Подшипник - сухое трение
Cтраница 1
Подшипники сухого трения применяются в самолетах или космической технике. Они могут работать при кратковременном или разовом использовании в условиях умеренных и очень высоких температур. [1]
Для подшипников сухого трения пользуются лентой с напеченным пористым слоем из гранулированной бронзы, поры которой заполнены смесью фторопласта с дисульфидом молибдена, коллоидным свинцом или нитридом бора. [2]
Материалы для подшипников сухого трения выбираются в зависимости от свойств рабочей среды, ее температуры и давления, от скорости скольжения по валу, от реакции в опоре ( нагрузки), от теплоотвода из зоны трения и требующегося срока службы в эксплуатации. [3]
Целью расчета подшипника сухого трения является установление допустимых значений действующей нагрузки, скорости скольжения, температуры и других параметров и их соответствия физико-механическим свойствам выбранных материалов пары трения втулка - вал при принятых геометрических соотношениях, обеспечивающих наибольший срок службы и достаточно высокие антифрикционные свойства. Речь идет о том, чтобы в отсутствии смазывающего материала на трущейся поверхности получить наибольшую износостойкость подшипника и обеспечить минимальное изменение его геометрических размеров во времени с учетом действующих условий эксплуатации. [4]
Поскольку водородное изнашивание подшипников сухого трения в настоящее время изучено недостаточно, можно рекомендовать лишь общие принципы борьбы с водородным износом. В этом случае коррозионные процессы протекают слабо и водород не накапливается в поверхностных слоях. [5]
В случае невозможности разработки подшипников сухого трения из известных материалов для экстремальных условий вновь создаваемого оборудования, выбор новых, не изученных ранее антифрикционных материалов и пар трения производят путем проведения специальных исследовательских работ с учетом конкретных условий эксплуатации подшипникового узла. [6]
При выборе материалов для подшипников сухого трения основное значение имеет их износостойкость, а следовательно, срок службы. Износ опорных поверхностей подшипников сверх допустимой величины нарушает точность взаимного расположения вала с рабочими органами и корпуса, приводит к его динамической неустойчивости и вибрации, возможности разрушения подшипника на ходу. Износ увеличивается с повышением давления ( контактных напряжений), а коэффициент трения снижается либо остается постоянным до критического значения, соответствующего катастрофическому износу. Физико-механические свойства материала подшипника должны обеспечивать наиболее высокую износостойкость и упругий контакт при трении, минимальный коэффициент трения, отсутствие склонности к задиру, хорошую прирабатываемость. Кроме этого, материал должен обладать достаточной механической прочностью, технологичностью и стойкостью к воздействию окружающей среды. [7]
Следовательно, используя фторопласт для подшипников сухого трения при небольших давлениях, нельзя рассчитывать на получение высоких антифрикционных характеристик: низкого коэффициента трения и необходимой износостойкости, что и наблюдается на практике. Высокие же давления недопустимы по причине хладотекучести материала. Поэтому использование фторопласта для подшипников сухого трения наиболее целесообразно в конструкциях, воспринимающих высокие давления при отсутствии хладотекучести. К ним относятся тонкослойные фторопластовые покрытия на металлической основе вкладыша, подшипники из наполненных фторопластовых композиций, пропитанные фторопластовыми суспензиями металлокерамические вкладыши. [8]
 |
Значения р [ кгс м / ( см2 с ] для подшипников гласир DU в зависимости от долговечности. [9] |
Как видно из приведенных значений коэффициента трения, подшипники сухого трения из материала гласир DU работают с параметрами трения, близкими параметрам смазываемых подшипников при граничной или даже полужидкостной смазке. Хотя подшипники гласир DU предназначены для работы без смазки, наличие смазки, включая воду, снижает коэффициент трения и значительно увеличивает допускаемые параметры трения. Фирма выпускает подшипниковые втулки из ленты внутренним диаметром от 10 до 50 мм, а также упорные шайбы диаметром от 24 до 78 мм. Для сохранения поверхностного слоя внутренний диаметр подшипника из материала гласир DU не подвергается механической обработке. [10]
Из формулы ( 46) видно, что важным критерием при расчете подшипников сухого трения является критерий теплостойкости - допускаемое значение произведения давления на скорость скольжения [ pv ], кгс-м / ( см2 - с), которое характеризует увеличение температуры вследствие тепловыделения во время трения. При повышенной температуре подшипники допускают меньшие давления и скорости, их срок службы уменьшается. [11]
К твердым смазочным материалам не будем относить конструкционные самосмазывающиеся материалы, содержащие в своем составе твердые смазывающие вещества и использующиеся для изготовления втулок, вкладышей и других деталей, В подшипниках сухого трения применяют для смазывания порошки, твердосмазочные суспензии и полимерные лаки, твердые смазывающие материалы, размещенные в деталях подшипника для контактного смазывания, при котором на поверхность движущейся детали наносится твердый смазочный материал, отделяющийся от специального смазывающего бруска или карандаша, прижимаемого к поверхности. [12]
Твердые смазочные материалы, способные легко расщепляться под механическим воздействием, образовывать тонкую смазывающую пленку на поверхности трения или сопряженной поверхности во время скольжения, разделяющую трущиеся поверхности и обладающую низким коэффициентом трения, позволили разработать подшипники сухого трения. Действие пленки жидкого смазочного материала сводится к разделению трущихся поверхностей слоем жидкости и ослаблению силы сцепления между ними. Разница между твердыми и жидкими смазочными материалами главным образом количественная, но резкой границы здесь кет. Как следует из ГОСТ 23.002 - 78 жидкостная и твердая смазки относятся к видам смазок, при которых разделение поверхностей трения деталей, находящихся в относительном движении, осуществляется соответственно жидким и твердым смазочными материалами. Однако по способам применения, отводу тепла и смазывающим свойствам жидкие смазочные материалы имеют преимущества перед твердыми и могут быть заменены твердыми только с ухудшением эксплуатационных характеристик. Это объясняется прежде всего меньшей долговечностью твердых смазывающих материалов из-за изнашивания. Их восстановление в процессе изнашивания либо невозможно, либо сопряжено с большими трудностями конструктивного и эксплуатационного свойства. Недостатком твердых смазывающих материалов является также затрудненный отвод тепла от смазываемых поверхностей, осуществляемый теплопроводностью. Поэтому нельзя говорить о том, что твердые смазочные материалы могут постепенно вытеснить жидкие и пластичные смазочные материалы. Их применение в этих условиях обеспечивает существенную экономическую эффективность, а иногда является единственно возможным решением. [13]
Материал подшипника должен быть малодефицитным, а его технологическая обработка проста и доступна. Производство и механическая обработка некоторых материалов для подшипников сухого трения связаны со сложной технологией, требующей специального оборудования. Их изготовление возможно лишь на специализированных участках. Это необходимо учитывать при конструировании машин, требующих периодических ремонтов в нестационарных условиях. [14]
Авторами работы [74] предложен метод расчета срока службы Т подшипника с использованием критерия [ pv ] и эмпирических коэффициентов. Этот метод расчета основан на использовании результатов испытаний подшипников сухого трения на износ в стендовых условиях максимально приближенных к производственным испытаниям. [15]
Страницы: 1 2