Металлофторопластовые подшипники.

Основное применение металлофторопластовых подшипников в узлах сухого трения. В узлах трения многих видов оборудования недопустимо или крайне нежелательно применение смазки. Например, по техно­логии производства часто исключается смазка в машинах пищевой, текстильной, бумажной и химической промышленности. Металлофторопластовый материал без смазки при малых скоростях допускает очень большие нагрузки (до 350МПа). Со­храняет работоспособность в интервале температур от -200 до +280°С. При темпе­ратуре свыше +120°Снагрузочная способ­ность постепенно снижается; при темпера­туре +280°С достигает примерно половины начальной величины. При низких скоро­стях скольжения (0,05—0,1м/с) и высоких нагрузках коэффициент трения материала минимальный. При нагрузках в пределах 0,1 — 10МПа и при скоростях скольжения 0,2—5м/с коэффициент трения может из­меняться от 0,1 до 0,2, т. е. быть в пределах обычных подшипниковых материалов при граничной смазке.

Повышение скорости скольжения при; сохранении температуры увеличивает ко­эффициент трения. В зависимости от режимов работы коэффициент трения подшипников в период нормальной работы без смазки может быть в пределах 0,04—0,23.

Наиболее рациональными и эффектив­ными материалами являются ленточные. Основой их является стальная лента, на которую нанесен тонкий пористый метал­лический слой антифрикционного сплава, поры которого заполняются фторопластом.

22. Размеры, мм, ленты МФЛ

Толщина ленты

Ширина

Длина полос

общая

стальной основы

антифрикционного слоя

1,1

1,6

2,6

0,75

1,30

2,30

0,35

0,30

0,30

75; 100

500-2000

Примечание. Допуск на толщину ленты 0,05мм; толщина приработанного слоя 0,06 — 0,035мм.

Из металлофторопластовой ленты (МФЛ) штамповкой и калибровкой изго­товляют неразъемные, разъемные и откры­тые подшипники. К неразъемным относят­ся свертные втулки.

Металлофторопластовая лента состоит из трех слоев:

1) основы в виде полос из сталей 08кп, 10кп, покрытых слоем красной меди M1 или латуни Л90;

2) порошкового пористого слоя из сфе­рических гранул бронзы, напеченных на стальную ленту;

3) фторопластового слоя с наполните­лем, покрывающим тонкой пленкой грану­лы бронзы и заполняющим пустоты порис­того слоя бронзы.

23. Основные размеры, мм, втулок из МФЛ

Внутренний диаметр (поле допуска Н92* после запрессовки)

Наружный диаметр (поле допуска р6)2*

Ширина втулки1* (допуск — 0,5)

8

10

8, 10, 12

10

13

6, 10, 12, 16

12

15

8, 10, 12, 16, 20

15

18

10, 12, 16, 20, 25

16

19

10, 12, 16, 20, 25

18

21

12, 16, 20, 25, 32

20

23

12, 16, 20, 25, 32, 40

22

25

16, 20, 25, 32, 36, 40

25

28

16, 20, 25, 32, 40, 45

30

33

20, 25, 32, 40, 45, 50

32

37

20, 25, 32, 40, 50

36

41

25, 32, 40, 50

40

45

32, 40, 50, 60

45

50

32, 40, 50, 60, 65

55

60

32, 40, 50, 60, 65, 70, 75

1* Наружная и внутренняя фаска 0,4 ×45º

2* Поля допусков даны по ГОСТ 25346-89

Рабочий слой состоит из суспензии фторопласта 4ДВ — 75% и MоS2 — 25% (объемные доли).

Размеры ленты соответствуют данным табл. 22.

Основные размеры втулок из металло­фторопластовой ленты приведены в табл. 23.

Запрессовка готовых втулок в корпус с посадкой р6 обеспечивает фиксацию втулки и ее упругую устойчивость.

Отношение радиуса изгиба к толщине материала при свертывании втулок должно быть не менее 6.

Свертывание втулок антифрикционным слоем наружу не допускается из-за образо­вания разрывов в наружном бронзовом слое.

При недостаточной величине зазора и нагреве подшипника вследствие трения может получиться заклинивание (заедание) вала; при излишне больших зазорах умень­шается площадь соприкосновения, вследст­вие чего возрастают фактические давления и ускоряют износ поверхностного слоя фторопласта.

Рекомендуемые зазоры при установке подшипников из МФЛ приведены в табл. 24.

24. Рекомендуемые зазоры металлофторопластовых подшипников, работающих без смазки

Внутренний диаметр втулки, мм

Расчетный диаметральный зазор, мм

10-18

18-30

30-40

40-50

0,030

0,035

0,040

0,045

Исследования работоспособности под­шипников из МФЛ подтвердили сравни­тельно высокую стабильность их анти­фрикционных свойств при повышении температуры. Однако более длительные их испытания приводили к износу верхнего приработочного слоя ленты и оголению бронзы. С течением времени (особенно быстро при трении без смазки и больших нагрузках) был заметен дальнейший износ ленты. При введении жидкого масла или пластичного смазочного материала скорость изнашивания материала заметно уменьши­лась.

