ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основы теории и расчета подшипников из "Подшипники сухого трения Издание 2 " В последние годы проблема повышения износостойкости деталей машин, в частности подшипников, все больше увязывается с развиваюш,ейся теорией внешнего трения, разработкой теоретических основ изнашивания, стандартизацией методов испытаний на износостойкость, созданием аналитических методов расчета. [c.4] Пленки препятствуют глубинному вырыванию нижележащил-слоев, однако не защищают от деформации, возникающей при скольжении выступов микрошероховатости контртела (вала). Магериал подшипника испытывает повторно чередуьэщиеся волны сжатия и растяжения на каждом участке контакта, т. е. подвергается сжимающим и растягивающим напряжениям. Такая периодическая нагрузка приводит к усталостному разрушению поверхности, т. е. износу подшипника. Мерой износа слу-жнт интенсивность изнашивания. [c.5] Классы износостойкости позволяют использовать расчетные методы для определения срока службы подшипников и сокрЗ тить объем испытаний на долговечность. [c.6] В нормальном рабочем режиме подшипника при износостойкости от О до 6-го класса обеспечивается упругое контактное взаимодействие элементов Н ары трения с микронеровностями иа площадках контакта, полученными в результате приработ ки и соответствующими условиям трения давлению, скорости скольжения и температуре окружающей среды. С изменением условий трения меняются и микронеровности. Для пары трения устанавливается присущая ей шероховатость при данных условиях работы. При предельном состоянии подшипника, когда его дальнейшая эксплуатация должна быть прекращена или воЗ можно его повреждение, наступает пластическое контактное взаимодействие при износостойкости от 7 до 8-го классов. [c.6] Пластическая деформация происходит в том случае, если давление в месте контакта превышает предел текучести, и прО исходит до тех пор, пока площадь поверхности контакта не ока жется достаточной для восприятия нагрузки. Пластический контакт сопровождается увеличением температуры трения, катастрофическим изнашиванием и задиром. [c.6] Из выражения (8) видно, что сила трения Р не зависит от геометрической площади контакта поверхностей и прямо пропорциональна нагрузке. Таким образом, формулируется первый закон трения Амонтона. Из формулы (9) вытекает формулировка второго закона трения Амонтона коэффициент трения не зависит от нагрузки, а зависит от физико-механических свойств трущихся материалов. [c.7] Накоплен положительный опыт по применению избирательного переноса при трении как способа повышения износостойкости и надежности работы трущихся деталей машин практически во всех отраслях машиностроения. К нему относятся применение жидких и пластичных смазочных материалов в узлах трения бронза — сталь и бронза — хромовое покрытие, латунирование одного из элементов пары трения сталь — сталь и использование смазок, вызывающих избирательный перенос в латунном слое, применение металлоплакирующих смазывающих веществ в узлах трения сталь — сталь, выделяющих пленку на стальных поверхностях, применение металлокерамических композиционных (с медью) материалов и пластмасс с наполнителями. [c.8] Автором с сотрудниками предложен способ непрерывного нанесения в процессе работы слоя меди на поверхность подшипников скольжения в химических средах — кислых электролитах [15], чем обеспечивается эффект избирательного переноса в этих условиях. Исследование проводили на машине трения МТК-2 с пультом управления, позволяющей в широком диапазоне изменять коррозионную активность среды, температуру, нагрузку, скорость скольжения образцов. Отличительной особенностью машины МТК-2 от других подобного типа является полная герметизация ее рабочего пространства, что позволяет использовать при испытаниях самые различные агрессивные среды без ухудшения санитарно-гигиенического состояния помещения. [c.9] Образующееся на трущихся поверхностях медное покрытие защищает их от изнашивания, уменьшает коэффициент трения. В процессе работы узла трения и избирательного переноса меди на сопряженную поверхность медная пленка поддерживается автоматически. Она разделяет трущиеся поверхности и обеспечивает положительный градиент механических свойств по глу бине. [c.10] В общем случае установлено, что необходимыми условиями возникновения режима избирательного переноса ири трении являются содержание в смазывающем материале ионов меди и водорастворимых кислот, которые обеспечивают кислотность среды с рн 7. В щелочных средах с pH 7 избирательного переноса меди на поверхность трения не происходит. Следовательно, при трении в рел име