Какие требования предъявляют к материалам для изготовления вкладышей?
Выбор материалов для изготовления вкладышей подшипников скольжения производится с учётом задач, которые они решают (снижение коэффициента трения, теплоотведение, обеспечение бесперебойного вращения вала).
Эти элементы работают совместно с цапфами валов, изготовленными из стали. Поскольку стоимость последних существенно выше, пара подбирается таким образом, чтобы больше изнашивались вкладыши.
Чем значительнее твёрдость цапфы вала, тем выше надёжность подшипника в сборе.
Какими свойствами должны обладать материалы, используемые для изготовления вкладышей подшипников скольжения
В первую очередь, они должны обеспечивать выполнение требований, предъявляемых к конструкции подшипника в целом. Последний должен иметь незначительный коэффициент трения, обладать необходимой усталостной прочностью и износостойкостью.
Для обеспечения этого, подбираются подшипниковые материалы, обладающие следующими свойствами:
- значительной теплопроводностью;
- прирабатываемостью;
- высокой смачиваемостью смазочными маслами, способностью формировать поверхностные плёнки, отличающиеся высокой стойкостью и способностью быстро восстанавливаться.
Антифрикционные материалы, применяемые для изготовления вкладышей, по химическому составу подразделяют на несколько групп:
- металлические (самые многочисленные);
- неметаллические;
- металлокерамические.
Выбор производится с учётом режима работы вала, исходя из следующих положений.
- Если цапфа вала вращается с незначительными скоростями вращения (v≤5 м/сек), удельным давлением (ρ≤20 Мпа) и спокойной нагрузкой, оптимальным выбором является чугун антифрикционный, содержание графита (свободного) в котором повышено.
- При v≤12 м/сек, ρ≤25 Мпа, чаще всего, применяются бронзы различных типов: оловянисто-свинцовые, оловянистые, свинцовые;
- При v≤2 м/сек, ρ≤12 Мпа (в подшипниках низкоскоростных), востребованы преимущественно медноцинковые сплавы, чаще именуемые латунь;
- При v≤15 м/сек, ρ≤12 Мпа (высокоскоростные подшипники, эксплуатируемые с хорошим теплоотводом и обильным смазыванием). В этих моделях устанавливаются вкладыши из баббитов (свинцовых, свинцово-оловянных либо чисто оловянных).
- Сплавы из группы лёгких, производимые на основе алюминия, широко востребованы при производстве вкладышей для подшипников скольжения, используемых в неответственных узлах.
В этом случае применяются сплавы алюминиево-кремниевые, либо композиты алюминиево-оловянные. Последние обладают повышенными антифрикционными качествами. Изготавливаются посредством спекания порошковой массы. По своим эксплуатационным параметрам эти материалы сопоставимы с баббитами, но имеют лучшую износостойкость и стоят дешевле.
- При v≤5 м/сек, ρ≤10 Мпа часто используются материалы из группы неметаллических. Такие, как текстолит, капрон, фторопласты, ДСП, поликарбонат, нейлон, резина. Такие материалы, как резина и ДСП, позволяют применять в качестве смазочного материала воду.
- При v≤3 м/сек, ρ≤6 Мпа в тех случаях, когда ожидается недостаточная смазка, предпочтение отдаётся металлокерамике.
В эту группу входят железографит и бронзографит, получаемые посредством спекания порошкового сырья при высоких температурах.
Эти материалы имеют значительную пористость (до сорока процентов их объёма), что позволяет им впитывать существенные объёмы смазочных материалов, которых в дальнейшем хватает для работы подшипника на протяжении двух и даже трёх месяцев без подачи смазки.
- Комментарии