Срок службы подшипников зависит от их габаритов, твердости и шероховатости рабочей поверхности стального вала. С уменьшением рабочего диаметра и увеличением шероховатости вала более Ra 0,32мкм скорость изнашивания подшип­ников заметно повышалась.

Ниже приведены значения коэффици­ентов, рекомендуемые для учета влияния масштабного фактора Км и шероховатости Кш на уменьшение срока службы подшип­ников из МФЛ:

d,мм

10

15

20

25

30

35

40

Км

0,50

0,68

0,81

0,91

1,0

1,08

1,13

Ra, мкм

2,5

1,25

0,63

0,32

0,16

Кш

0,3

0,47

0,68

1

1

Влияние твердости стального вала на скорость изнашивания менее заметно. Так, при прочих одинаковых условиях срок службы подшипников при трении по неза­каленному валу всего на 14% меньше, чем при трении по закаленному валу с HRC > 45.

Так как слой ПТФЭ (политетрафтор­этилен) на ленте имеет незначительную толщину, то теплопроводность этого ком­бинированного материала близка теплопро­водности металла ленты. В процессе изнашивания теплопроводность ленты изменя­лась от 14,7 до 33,8Вт/(м·°С) при рекомен­дованном расчетном его значении 28Вт/(м·°С). Столь высокие значения теп­лопроводности ленты предопределяют (на­ряду с низким коэффициентом трения) низкую температурную напряженность экс­плуатации этих подшипников.

Подшипники из МФЛ в основном при­меняют в узлах, где смазывание недопусти­мо или затруднено, что позволяет упро­стить обслуживание и повысить надежность эксплуатации машин.

Ленточный материал, где в качестве ан­тифрикционного слоя использован ПТФЭ (37%) со свинцом (50%) и фенолформальдегидной смолой (13%), выпускают в Гер­мании под маркой Спрелафлои (SF). Пре­имуществом подшипников из этого мате­риала является возможность механической обработки рабочей поверхности. Ленточ­ный материал SFa, SFb, и SFc различается толщиной антифрикционного слоя. Выпус­кают также втулки из композиционного материала SFm, который не спекается со стальной лентой и уступает ленточному материалу по износостойкости, допусти­мым нагрузкам и температуре эксплуата­ции.

Материал SF рекомендуется применять для подшипников, в которых смазывание не может осуществляться или исключается по технологическим соображениям, либо когда вследствие малой скорости скольже­ния или качательного движения вала не может образовываться смазочная пленка. Эти материалы наиболее часто используют для изготовления узлов рулевого и педаль­ного управления автомобилями, текстиль­ного, пищевого и медицинского оборудова­ния, а также для накладных направляющих. Втулки из композиционного материала рекомендуется применять в агрессивных средах.

Работоспособность ленточного материла SF в тяжелонагруженных шарнирах при давлении 70МПа и скорости скольжения 0,02м/с: амплитуда колебаний ±2° при частоте 1,9Гц; коэффициент трения ста­бильный и не превышает 0,041, температу­ра 27°С. (Коэффициент трения для МФЛ несколько выше — 0,05, температура — около 35°С.) После 60000 двойных ходов износ подшипников из SF составил всего 4мкм.

О целесообразности использования ма­териала SF для подшипников свидетельст­вует их многолетняя эксплуатация в узлах различных металлорежущих станков.

Подшипники из древесных пластиков. Подшипники скольжения из древесных слоистых пластиков отличаются хорошей износостойкостью, приближающейся к стойкости текстолита и цветных металлов. Наибольшей износостойкостью обладают торцовые поверхности древесного слои­стого пластика, наименьшей — поверхно­сти, параллельные клеевым слоям, что сле­дует учитывать при конструировании вту­лок и вкладышей подшипников. Износ шеек валов, работающих в паре с вклады­шами из древесного слоистого пластика, меньше, чем при работе с вкладышами из бронзы или антифрикционного чугуна.

Способность древесных пластиков поглощать воду и разбухать является отрица­тельным свойством; в то же время смачи­ваемость материала позволяет применять воду в качестве смазывающего вещества.

Древесные пластики имеют относитель­но невысокий модуль упругости, вследствие чего подшипники излишне пружинят. Для уменьшения этого недостатка применяют вкладыши небольшой толщины с плотным набором в кассету. Другой недостаток пла­стика — низкая теплопроводность; поэтому нужно уделять большое внимание выбору смазки и способу ее подачи, что влияет на интенсивность отвода тепла.

При конструировании подшипников из древесных слоистых пластиков рекоменду­ется соблюдать следующие условия.

Толщину стенок вкладыша принимать: около 5мм при диаметре вала до 50мм;

8 — 10мм при диаметре 60 — 100мм;

10 — 12мм при диаметре более 100мм.

Для облегчения отвода тепла при боль­ших удельных давлениях и окружных ско­ростях толщина вкладыша должна быть небольшой, длина — примерно равна его внутреннему диаметру (меньшая длина при смазке маслом).