избирательного переноса одновременно с защитой от изнашивания поверхности трения медной пленкой идут процессы коррозии деталей трения и других, соприкасающихся со смазываемым материалом, так как оба эти процесса имеют электрохимическую природу. Вследствие электрохимической коррозии, сопровождающей избирательный перенос, его применение может быть ограничено коррозионной стойкостью материалов узлов трения, особенно выполненных из углеродистых сталей и чугунов. [c.11] Реализация способа нанесения пленки меди при трении в кислых электролитах открывает большие возможности для применения этого явления в оборудовании, содержащем пары трения из коррозионно-стойких материалов, не имеющих в своем составе меди и склонных к схватыванию. [c.11] Аустенитные коррозионно-стойкие стали 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т и др. недостаточно износостойки, склонны к задирам и схватыванию ири трении. Большинство способов упрочнения их поверхностных слоев ие приводит к существенному улучшению антифрикционных свойств или снижает коррозионную стойкость. Стали аустенитного класса в отличие от углеродистых сталей не подвержены омеднению ио способу контактного вытеснения меди из растворов ее солей без специальной химической обработки (травление в щелочном растворе с последующей кислотной обработкой). Однако омеднение поверхностей трения этих сталей становится возможным в процессе трения, т. е. в динамических условиях, которые способствуют возникновению ТЭДС. Для достижения этого в воду, служащую смазкой подшипника, добавляют водные растворы солей меди. В табл. 2 приведены результаты испытаний колец торцового уплотнения на различных режимах работы со смазкой дистиллированной водой и при добавлении в воду сернокислой меди. [c.11] Впервые на явление водородного износа, приводящего к разрушению узлов трения, обратил внимание Д. Н. Гаркунов [24], анализируя причины отказов в работе трущихся деталей. Он объяснил хрупкое разрушение твердой закаленной стали при трении по более мягкой бронзе влиянием водорода, выделяющегося при разложении углеводородных смазок, который диффундирует в сталь, наводороживает ее, охрупчивает и разрушает тонкий поверхностный слой. Продукты износа стали при трении переносятся на бронзу, изнашиваемую меньше, чем сопряженная твердая стальная поверхность. Впоследствии было показано, что выделение водорода при трении возможно и в других условиях [37, 46]. [c.13] В этих случаях происходит намазывание частиц стальной закаленной поверхности на более мягкую бронзовую и выход из строя пары трения вследствие изнашивания стальной поверхности. Значительно снижает износостойкость сталей водород, содержащийся в металле после выплавки, так как при трении вследствие нагрева поверхностного слоя возможна его диффузия и повышение концентрации в этой зоне. Подшипниковые стали, полученные электрошлаковым переплавом и содержащие водород в минимальном количестве, обладают повышенной износостойкостью. [c.13] Как показали исследования [37], при сухом трении стальных втулки и вала без смазывания жидкостями содержание водорода в металле не изменяется и его влияние на изнашивание незначительно. Более высокий износ одноименных титановых сплавов при трении со смазыванием различными смазывающими веществами сравнительно с сухим трением авторы работы [83] объясняют тем, что смазывающие вещества не создают на поверхности титана прочной адсорбированной пленки, что приводит к схватыванию при малых нагрузках, а также тем, что смазывающие вещества являются причиной водородного разрушения поверхности титана при трении. Высокий износ стальных поверхностей уплотнительных устройств поршневых компрессоров, перекачивающих водородосодержащие смеси, также объясняется влиянием водорода. [c.14] Поскольку водородное изнашивание подшипников сухого трения в настоящее время изучено недостаточно, можно рекомендовать лишь общие принципы борьбы с водородным износом. К ним относятся прежде всего требования к выбору коррозионно-стойких материалов для пары трения вал — подшипник, смазываемых агрессивными средами (см. п. 2). В этом случае коррозионные процессы протекают слабо и водород не накапливается в поверхностных слоях. [c.14] Другим направлением подавления водородного износа является исключение смазывающих жидкостей, служащих источником образования водорода, или введением в них различных ингибиторов, препятствующих наводороживаиию трущихся поверхностей. Для трения в вакууме большое значение приобретает содержание водорода в материале трущихся пар, способного диффундировать из глубинных слоев и скапливаться на поверхности трения. [c.14] Вернуться к основной статье