Композиционные спеченные антифрикционные материалы - Федорченко И.М.
Скачать (прямая ссылка):
ЖГсАнза (БрОЦ 10-2) литая 53
Баббит Б-83 (литой) ^
г йгтва материалов (их несущая способность, коэффициент трения а также срок службы и пр.) определяются множеством факто-* ИЗЯ°именно пористостью (см. гл. 2), качеством и количеством подаваема Аіазки качеством монтажа подшипника и т. д.
Величина допустимой нагрузки для пористого железа уменьшается Q повышением скорости скольжения следующим образом [394]:
Окружная скорость вра- Р, кГ/см2 шения вала, м/мин
Медленная и средняя 421
7,5-15 176
15—30 42
30—45 25
45—60 19
При небольших давлениях (10—30 кГ/см2) и смазке машинным маслом коэффициент трения подшипников равен 0,019—0,023 и не зависит от пористости материалов, предел которой составляет 20—30%.
В условиях жидкостного трения, создаваемого подачей 15 капель в 1 мин, коэффициент трения материалов композиции железо — графит равен 0,008—0,009 [184]. Пористость выше 30% снижает прочность п несущую способность подшипника и повышает циркуляцию смазки сквозь поры [336]. По данным [531], спеченные подшипники с пористостью 20% работали при подаче смазки в зазор в тяжелых условиях трения цри скоростях вращения 4—5 м/с и нагрузках 35—40 кГ/см2. С увеличением скорости скольжения свыше 5—12 м/с подшипники скольжения требуют подачи смазки под давлением для предотвращения усиленного износа сопряженных поверхностей [635].
Правильный выбор используемого для смазки масла позволяет повысить критерий PV для стандартных подшипников на основе железа от 18 до 180 кГ • м/см2 • с, что было достигнуто применением масла вязкостью 1,8—2,0° E при температуре 50° С [718]. Следовательно, эту вязкость можно считать оптимальной для обеспечения работоспособности иодшинников при скорости более 1,0 м/с; коэффициент трения равен 0,005.
В условиях циркуляционной смазки величина PV материалов марок ЖГр2 и ЖГрЗ с пористостью 25—35% составляет 70—80 кГ • м/см2 • с при нагрузке до 35 кГ/см2 и скорости скольжения до 4 м/с, а их коэффициент трения равен 0,009 [465]. В условиях периодической смазки такие материалы можно использовать при отсутствии ударных нагрузок при PV менее 25 кГ • м/см2. с (P = 25 кГ/см2 и V = 1 м/с).
Из практики эксплуатации спеченных материалов известно, что их нрираоатываемость сопоставима с прирабатываемостыо литых матерпа-unlLnv11* ~НЗ И баббитов (табл. 165) и зависит от качества обработки W5™"' Ц°РИСТ0СТИ материала и его свойств. Так, для калиброванных поверхностей время приработки резко сокращается и в зависимости
»02
лт пористости и состава материала составляет 2—6 ч, а для механически обработанных — 4—10 ч [55]. Прирабатываемость ухудшается с увеличением пористости и крупности частиц исходного порошка. Повышение твердости сопряженной поверхности трения способствует уменьшению времени приработки.
Материалы для работы в уело- Таблица 165 время приработки вяях ограниченной смазки, «у мень- разлИ11НЬ1Х подшипниковых материалов при шение количества подаваемой обильной подаче смазки (V= 2,2 м/с, P до смазки увеличивает износ и коэф- 16,7 кГ/см2) фпциент трения подшипникового материала, понижает его несущую способность, ограничивает пределы допустимых скоростей скольжения и температур, так как устраняется возможность циркуляции смазки и отвода тепла с трущихся поверхностей. Поэтому в условиях ограниченной смазки многие литые подшипниковые материалы работают не стабильно. Спеченные композиционные материалы при ограниченной подаче смазки проявляют лучшие эксплуатационные характеристики, вследствие чего их применение в ряде случаев позволяет отказаться от устройства громоздких масло-систем.
Для работы в режиме ограниченной смазки используются те же спеченные материалы на основе железа и меди, что и при жидкостном трении. Сокращение количества подаваемой смазки снижает предельно допустимые нагрузки для материалов на основе железа и меди, однако их значения остаются более высокими, чем у литой бронзы в таких же условиях работы (см. рис. 13, 24, 27).
Благодаря наличию смазки в порах пористое железо в условиях ограниченной смазки в энергетическом отношении в два-три раза выгоднее оловянной бронзы (табл. 166), а его износостойкость в несколько раз выше, чем у бронзы и других литых антифрикционных сплавов (V = 0,67 м/с и P = 6 кГ/см2) [55]:
Материал подшипника Время при-работки Состояние поверхности вала
Баббит Б-83 Бронза оловянная ЖГрЗ (П=25о/0) ЖГрЗ (П=25о/0) ЖГрЗ (П=ЗОо/0) ЖГрЗ (П=20о/0) 6 ч 45 мин 8 ч20 мин 7 ч 20 мин 6 ч 00 мин 9 ч 45 мин 7 ч 40 мин Сырой Каленый
Материал подшипника
Железо (пористое), 30% пор БрОЦС-0-б-8
Ковкий чугун (нормализованный) Серый чугун (отливка) Высокопрочный чугун (отливка) Высокопрочный чугун (закаленный,
HRC = 48-н52)
Время, ч
970 70 27 13 24 18
Длительная работоспособность подшипника из спеченных антифрикционных материалов обеспечивается правильным выбором конструкции узла трения, режимом работы и качеством подаваемой смазки. В легких и средних режимах работы при этих условиях смазывания успешно применяются различные спеченные материалы композиций на основе железа: пористое железо, железо—медь (до 20%), железо—графит (до о«Г7^0^ желег,°—мьДь (до 5%) — графит (1—3%), железо—графит (1— 2/о) —сера (0,4 — 1 %), железо—медь (2,5—3%) —графит (до 1,5%) — сера (0,3—0,8), свойства которых приведены в табл. 3 и описаны в гл. 6.