При определении зазора между валом и подшипником учитывают тепловое расши­рение вала и подшипника, шероховатость поверхности, условия смазки и охлаждения.

Если древесный пластик работает не по торцовой поверхности, принимают во вни­мание возможное изменение размеров от разбухания вкладыша. Если же он работает торцом к поверхности шейки вала, то при смазке и малой нагрузке принимают посадку Н9/f8, а при большой нагрузке посадку H11/d11.

При диаметре d шейки вала более 25мм рекомендуются зазоры 0,04мм +0,002d для малой нагрузки и 0,04мм + 0,003d для большой нагрузки.

Для вкладышей из древесных пластиков следует принимать большие зазоры, чем Для металлических, чтобы устранить зажим вала при тепловом расширении. При работе средней интенсивности для диаметра вала от 25 до 100мм зазор следует принимать 0,10-0,15мм, для более интенсивной работы зазоры увеличивают.

Втулки рекомендуется запрессовывать в кассеты с натягом главным образом при смазке маслом. При смазке водой вклады­ши разбухают, поэтому натяг допускается небольшой.

Обычно величину натяга под запрессов­ку втулок при смазке маслом принимают 0,5-1,5% от внутреннего диаметра втулок.

В качестве смазки используют жидкие минеральные масла, воду, эмульсии и пла­стичные смазки. Циркуляционная смазка машинным маслом применима при нагруз­ках до 2МПа и скорости v до 4м/с. Для дальнейшего повышения нагрузок р до 20МПа и скорости v до 7-10м/с требуется водяная смазка. При более жестких услови­ях работы подшипников рекомендуется использовать эмульсии.

Текстолитовые подшипники. Подшип­ники из текстолита работают при темпера­туре не выше 80°С. При смазке водой они допускают нагрузку р = 30 … 35МПа, pv = 20 … 25МПа·м/с; при смазке маслом до­пускают р = 7,5 … 10МПа, pv = 20 … 25МПа·м/с.

Коэффициент трения текстолита: 0,07-0,08 при смазке минеральным маслом, 0,01-0,005 при смазке водой.

Полиамидные подшипники. Из полиами­да изготовляют втулки и вкладыши спосо­бом литья под давлением. Полиамидные подшипники обладают малым коэффици­ентом трения и стойкостью к истиранию. Они допускают нагрузку р = 5 … 7МПа, pv = 15 … 20МПа·м/с, рабочую температуру не выше 100°С; смазка минеральным мас­лом.

Капроновые подшипники. Капроновые подшипники допускают нагрузку р ≤ 2,5МПа, окружную скорость v≤ 5м/с и тем­пературу нагрева t≤ 100°С.

Относительный зазор в подшипнике

φ = (D — d) / d ≈ 0,003 … 0,006,

где D — диаметр расточки вкладыша; d -диаметр шейки вала.

Капроновые подшипники смазывают минеральными маслами небольшой вязко­сти. При смазке водой грузоподъемность подшипников уменьшается. При р < 0,5МПа и v < 1м/с подшипники могут работать без смазки.

В капроновых подшипниках вследствие их малой теплопроводности резче, чем в металлических, сказывается влияние скоро­сти скольжения на температуру и грузо­подъемность. Например, при уменьшении скорости с 1 до 0,4м/с нагрузку при работе всухую можно увеличить на непродолжи­тельное время с 0,2 — 0,5 до 2,0 — 2,5МПа.

Добавлением небольшого количества (1 — 5%) двусернистого молибдена или коллоидального графита увеличивается ан­тифрикционное свойство подшипников.

К недостаткам капроновых (как и дру­гих пластмассовых) подшипников относят­ся разбухание в воде, малая теплопровод­ность, большая упругая деформация. Для уменьшения этих недостатков применяют металлические вкладыши, облицованные тонким слоем капрона (а также и других пластмасс). Облицовка осуществляется вих­ревым распылением. При изнашивании капроновый слой восстанавливается по­вторной облицовкой. Недостатком пленоч­ных капроновых облицовок является оп­лавление даже при небольшом перегреве и старение с последующим разрушением.

Подшипники из пластифицированной древесины (лигностон). Изготовляются из прессованных брусков березы или бука с пропиткой. Применяют, например, для подшипников легких прокатных станов, транспортеров при небольшой нагрузке р < 10МПа и v < 1м/с.

25. Характеристика углепластиков отечественного производства

Параметр

АФ-3Т

АМС-1

Плотность, г/см3 σсж, МПа, при температуре, °С:

1,73-1,80

1,74-1,76

20

90-150

160-180

200

60

30-40

σизг, МПа

60-80

50-70

НВ

48-54

40

KCV, кДж/м2

0,2-0,3

0,2-0,35

α · 105, °С-1

1,8

4,0

λ, Вт/(м·°С)

2-3

3-5

нижний

-60

-60

верхний

250

200

f без смазки

0,087

0,1

Подшипники из углепластиков. Общим для углепластиков является высокое содер­жание порошковых углеродных наполните­лей и смол горячего отверждения. Высокую износостойкость углепластикам прида порошок нефтяного кокса, являющий основным наполнителем. Характеристики двух марок углепластиков приведены табл. 25.

