РАБОЧИЕ ПАРАМЕТРЫ КОНТАКТА ПОДШИПНИКОВ С
МЕТАЛЛОФТОРОПЛАСТОВЫМИ ВКЛАДЫШАМИ
Горкуша А.Е., Гуня А.П., Швец Е.Д.
(ДонГТУ, г.
Донецк, Украина)
В последние десятилетия широкое развитие получили подшипники из металлофторопластовой ленты из-за простой технологии изготовления и высоких эксплуатационных свойств. Основу ленты составляет малоуглеродистая сталь – сталь 08 или 10кп с двухсторонним покрытием медью М1 или латунью Л90. На стальную основу ленты наносится пористый слой оловянистой бронзы из сферических частиц диаметром 0,063…0,16 мм пропитанный пастой, состоящей из суспензии фторопласта 4ДВ(75%) и дисульфида молибдена(25%). Небольшая толщина полимерного покрытия (0,3…0,4 мм) способствует хорошему отводу тепла в корпус и окружающую среду, что улучшает эксплуатационные показатели подшипников по сравнению с подшипниками с баббитовым и бронзовым антифрикционным материалом.
Основным достоинством подшипников с металлофторопластовыми вкладышами является нечувствительность к виду смазочного материала. Такие подшипники при водяной смазке позволяют работать при окружных скоростях скольжения до 60 м/с в режиме жидкостного трения.
Для получения сравнительных по влиянию податливости на рабочие параметры контакта металлических, полимерных и металлофторопластовых вкладышей были изготовлены подшипники с баббитовой заливкой и подшипники с полимерными и металлополимерными вкладышами Ø100 мм и длиной L = 80 мм. Внутренние поверхности вкладышей из капролона В и баббита Б83 обрабатывались до параметра шероховатости Ra = 0,4…0,8 мкм. Формообразование полувкладышей из металлофторопластовой ленты получали методом холодного прессования без последующей обработки резанием. Поскольку вкладыши из капролона В впитывают влагу и разбухают, то для уменьшения гигроскопичности и стабилизации размеров их кипятили в масле 8…12 часов. Вкладыши запрессовывались в специально разработанные испытательные узлы.
Оценку несущей
способности металлофторопластовых подшипников производят по средним контактным
удельным нагрузкам, величину которых определяют по формуле [1]:
где σmax – предельное напряжение сжатия, МПа;
φ0 – угол контакта, равный протяженности рабочей зоны подшипника;
σк – предельное контактное давление.
Учитывая, что модуль упругости при сжатии фторопластовой композиции приработочного слоя значительно меньше, чем у баббита и бронзы, то у металлофторопластовых подшипниках значительно лучшее прилегание трущихся поверхностей по сравнению с металлическими и уменьшается угол протяженности масляного клина, что ведет к увеличению минимальной толщины смазочного слоя (hmin).
Испытания металлических и металлофторопластовых подшипников с определением величины толщины масляного слоя показали сходный характер в численной величине минимальной толщины смазочного слоя (hmin) при скоростях до 12 м/с. Однако, минимальная толщина смазочного слоя (hmin) у металлофторопластового подшипника в среднем в 1,5 раза выше, чем у баббитового. Эта разница становится более очевидной с увеличением скорости скольжения, когда прирост толщины слоя у баббитового подшипника приостанавливается, а у металлофторопластового продолжает расти, снижая величину максимальных давлений (Pmax). Данное явление можно объяснить тем, что с ростом скорости скольжения увеличивается протяженность рабочей зоны в 1,5…1,7 раза в сравнении с баббитовым подшипником за счет гидродинамического эффекта, который согласно [2] создается большей податливостью верхнего слоя и уменьшением угла масляного клина.
Использование подшипников с тонкостенными вкладышами в узлах трения позволяет:
- увеличить в 2…3 раза срок службы подшипников;
- сохранить высокие антифрикционные свойства при снижении качества смазки;
- иметь высокие виброгасящие свойства и бесшумность в процессе работы;
- снизить трудоемкость ремонта изделий в 20 и более раз по сравнению с баббитовыми вкладышами.
Список литературы: 1.Проектирование деталей из пластмасс. Справочник / Под ред. И.Я. Альшица . – М.:Машиностроение, 1969. – 249с. 2. Розенберг Ю.А. Влияние смазочных масел на долговечность и надежность деталей машин. - М.: Машиностроение, 1970, - 313с.