Основные направления совершенствования триботехнических свойств подшипников скольжения и качения
Основные направления совершенствования триботехнических свойств подшипников скольжения и качения
Подшипники качения. В подшипниках качения всегда присутствует площадь контактирования, где реализуется процесс относительного скольжения одной поверхности по другой. На это затрачивается значительная часть работы трения (помимо гистерезисных потерь, реализуемых в контактирующих телах). В качестве плакирующего материала используют медь, олово или серебро, которым заполняются впадины дорожек катания. Толщина плакирующих покрытий не превышает 1...2 мкм. Эта толщина находится в пределах внутренних отклонений размеров. Применение плакирующих элементов приводит к увеличению опорной поверхности контактирующих тел. Пластичные свойства тонкого покрытия выравнивают микронометрию поверхностного слоя, уменьшая среднее удельное давление, и снижают сопротивление сдвигу в случае масляного голодания в зоне контакта. Масляное голодание в зоне контакта в подшипниках качения наблюдается как в момент начала движения, так и в случае его вращения с большой скоростью. Пластичный слой на твѐрдой поверхности качения снижает вероятность задира дорожек трения и интенсивность изнашивания подшипников качения (рис. 9.5).
микрорельеф
Рис. 9.5. Подшипник качения
Подшипники скольжения. Тенденции развития технологии производства подшипников скольжения за рубежом сводятся к использованию комбинации свойств контактирующих материалов (рис. 9.6).
Рис. 9.6. Подшипник скольжения: 1 несущий слой; 2 промежуточный слой;
3 слой легкого деформирования (антифрикционный)
На поверхность основы накладывают порошок из баббита, излишки убирают (толщина этого слоя 1...2 мм). Далее подшипник помещают в камеру с нейтральным газом и нагревают до температуры
700°С. Происходит процесс образования мостиков сваривания между этими частицами и основанием. Формируется пористый материал из частиц баббита. После образования мостиков сваривания поверхностный слой насыщают полимерами (тефлоном, тефлоном с частицами дисульфида молибдена или графитом). После образования этого слоя создаѐтся поверхностный слой толщиной 0,2…0,3 мм.
Свойства таких подшипников:
1) лучшая теплопроводность за счѐт отвода тепла из зоны трения по мостикам сваривания;
2) пластичный материал, заполняющий поры, пространства, является смазочным материалом;
3) по мере изнашивания поверхностного слоя 3 в контакт входит слой 2, состоящий из полимеров и баббита, который имеет более высокие механические свойства по отношению к слою 3 и обладает самосмазывающим эффектом (см. рис. 9.6).
Нормальной эксплуатацией считается трение в условиях смазывания жидкими смазочными материалами.
Слой 3 снижает касательные напряжения, возникающие в несущем слое. Слои 2 и 3 предназначены для наиболее неблагоприятных условий трения, когда в трущихся парах появляются задиры и схватывания трущихся тел. Задиры менее опасны, если подшипники состоят из двух слоев 1 и 3. Иногда слой 2 снижают до минимума или убирают вообще.
Подшипники, работающие без смазки, имеют ресурс, значительно меньший, чем подшипники, работающие в смазке. Кроме того, они ограничены по нагрузочной способности и скорости. По внешнему виду они похожи на подшипник, изображенный на рис. 9.7.
Рис. 9.7. Подшипник скольжения: 1 несущий слой; 2 промежуточный слой;
3 слой легкого деформирования (антифрикционный)
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1. Какова область использования закона Арчарда для расчетов на износ?
2. В чем сущность методики расчета на изнашивание по И.В. Крагельскому? Понятие удельного износа.
3. Каковы особенности зависимости фрикционных свойств трущихся тел от нормального давления и скорости скольжения?
4. Каково влияние режима нагружения узла трения (по нормальному давлению и скорости скольжения) на реализацию стационарной области нагрузок (нормального трения и изнашивания) и переходной и аварийной области его работы?
Обсуждение Основы триботехники
Комментарии, рецензии и отзывы