Результаты исследования и эксплуатации показали, что наиболее перспективные подшипники из углепластиков для работы без смазки, в воздухе, запыленном цементом, угольной и другой пылью, в сточных водах промышленных предприятий, в морской воде.

Технология изготовления подшипник из углепластиков аналогична технологии изготовления реактопластов. Подшипники из материала АФ-3Т прессуют при темпера­туре 170°С и давлении 80-150МПа, а из материалов АМС-1 и АМС-3 — при 200°С и 40—60МПа. После прессования под­шипники термообрабатывают для снятия внутренних напряжений и выявления де­фектов (короблений, вздутий).

Втулки и вкладыши неметаллических подшипников

Рекомендации по выбору материалов. В зависимости от условий работы подшипникового узла выбирают марку материала для полимерной втулки. При подборе материа­ла втулки необходимо учитывать требования по долговечности подшипникового узла с учетом предельной величины износи; втулки, условий работы (наличие абразива, влаги, характера нагрузки и т. д.). Рекомендуемые полимерные материалы приведены в табл. 25а-25в.

Технические условия на свертные втулки из металлофторопласта (табл. 26 — 28). Внутренний диаметр втулок проверяют по­сле запрессовки их последовательно в оба гнезда калибра, изготовленного с одной стороны по верхнему, а с другой стороны по нижнему предельному отклонению Н8 для соответствующего диаметра посадоч­ного места в изделии.

Диаметр d должен удовлетворять требо­ваниям посадки Н7 и Н8 в зависимости от типа втулки. Эскиз калибра для втулки с диаметром d = 10мм приведен на рис. 4.

рисунок

Рис. 4. Калибр для втулки

Наружный диаметр втулок гарантирует­ся размерами оснастки.

Толщину и структуру антифрикцион­ного слоя втулок проверяют на микрошли­фах под микроскопом с увеличением в 30—50 раз.

Срок службы втулок 3 года.

Внутренний диаметр посадочного места в изделии выполняют по Н7 с параметром шероховатости поверхности Ra = 0,63мкм.

Отклонение от соосности отверстия А относительно отверстия Б — не более 0,03мм (рис. 5).

Запрессовку втулок выполняют с помо­щью запрессовочных пуансонов с заплечи­ками для упора в торец или буртик втулки. Диаметр запрессовочных пуансонов выпол­няют по посадке f7, а параметры шерохова­тости рабочей поверхности в пределах Ra 0,63 и Ra 0,32мкм. Перед приложением усилия для запрессовки втулки необходимо установить относительно отверстия в изде­лии так, чтобы исключить возможность движения втулки с перекосом.

рисунок

Рис. 5. Отклонение от соосности отверстия А относительно отверстия Б

25а. Рекомендуемые полимерные материалы

Режим работы

Смазка

Материал

р, МПа, не более

v, м/с, не более

pv, МПа·м/с, не более

5,0

0,3

0,25

Без смазки

Термопласты: полиамидная смола, поликапролактам, капрон вторичный

5,0

5,0

20

Периодичес­кая

То же

5,0

0,7

0,80

Без смазки

Композиции на основе термопластов с добавкой 5—10% антифрикционных наполнителей (графит серебристый, дисульфид молибдена, тальк)

5,0

0,7

0,80

Периодичес­кая

То же

7,5

10

20

Реактопласты: фенопласты, волокниты, текстолит, древесные пластики

7,5

10

25

Реактопласты, наполненные графитом

25б. Допустимые значения [pav] (МПа·м/с) при эксплуатации ТПС1*

Материал

Тип корпуса СК 2* или шестерня диаметром, мм

Рабочий диаметр d подшипника 3*, мм

10

15

20

25

30

40

50

60

Периодическое смазывание

СФД, СТД (основа – поли деталь)

СК

6,5

3,8

2,2

1,6

1,2

1,0

0,8

0,6

10,0

6,0

3,5

2,7

2,0

1,6

1,3

1,0

200

4,5

3,0

1,8

1,4

1,1

0,9

0,7

0,5

7,4

4,8

3,0

2,4

1,8

13

1,2

1,0

100

3,2

2,3

1,5

1,2

1,0

0,8

0,7

0,5

5,0

3,2

2,0

1,8

1,6

1,4

1,2

1,0

СФД-ВМ, СФД-БС, СФД-ДМ, СФД-АФ (полицеталь (основа), ПТФЭ, MoS2 и др.)

