Материалы подшипников скольжения.
Материалы выбирают с учетом работы в паре со стальными шейками вала, которые как правило закаливают. Предъявляются требования: низкий коэффициент трения в паре со сталью, быть износостойкими, обладать высоким сопротивлением усталости. Работоспособность подшипника скольжения зависит от твердости шеек валов, поэтому их, как правило,закаливают.
К подшипниковым материалом представляют комплексные требования, соответствующие основным критериям работоспособности подшипников скольжения. Они должны иметь низкий коэффициент трения в паре со стальной шейкой вала, быть износостойкими и обладать высоким сопротивлением усталости.
Первому критерию удовлетворяют антифрикционные металлические, металлокерамические и некоторые не металлические материалы.
К металлическим материалам, наиболее распространенным в машиностроении, относят:антифрикционный чугун, бронзу (оловянистую и безоловянистую) и цинковые сплавы.
Антифрикационный чугун. Применяют в тихоходных, умеренно нагруженных подшипниках с постоянной смазкой. Допускаемые удельные давления [р] на рабочую поверхность подшипника зависят от окружной скорости шейки вала (скорости скольжения) и марки чугуна (АСЧ-1, АСЧ-2, АСЧ-3, АЧК-2).Для обеспечения износостойкости шеек вала необходимо выбирать марку чугуна для подшипника так, чтобы его твердость была ниже на 20…40НВ по сравнению с материалом цапф.
|
|
- Антифрикционный чугун – применяют в тихоходных, умененно нагруженных подшипниках с постоянной смазкой. Допускаемое удельное давление на рабочую поверхность подшипника зависит от окружной скорости шейки вала (скорости скольжения) и марки чугуна. Марку чугуна выбирают так, чтобы его твердость НВ была на 20…40НВ ниже, чем у цапф.
Марка | Твердость НВ | [р], МПа | υ, м/с | [рυ], МПа· м/с |
АСЧ - 1 | 180 … 240 | 0,05 … 9,0 | 2,0 …0,2 | 0,1 … 1,8 |
АСЧ - 2 | 190 … 229 | 0,1 … 6,0 | 3,0 … 0,75 | 0,3 … 4,5 |
АСЧ - 3 | 160 … 191 | 0,1 … 6,0 | 3,0 … 0,75 | 0,3 … 4,5 |
АЧК - 2 | 167 … 197 | 0,5 … 12,0 | 5,0 … 1,0 | 2,5 … 12,0 |
Бронзы. Лучшими антифрикционными свойствами характеризуются оловянистые, особенно оловянисто-фосфористые (БрО10Ф1)бронзы. Их применяют для изготовления вкладышей опор, несущих спокойную нагрузку при высокой скорости скольжения (но они имеют высокую стоимость и по механической прочности уступают некоторым безоловянистым бронзам, особенно алюминиевым и свинцовым).
Алюминиевые бронзы, содержащие железо имеют высокую прочность и износостойкость, но могут вызвать повышенный износ шейки вала, если твердость ее не выше твердости вкладыша.
Свинцовистые бронзы имеют большую ударную вязкость, вкладыши из них выдерживают значительные знакопеременные и ударные нагрузки.
|
|
-Бронзы – лучшими антифрикционными свойствами обладают оловянистые бронзы и особенно оловянисто-фосфористые(БрО10Ф1).Применяют для производства вкладышей опор, несущих спокойную нагрузку при высокой скорости скольжения, но они имеют высокую стоимость и по прочности уступают безоловянистым бронзам (алюминивые, свинцовые).
Алюминивые бронзы, содержащие железо – высокая прочность, износостойкость, при твердости шейки вала выше твердости вкладыша.
Свинцовистые бронзы – имеют высокую ударную вязкость, выдерживают значительные знакопеременные нагрузки.
