ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Антифрикционные материалы из "Материаловедение " Антифрикционные материалы предназначены для изготовления подшипников (опор) скольжения, которые широко применяют в современных машинах и приборах из-за их устойчивости к вибрациям, бесшумности работы, небольших габаритов. [c.341] Основные служебные свойства подшипникового материала — анти-фрикционность и сопротивление усталости. Антифрикционность — это способность материала обеспечивать низкий коэффициент трения скольжения и тем самым низкие потери на трение и малую скорость изнашивания сопряженной детали — стального или чугунного вала. [c.341] Антифрикционность обеспечивают следующие свойства подшипникового материала высокая теплопроводность хорошая смачиваемость смазочным материалом способность образовывать на поверхности защитные пленки мягкого металла хорошая прирабатываемость, основанная на способности материала при трении легко пластически деформироваться и увеличивать площадь фактического контакта, что приводит к снижению местного давления и температуры на поверхности подшипника. [c.341] Критериями для оценки подшипникового материала служат коэффициент трения и допустимые нагрузочно-скоростные характеристики давление р, действующее на опору, скорость скольжения и, параметр pv, определяющий удельную мощность трения. Допустимое значение параметра pv тем больше, чем выше способность материала снижать температуру нагрева и нагруженность контакта, сохранять граничную смазку. [c.341] Для подшипников скольжения используют металлические материалы, неметаллы, комбинированные материалы и минералы (полу- и драгоценные камни). Выбор материала зависит от режима смазки и условий работы опор скольжения. [c.341] Металлические материалы предназначены для работы в режиме жидкостного трения, сочетающемся в реальных условиях эксплуатации с режимом граничной смазки. Из-за перегрева возможно разрушение граничной масляной пленки. Поведение материала в этот период работы зависит от его сопротивляемости схватыванию. Оно наиболее высоко у сплавов, имеющих в структуре мягкую составляющую. [c.341] Баббиты — мягкие (30 НВ) антифрикционные сплавы на оловянной или свинцовой основе. В соответствии с ГОСТ 1320-74 к сплавам на оловянной основе относятся баббиты Б83 (83% Sn, 11% Sb, 6% Си) и Б88, на свинцовой основе — Б16 (16 % Sn, 16 % Sb, 2 % Си), БС6 и БН. Особую группу образуют более дешевые свинцово-кальциевые баббиты БКА и БК2 (ГОСТ 1209-90). [c.342] По антифрикционным свойствам баббиты превосходят все остальные сплавы, но значительно уступают им по сопротивлению усталости. В связи с этим баббиты применяют только для тонкого (менее 1 мм) покрытия рабочей поверхности опоры скольжения. Наилучшими свойствами обладают оловянистые баббиты, у которых pv = (500... 700)10 Па-м/с. Из-за высокого содержания дорогостоящего олова их используют для подшипников ответственного назначения (дизелей, паровых турбин и т.п.), работающих при больших скоростях и нагрузках (табл. 11.2). Структура этих сплавов (рис. 11.6) состоит из твердого раствора сурьмы в олове (мягкая фаза, темный фон) и твердых включений / (SnSb) и uaSn. [c.342] В последнее время бронзы широко используются как компоненты порошковых антифрикционных материалов или тонкостенных пористых покрытий, пропитанных твердыми смазочными материалами. [c.344] К сплавам второго типа относятся свинцовистая бронза БрСЗО, 30 % РЬ (ГОСТ 493-79), и алюминиевые сплавы с оловом, например сплав А09-2 (9 % Sn, 2 % Си). Функцию мягкой составляющей в этих сплавах выполняют включения свинца или олова. При граничном трении на поверхность вала переносится тонкая пленка этих мягких легкоплавких металлов, защищая шейку стального вала от повреждения. [c.344] Антифрикционные свойства сплавов достаточно высокие, особенно у алюминиевых сплавов. Из-за хорошей теплопроводности граничный слой смазочного материала на этих сплавах сохраняется при больших скоростях скольжения и высоком давлении (см. табл. 11.2). [c.344] Алюминиевый сплав А09-2 применяют для отливки монометаллических вкладышей, бронзу — для наплавки на стальную ленту. [c.344] К сплавам второго типа относятся также серые чугуны, роль мягкой составляющей в которых выполняют включения графита. Для работы при значительных давлениях и малых скоростях скольжения (см. табл. 11.2) используют серые чугуны СЧ 15, СЧ 20 и легированные антифрикционные чугуны серые АЧС-1, АЧС-2, АЧС-3 высокопрочные АЧВ-1, АЧВ-2 ковкие АЧК-1, АЧК-2 (ГОСТ 1585-85). С целью уменьшения износа сопряженной детали марку чугуна выбирают так, чтобы его твердость была ниже твердости стальной цапфы. Достоинство чу-гунов — невысокая стоимость недостатки — плохгья прирабатываемость, чувствительность к недостаточности смазочного материала и пониженная стойкость к воздействию ударной нагрузки. [c.344] В качестве примера разберем строение четырехслойного подшипника (рис. 11.7), применяемого в современном автомобильном двигателе. Он состоит из стального основания, слоя (250 мкм) свинцовистой бронзы (БрСЗО), тонкого ( 10 мкм) слоя никеля или латуни и слоя свинцовооловянного сплава толщиной 25 мкм. Стальная основа обеспечивает прочность и жесткость подшипника верхний мягкий слой улучшает прираба-тываемость. Когда он износится, рабочим слоем становится свинцовистая бронза. Слой бронзы, имеющий невысокую твердость, также обеспечивает хорошее прилегание шейки вала, высокую теплопроводность и сопротивление усталости. Слой никеля служит барьером, не допускающим диффузию олова из верхнего слоя в свинец бронзы. [c.345] Из неметаллических материалов для изтотовления подшипников скольжения применяют термореактивные и термопластичные пластмассы (более десять видов). Среди термореактивных пластмасс используют текстолит. Из него изготовляют подшипники прокатных станов, гидравлических машин, гребных винтов. Такие подшипники могут работать в тяжелых условиях, смазываются водой, которая хорошо их охлаждает. [c.345] Из полимеров наиболее широко применяют полиамиды ПС 10, анид, капрон и особенно фторопласт (Ф4, Ф40). Достоинства полимеров низкий коэффициент трения, высокая износостойкость и коррозионная стойкость. [c.345] Исключительно высокими антифрикционными свойствами обладает фторопласт, коэффициент трения которого без смазочного материала по стали составляет 0,04 - 0,06. Однако фторопласт течет под нагрузкой и, как все полимеры, плохо отводит теплоту. Его можно применять лишь при ограниченных нагрузках и скоростях. Высокие антифрикционные свойства фторопласта реализуют в комбинации с другими материалами, используя его в виде тонких пленок либо как наполнитель. [c.345] Комбинированные материалы состоят из нескольких металлов и неметаллов, имеющих благоприятные для работы подшипника свойства. Рассмотрим подшипники двух типов. [c.345] Вернуться к основной статье