СК

9,0

7,0

3,6

3,0

2,2

1,6

1,2

0,9

13,0

9,0

5,0

4,0

2,8

2,2

1,8

1,4

200

7,0

5,0

3,0

2,6

2,0

13

0,8

10,0

7,0

4,0

з,з

2,6

2,1

1,7

1,3

100

5,0

3,8

2,8

2,4

1,8

1,4

1,0

0,7

7,0

5,0

3,6

3,0

2,4

2,0

1,6

1,3

Одноразовое смазывание

СК

5,0

3,5

1,8

1,5

1,2

0,9

0,7

0,6

8,0

5,0

2,7

2,2

1,6

1,2

0,9

0,7

200

3,5

2,4

1,6

1,3

1,0

0,8

0,7

0,5

5,0

3,5

23

1,9

1,5

1,0

0,8

0,7

100

2,8

2,1

1,4

11

0,9

0,7

0,6

0,5

3,5

2,7

1,7

1,5

1,3

0,9

0,7

0,6

ATM-2 (полиамид 6 (основа), графит, термоантрацит)

СК

4,0

3,0

1,4

1,2

1,0

0,7

0,6

03

6,0

4,0

2,0

1,6

1,2

0,8

0,7

0,5

200

3,0

1,9

1,2

1,0

0,8

0,6

0,5

0,4

4,0

2,8

1,8

1,4

1,0

0,7

0,6

0,5

100

2,0

1,5

1,0

0,8

0,6

0,5

0,4

03

2,8

2,0

1,4

1,2

0,9

0,6

0,5

0,4

1* В числителе указано допустимое значение [pav] подшипника с зазором, соответствующим посадке Е10/h8, а в знаменателе — с зазором, соответствующим посадке D10/h8.

2* СК — стенка корпуса.

3* Ширина ТПС l = 0,8d, толщина рабочего слоя t = 0,04d.

Для втулок, работающих при повышен­ных температурах, предусмотреть крепле­ние в изделии, предотвращающее от осе­вого смещения и проворачивания (завальцовка, кернение, посадка на клею и др.).

После установки втулок в изделие внут­ренний диаметр их должен соответствовать назначенному типу втулки, его необходимо проверять гладким калибром.

Покрытие вала — гладкое хромирование с параметрами шероховатости поверхности Ra 0,63мкм для втулок, изготовленных по Н8, и Ra 0,32мкм — для втулок, изготов­ленных по Н7. Допускаются другие виды покрытий, которые обеспечивают надежную защиту вала от коррозии и не увеличивают шероховатости поверхности.

25в. Допустимые значения fpav (МПа · м/с) при эксплуатации ТПС

Рабочий диаметр подшипника, мм

Тип корпуса (см. табл. 25б)

СК

Шестерня диаметром, мм

200

100

10

0,160/0,200

0,140/0,175

0,120/0,140

15

0,120/0,160

0,100/0,130

0,080/0,100

20

0,090/0,135

0,070/0,105

0,050/0,080

25

0,075/0,105

0,060/0,090

0,045/0,070

30

0,060/0,085

0,050/0,070

0,040/0,055

40

0,050/0,070

0,045/0,060

0,040/0,045

50

0,045/0,060

0,045/0,055

0,035/0,040

60

0,045/0,055

0,040/0,055

0,035/0,040

Примечание. В числителе приведены допустимые значения f · pav при теплопровод­ности материала, равной 0,3Вт/(м·°С), в знаменателе — при 0,8Вт/(м·°С).

26. Втулки свертные из металлофторопласта

Втулки  применяют в узлах трения скольжения.

Размеры, мм

рисунок

d

D

D1

S

L

Ряды длин

12

16/18

22/25

2/3

10

12

16

14

18/20

22/25

2/3

12

14

18

16

20/22

25/28

2/3

14

16

20

18

22/25

28/32

2,5/3,6

14

18

22

20

25/28

30/36

2,5/4

16

20

25

22

26/30

32/36

2,5/4

16

22

28

25

30/32

36/40

2,5/4

16

25

32

28

32/36

38/42

2,5/4

16

28

36

32

36/40

42/48

2,5/4

20

32

40

36

40/42

45/48

2,5/4

22

36

45

40

45/48

50/52

2,5/4

25

40

50

45

50/55

55/58

3/4

28

45

56

50

55/60

60/65

3/5

32

50

63

55

60/35

67/71

3/5

36

56

71

60

65/70

71/75

3/5

40

60

71

65

70/80

75/85

3/6

45

68

80

70

75/85

85/90

3/6

50

71

80

75

80/85

85/90

3,5/6

50

75

90

80

85/90

90/95

3,5/6

50

80

100

Значения величин D, D1, S в числителе для втулок из термопластов, в знаменателе — для втулок из реактопластов.

Технические требования. Отклонения на размеры втулок — по ГОСТ 11710—66.

На размеры D и d допускается изготовление фаски — см. т. 1, гл. V.

Допускается изготовление шпонки со скругленными гранями и не на полную длину втулки. Поверхность втулок должна быть гладкой, без заусенцев, вздутий, трещин, расслоений, вмятин. После запрессовки втулки дополнительная обработка по отверстию d не допускается.

27. Втулки с буртиком из металлофторопласта

Втулки из металлофторопластовой ленты работают в условиях трения без смазки.

рисунок

Размеры, мм

d (откл. по Н7 и Н8)

D (откл. по u7)

D1

S

с ±0,1

r

h

L-0,2***      .

5

7

12

1,0

0,3

1,0

0,9

4-8

6

8

14

4-10

7

9

16

4-10

8

10

18

4-12

10

13

20

1,5

0,5

1,5

1,4

6-16

12

15

22

6-18

14

17

24

8-22

16

19

26

8-24

18

21

28

10-26

20

23

30

10-30

22

25

33

12-34

24

27

36

12-36

26

29

39

16-40

28

31

42

16-42

30

33

45

16-44

32

35

48

16-48

34

37

52

18-56

35

38

54

18-56

38

41

57

18-56

40

43

60

18-60

42

45

65

20-60

45

50

67

2,5

0,8

2,0

2,4

22-60

48

53

73

24-60

50

55

75

26-65

55

60

82

28-65

60

65

90

28-65

65

70

95

28-65

70

75

105

30-65

75

80

112

30-65

80

85

120

32-65

85

90

125

32-70

90

95

130

36-70

100

105

140

40-70

110

115

150

40-70

120

125

160

40-70

* Размер, для справок.

** Размеры даны для втулки в рабочем состоянии.

*** Размер L в указанных пределах брать из ряда: 4; 6; 8; 10; 12; 14; 16; 18; 20; 22; 24; 26; 28; 30; 32; 34; 36; 38; 40; 42; 44: 46; 48; 50; 56; 60; 65; 70мм.

Материал: металлофторопластовая лента с основой из стали 08кп по ГОСТ 1050—88 и из коррозионно-стойкой стали 08Х18Н10Т по ГОСТ 4986-79.

Покрытие для втулок из стали 08кп: Кд3, кроме поверхностей А и В.

Величина зазора в стыке в свободном состоянии втулки — не более 0,2мм.

Отклонение от перпендикулярности поверхностей А и Б относительно В — не более 0,1мм на длине 100мм.

Отклонение от параллельности линии стыка втулки относительно поверхности В — не более 0,3мм на длине 100мм.

Разностенность втулки — не более 0,03мм.

Перед монтажом втулки, валы, оси тща­тельно промывают до полного удаления с их поверхности консервирующей смазки, пыли и насухо протирают бумажными или мягкими матерчатыми салфетками. Применение для протирки загрязненной абразивными частицами ветоши или грубых тканей не допускается. Не допускается применение для очистки от грязи металлических щеток, ершей.

Промытые и насухо протертые рабочие поверхности валов, осей и втулок смазыва­ют ровным слоем консистентной смазки типа ЦИАТИМ-201. В дальнейшем при работе смазка не требуется. Смазка узлов трения, работающих при повышенных тем­пературах (от +100 до +260°С), при уста­новке не производится.

28. Вкладыши гладкие из металлофторопласта

Вкладыши из металлофторопластовой ленты работают в условиях трения без смазки.

рисунок

Размеры, мм

d (откл. поН7, Н8)

D (откл. по u8)

S

с ±0,1

L-0.2

d (откл. поН7, Н8)

D (откл. по u8)

S

с ±0,1

L-0.2

5

7

1

0,3

4-8

38

41

1,5

0,5

18-56

6

8

4-10

40

43

18-60

7

8

4-10

42

45

18-60

8

10

4-12

10

13

1,5

0,5

6-16

45

50

2,5

0,8

18-65

12

15

6-18

48

53

18-70

14

17

8-22

50

55

18-75

16

19

8-24

55

60

20-80

18

21

10-26

60

65

20-90

20

23

10-30

65

70

24-90

22

25

12-34

70

75

24-90

24

27

12-36

75

80

26-90

26

29

16-40

80

85

26-90

28

31

16-42

85

90

26-90

30

33

16-44

90

95

26-90

32

35

16-48

100

105

26-90

34

37

20-50

110

115

26-90

35

38

20-56

120

125

26-90

* Размер для справок.

** Размеры даны для втулки в рабочем состоянии.

Технические требования. Материал: фторопластовая лента с основой из стали 08Х18Н10Т (ОХ18Н10Т) по ГОСТ 4986-79.

Покрытие для втулок из стали 08кп: Кд3, кроме поверхности В.

Величина зазора в стыке в свободном состоянии втулки не более 0,2мм.

Отклонение от перпендикулярности поверхностей А и Б относительно поверхности В — не более 0,1мм на длине 100мм.

Отклонение от параллельности линии стыка втулки относительно поверхности В — не более 0,3мм на длине 100мм.

Разностенность втулки — не более 0,03мм.

29. Рекомендуемая долговечность втулок по числу циклов и переменной нагрузке

d втулок, мм

Нагрузка, МПа, не более

Возможный износ, мм, не более

Номинал

Отклонение

250

125

62,5

Циклы, не более

5-18

По Н8

15000

60000

150000

0,10

» Н7

7000

30000

75000

0,05

20-40

По Н8

10000

50000

100000

0,12

» Н7

5000

25000

50000

0,07

4 и выше

По Н8

10000

50000

100000

0,20

» Н7

5000

25000

50000

0,10

Вращение валов, осей и других деталей во втулках должно быть легким, без заеда­ний.