Марка | [р], МПа | υ, м/с | [рυ], МПа·м/с | Область применения |
Бр.О10Ф1 Бр.О4Ц4С17 Бр.АЖС-4л Бр.АЖС7-1,5-1,5 Бр.С-30 | Подшипники скольжения машин, работающих с постоянной нагрузкой. Подшипники скольжения редукторов, транспортеров, центробежных насосов Подшипники скольжения машин, работающих с переменной и ударной нагрузками. |
Безоловянные алюминиевые сплавы типа АСМ. Имеют отличные антифрикционные свойства, но при высоких скоростях скольжения недостаточное сопротивление задиру, чувствительны к загрязнению масла, имеют повышенный коэффициент линейного расширения.
|
|
Алюминиево-оловянистые и цинковые сплавы: А09-2, А09-2Б (литье, биметалл); А09-1, А020-1 (прокат, биметалл) с повышенным сопротивлением усталости. Сплавы обеспечивают оптимальную структуры и способны в режимах масляного голодания образовывать на поверхности шеек вала защитную пленку из олова.
Алюминиво-оловянистые (А09-2, А09-2Б литье, биметалл иА09-2, А020-1 прокат, биметалл) с повышенным сопротивлением усталости - обеспечивают оптимальную структуру и способны при масляном голодании образовывать защитную пленку из олова
ЦАМ10-5 (10% Al, 5% Cu, остальное Zn), ЦАМ9-1,5 – хорошие антифрикционные свойства, высокая износостойкость, недефицитность исходных материалов, простота изготовления. Применяют вместо баббитов и бронз. ЦАМ9-1,6 – высокая износостойкость, изготовляют биметаллические вкладыши.
Цинковые сплавы – (ЦАМ10-5, ЦАМ9-1,5) – антифрикационные свойства, высокая износостойкость, недефицитные исходные материалы (применяют вместо баббитов и бронз, делают биметаллические вкладыши).
Металлокерамические материалы. Удовлетворительно работают при плохой смазке. Имеют пористую структуры с объемом пор 15…35% (вакуумная пропитка горячим маслом). Железографитовые вкладыши, содержат до 3% графита (остальное железо), устанавливают на тихоходных валах в трудно доступных для смазки местах (самосмазывающие подшипники, могут длительное время работать получая масло из пор)
|
|
Режимы работы при спокойной нагрузке и 20…25% пористости
V, м/с | 0,1 | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 |
[p],МПа | 7,0 | 6,5 | 6,0 | 5,5 | 4,5 | 3,5 | 1,8 | 0,8 |
Эти подшипники обеспечивают низкий коэффициент трения (0,04…0,05), сохраняют свои антифрикционные свойства в широком диапазоне температур (до 10000С), характеризуются высокой теплопроводностью и коррозионной стойкостью.
Неметаллические материалы.
1. Пластмассы:
- металлофторопласт – допускают большие удельные давления до 350МПа; широкий интервал температур от -2000С до +2800С, но при температуре свыше 1200С нагрузочная способность снижается, а при 280)С достигает половины первоначальной величины.
- текстолит – работают при температуре не выше 800С;
- полиамиды – малый коэффициент трения (0,1…0,15), стойкость к истиранию
- капрон – применяют где требуется низкий коэффициент трения (0,1…0,15).Рабочая температура не более 1200С.
К недостаткам пластмассовых подшипников относим: разбухание в воде, малая теплопроводность, большая упругая деформация.
Применяют при эксплуатации в пыльной среде; эффективно работают в опорах с возвратно-поступательным движением.
2. Древесные слоистые пластики имеют хорошую износостойкость. В качестве смазки используют жидкие минеральные масла, воду, эмульсию, пластичные смазочные материалы.
3. Древесные подшипники изготовляют из прессованных брусков березы, бука, дуба с с пропиткой пластическими смолами. Допускают небольшие удельные нагрузки (до 10 МПа) при v<1м/с.
4. Резина применяют для облицовки методом горячей вулканизации рабочих поверхностей вкладышей подшипников водяных насосов и машин работающих с водяной смазкой
Дата добавления: 2015-12-20; просмотров: 77; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!