Композиционные спеченные антифрикционные материалы - Федорченко И.М.
Скачать (прямая ссылка):
при одинаковых режимах работы, позволяет судить об их работоспособности в диапазоне экспериментально установленных пределах нагрузок и скоростей. Принятие такой характеристики работоспособности материала (PV) объясняется тем, что при повышении пагрузкп или скорости трения увеличивается выполняемая работа трения, выделяется большее количество тепла и при повышении температуры подшипника до определенной величины происходит тепловой износ, характеризующийся катастрофическим разрушением поверхностей трения,— достигается предел несущей способности материала.
Поэтому при конструировании подшипников необходимо учитывать несущую способность материала и устанавливать значения удельных нагрузок и скоростей трения в пределах, допустимых для данного материала. При высоких значениях удельных нагрузок для сохранения работоспособности материала понижается скорость трепня и наоборот.
Несущая способность узла трения кроме свойств самих материалов зависит также от внешних факторов — температуры окружающей среды, характера смазочных материалов, методов ее подачи, состояния поверхностей трения и пр.
В работе [604] исследовано влияние различных факторов на несущую способность пористых железографитовых и бронзовых спеченныд материалов на втулках диаметром 50 X 60, высотой 30 мм. Были щсоаа* зованы различные жидкие смазки с капельной подачей в зону т|ншіи
59
(машинное масло CB) и с принудительной циркуляцией (турбинное масло Л), а также консистентные смазки (среднеплавкий солидол М). Испытания проводились со ступенчатой нагрузкой через каждые 2— 3 кГ/см2 и скоростях от 0,5 до 4 м/с. Цапфы были изготовлены из стали 45 с термической обработкой на твердость (#ЯС = 40~42). Дальнейшее повышение нагрузок и скоростей прекращалось при достижения температуры подшипника 80° С. Предельной считалась нагрузка, предшествующая той, при которой произошло нарушение нормального режима работы или схватывание поверхностей.
Как видно из рис. 23 [55], допустимая удельная нагрузка сильно зависит от скорости трения и наоборот. Большое влияние оказывают условия смазки. Для литой и пористой бронзы наблюдается различный ход кривых PV.
На рис. 24 приведена зависимость допустимой нагрузки от скорости сколь-
§40
^20
15 25 35 45 Ко/іичес^іо яапель if'
10 15 20 25 30 35 П,% Рис. 25. Зависимость предельной нагрузки от пористости железографита:
і — средняя предельная нагрузка; 2 — рабочий нагрев при нагрузке 22.56; S — при вагрузав
16,8 кГ/см2.
Рис. 26. Зависимость предельной нагрузки для железографита от количества подаваемой смазки (скорость вала 2,65 м/с):
J — предельно допустимая нагрузка; 2 — рабочий нагрев при предельной нагрузке; 9 — рабочий нагрев при нагрузке 22,56; 4 — при нагрузке 16,84 кг/см-.
жения и нагрев подшипников из железографита. При росте скорости скольжения от 0,5 до 4 м/с допустимая нагрузка уменьшается от 100 до 10 кГ/см2. Большое влияние на величину допустимой нагрузки оказывает пористость материала (рис. 25) [60]. Наиболее высокая удельная нагрузка (110 кГ/см2) отвечает пористости 15%. Дальнейшее увеличение пористости сопровождается понижением допустимых нагрузок (до 74 кГ/см2 при пористости 37 % ).
На величину предельно допустимой нагрузки влияет количество подаваемой смазки (рис. 26). Увеличение количества подаваемой сыазкш от 5 до 45 капель в 1 мин позволяет повышать давление от 10 до 95 кГ/см2. Еще больший эффект наблюдался при подаче смазки под давлением. При этом удельная нагрузка повышалась до 215 кГ/см- без появления признаков граничного трения.
На работоспособность антифрикционных материалов значительно* влияние оказывает также степень взаимного перекрытия трущихся поверхностей. Данный фактор может сказываться в устройствах тяпа торцевых уплотнений, у которых обычно коэффициент взаимного перекрытия (UCb3) равен единице. Изменение AT83 влияет на отвод тенда * Удаление продуктов износа из зоны трения.
60
трения при скоростях 11,22 и 50 м?р°в?г?ЛИСЬ на иаі"иие для і ШХ15 (HRC = 60) и 1Х18Н9Т ГнА"' ""оновлялись = 42-43). Рабочие поверхности 0бра"цоВ ^ ~Та ВЗК <ЯДС = водке на чугунных плитах и предвапИТТл\„„-К°ИТрТ^ П0*8еР"™ тость поверхности соответствовалаiQ-Ti7v2lccTV шеР°хова-
Коэффициент взаимного перетоытия 0,05 до 1,0 за счет вырезов в ox^^L^^,m\ пРедел» " ствие применения торцевой схемы ™*п$^ї ЄЦ/3 Также млед-
Td 15-8ом) 0Длй rV/i:= Att"5A
(^нар-oU, />вн-Ь5 мм) Результаты испытания при Kn^ равном 0 15 и 1,0, приведены в табл. 27. н ' равном и,1э
Таблица 27. Влияние коэффициента взаимного перекрытия оовеохностеі трения на коэффициент трения и износ F
со ю V7, м/с Коэффициент трения Износ, мкм/кы о о 5 1.1 •W-S -Ir . я S і У
ЖГрЗЦс4 — стеллит ВЗК Ж ГрЗМ 15 — стеллит ВЗК
0Д5 22 0,17—0,24 12 160 0Д5 22 0,18—0,22 0,6 120
50 0,10—0,16 5 200 50 ОД 4—0.16 0,S 1-і»)
1.0 22 0,25—0,35 10 250 1,0 22 0,30-0/.0 12 200
50 0,30—0,50 21 410 50 ОД 6—0,30 9 250
При А'вз = 1 условия работы пары трения резко ухудшаются, наблюдается наволакивание антифрикционного материала иа поверхность контртела и повышение температуры. Влияние КВэ на температуру и коэффициент трения кольцевых образцов с вырезами показано на рис 2і. С увеличением Квз повышается температура. В интервале = ОД— 0,7 наблюдается минимальное значение коэффициента трения, что объясняется образованием окисных пленок, предохраняющих поверхность трения от схватывания. При больших значениях Квз продукты наноса укрупняются и темп износа увеличивается.