Рекомендуемые нагрузки на втулки и долговечность. Рекомендуемая долговеч­ность втулок по количеству циклов при возвратно-вращательном движении вала с углом отклонения ±30°, переменной цикли­ческой нагрузке от нуля до максимальной и рабочей температуры в пределах ±60°С должна соответствовать указанной в табл. 29. Скорость скольжения не должка пре­вышать 0,01м/с.

При повышении температуры до 260^(o)С нагрузки соответственно должны снижаться в 2 раза. В интервале температур от —60 до +260°С изменение нагрузок должно соот­ветствовать графику (рис. 6).

Втулки, работающие при нагрузках не выше 50МПа, следует применять с учетом допускаемых значений pv, приведенных в табл. 30. Рабочая температура при этом должна быть от —60 до +60°С.

С повышением температуры более +60°С допустимые нагрузки и значения pv должны плавно снижаться, как показано на рис. 7.

Осевая нагрузка на буртик втулок должна быть не более половины рекомен­дуемой радиальной нагрузки на втулку и должна рассчитываться на площадь поверх­ности буртика без радиусных закруглений.

У втулок со снятым приработанным слоем после установки в изделие допуска­ется для исправления формы отверстия (завышенная овальность, конусность и др.) калибровка протягиванием разглаживающих протяжек с натягом, не превышающим 0,06мм. При этом протяжка и втулка должны быть смазаны смазкой ЦИАТИМ-201  или другой консистентной смазкой.

Коэффициенты трения при отсутствии смазки по мере износа антифрикционного слоя могут увеличиваться:

рисунок

Рис. 6. Изменение нагрузок в интервале температур от —60 до +260°С

30. Допускаемые значения pv для втулок при нагрузках не выше 50МПа

Типовые случаи приложения нагрузки при применении втулок

Допускаемые значения pv, МПа·м/с (при износе не более 0,1мм)

Покрытие вала: гладкое хромирование; время работы 1000ч

Другие виды покрытий при отсутствии коррозии вала; время работы 1000ч

Постоянная нагрузка вращающегося вала, фиксированная по отношению к втулке

Постоянная нагрузка вращающегося вала относительно втулки

Переменная по величине нагрузка вала при возвратно-вращательном движении

0,31

0,42

0,47

0,23

0,31

0,42

кинетический (μкин) — от 0,07 вначале до 0,2 к концу работы;

статический (μстат) — 0,10 вначале до 0,22 к концу работы.

Для повышения долговечности реко­мендуется изготовление втулок с полностью снятым приработочным слоем на металлофторопластовой ленте и упрочнение по­верхности антифрикционного слоя разгла­живающими протяжками с натягом, не превышающим 0,1мм. Рекомендуемая форма протяжки показана на рис. 8.

Рекомендуемая методика подсчета размеров развертки втулок. Подсчет длины развертки заготовки для втулок без буртика (рис. 9).

Длина развертки

l = π(d + t1 + 2t2 + 3t3),

где d — внутренний диаметр втулки, взятый по верхнему пределу отклонения; t1 — толщина стального слоя ленты; t2 — толщина слоя пористой бронзы; t3 — толщина приработанного слоя ленты.

рисунок

Рис. 7. Изменение допускаемых нагрузок и значений pv при изменении температуры

рисунок

Рис. 8. Рекомендуемая форма разглаживающей протяжки

Подсчет размеров развертки заготовки для втулки с буртиком (рис. 10).

Высота развертки заготовки

формула

формула

где 1,2 — коэффициент усадки материала при изготовлении втулки и для последую­щей механической обработки;

Нц = L — r

Размеры l и l1 развертки заготовки

формула

где r1 = Н — Нц

Примеры применения втулок приведе­ны на рис. 11 и 12.

рисунок

Рис. 9. Развертка заготовки втулки без буртика:

а —  втулка: б — развертка

рисунок

Рис. 10. Развертка заготовки втулки с буртиком:

а — втулка; б — развертка: размер Нц — цилиндрическая часть заготовки

рисунок

Рис. 11. Пример применения втулок без буртика

рисунок

Рис. 12. Пример применения втулок с буртиком

Рекомендуемые конструкции термопластичных подшипников скольжения (ТПС)

Анализ существующих конструкций по­лимерных подшипников скольжения пока­зал, что наибольшее распространение получил подшипник, в котором изготовленная методом литья под давлением цилиндричеч екая втулка запрессована с определенным натягом в металлическую деталь или про­межуточную обойму. Такая конструкций проверена  в производственных условиях, удобна при монтаже, эксплуатации и ре­монте.

30а. Основные размеры, мм, термопластичных подшипников скольжения

рисунок

d

D

D1

t

b

k

с

l

Номинальный

Предельное отклонение

Номинальный

Предельное отклонение

Номинальный

Предельное отклонение

Номинальная

Предельное отклонение

10

+0,032

+0,075

16

+0,006

20

-0,3

-0,5

0,5

1,0

2,5

0,3

8

-0,2

12

18

22

10

14

20

+0,007

25

12

15

16

22

28

1,0

0,5

18

25

30

3,0

16

20

+0,040

+0,092

28

+0,008

32

22

30

35

25

32

38

-0,3

-0,6

1,5

1,5

3,5

1,0

20

-0,4

28

35

40

4,0

30

40

45

25

32

+0,050

+0,112

35

45

+0,010

50

5,0

30

40

50

55

35

45

55

60

50

60

65

40

30б. Основные размеры, мм, втулок из термопластов

рисунок

Отверстие стальной обоймы (детали) выпол­няют по посадке Н7 (ГОСТ 25346-89), шерохова­тость его поверхности не выше Rz 20мкм.

d

d1

d2

l

D2

b

с

СФД

ATM-2

Номинальный

Предельное отклонение

Номинальный

Предельное отклонение

Номинальный

Предельное отклонение

СФД

ATM-2

10

9,60

±0,05

10,27

±0,02

11,20

±0,05

±0,02

10

16

1,0

1,0

12

11,60

12,27

13,20

12

18

14

13,70

14,38

15,30

14

20

15

14,70

15,38

17,30

22

16

15,70

16,38

18,30

18

17,80

18,50

20,40

18

25

20

19,80

±0,07

20,52

±0,03

22,40

±0,07

±0,03

28

1,5

22

21,80

22,52

24,40

30

25

24,80

25,63

28,50

22

32

1,5

28

28,0

28,73

31,60

35

30

30,0

30,73

33,60

28

40

32

32,0

±0,10

32,75

±0,04

35,60

±0,10

±0,04

45

2,5

35

35.0

35,80

38,70

40

40,0

40,95

43,80

35

50

45

45,0

45,95

48.80

40

55

50

50,0

50,95

53,80

45

60

В табл. 30а приведены конструкции и основные размеры ТПС с рабочим диамет­ром 10—50мм. Эти размеры наиболее ха­рактерны для основного количества ста­ночных подшипниковых узлов. Для взаимозаменяемости полимерных и металлических подшипников рабочие и посадочные размеры ТПС в основном соответствуют стандартам на втулки подшипниковые из чугуна, бронзы,  порошковых материалов и  биме­талла.

Смазочные канавки и отверстия выпол­няются по усмотрению конструктора. В подшипнике из АТМ-2 исполнение сма­зочных канавок и отверстий нецелесооб­разно. Конструкцией предусмотрена запрессовка рабочей термопластичной втулки в стальную обойму. Если это конструктив­но целесообразно и технологически выпол­нимо, следует запрессовать втулку непо­средственно в деталь, в которой подшип­ник будет эксплуатироваться.

Конструкция втулок из материалов СФД и АТМ-2 и основные размеры приве­дены в табл. 30б.

Рекомендуемые размеры втулок подшипников из углепластиков

30в. Размеры, мм, втулок подшипников из углепластика АФ-3Т

рисунок

Диаметры

l

с

Сфера

D

d

H

R

16-25

8-15

6-10

3-6

0,8-1,0

8-10

25-40

15-25

10-20

6-10

1,0-1,5

10-15

40-70

25-50

20-30

10-20

1,5

15-20

70-105

50-80

30-50

20-30

1,5-2,0

20-30

105-150

80-120

50-70

30-50

2,0

30

150-220

120-180

70-100

50-75

2,0

30-40

220-260

180-220

100-130

75-90

2,0-3,0

40-60

260-300

220-250

130-150

90-100

3,0-3,5

60-70

30г. Размеры, зазоры и натяги, мм, в сопряжениях втулок из углепластиков АМС-1

Внутренний диаметр втулки d

Толщина стенки втулки

Радиус скругления R

Ширина l

Зазор по валу

Натяг по корпусу

8-10

2-4

1-2

4-10

0,02-0,04

0,03-0,05

10-15

4-7

2

10-15

0,04-0,06

0,03-0,05

15-30

7-10

3

15-25

0,06-0,08

0,05-0,10

30-50

7-10

3-4

25-40

0,08-0,10

0,05-0,10

50-75

10-12

4-5

40-70

0,10-0,15

0,10-0,15

75-120

12-15

5-6

70-100

0,15-0,25

0,15-0,20

120-170

15-20

5-6

100-150

0,15-0,25

0,15-0,20

170-210

15-20

5-6

150-190

0,15-0,25

0,15-0,20

210-250

20-25

5-6

190-220

0,15-0,25

0,15-0,20

Недостатками подшипников из угле­пластиков является хрупкость, что может привести к их растрескиванию и скалыва­нию. Вследствие отклонения от соосности вала нагрузка по ширине подшипника рас­пределена неравномерно. Поэтому макси­мальные напряжения в цилиндрических подшипниках скольжения возникают у кра­ев втулки.

Повысить нагрузочную способность подшипников из углепластиков и увеличить прочность можно скруглением их кромок (табл. 30в).

Необходимые зазоры и натяги (табл. 30г) обеспечиваются без механической об­работки.

Наружный диаметр подшипника опре­деляется толщиной стенки втулки, а радиус скругления принимают в зависимости от внутреннего диаметра втулки. Наружный диаметр втулки соответствует размерному ряду шарикоподшипников легкой серии 2 ГОСТ 8338-75.