластиков приведены табл. 25.

Результаты исследования и эксплуатации показали, что наиболее перспективные подшипники из углепластиков для работы без смазки, в воздухе, запыленном цементом, угольной и другой пылью, в сточных водах промышленных предприятий, в морской воде.

Технология изготовления подшипник из углепластиков аналогична технологии изготовления реактопластов. Подшипники из материала АФ-3Т прессуют при темпера­туре 170°С и давлении 80-150МПа, а из материалов АМС-1 и АМС-3 - при 200°С и 40—60МПа. После прессования под­шипники термообрабатывают для снятия внутренних напряжений и выявления де­фектов (короблений, вздутий).



« Назад [Неметаллические подшипники скольжения] Далее »

Если статья Вам понравилась или была полезной, поделитесь ней, пожалуйста, в социальных сетях: