ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Конструкции, технология изготовления и особенности эксплуатации подшипников скольжения из "Подшипники сухого трения Издание 2 " Твердые смазочные материалы, способные легко расщепляться под механическим воздействием, образовывать тонкую смазывающую пленку на поверхности трения или сопряженной поверхности во время скольжения, разделяющую трущиеся поверхности и обладающую низким коэффициентом трения, позволили разработать подшипники сухого трения. Действие пленки жидкого смазочного материала сводится к разделению трущихся поверхностей слоем жидкости и ослаблению силы сцепления между ними. Этими свойствами обладают и некоторые твердые материалы в виде порошков, пленок и брусков (карандашей). Разница между твердыми и жидкими смазочными материалами главным образом количественная, но резкой границы здесь нег. Так, твердые смазочные материалы в виде пленок и покрытий имеют коэффициенты трения порядка 0,05—0,15, т. е. близкие коэффициентам трения л идкостной и граничной смазок. Как следует из ГОСТ 23,002—78 жидкостная и твердая смазки относятся к видам смазок, при которых разделение поверхностей трення деталей, находящихся в относительном движении, осуществляется соответственно жидким и твердым смазочными материалами. Однако по способам применения, отводу тепла и смазывающим свойствам жидкие смазочные материалы имеют преимущества перед твердыми и могут быть заменены твердыми только с ухудшением эксплуатационных характеристик. Это объясняется прежде всего меньшей долговечностью твердых смазывающих материалов из-за изнашивания. Их восстановление в процессе изнашивания либо невозможно, либо сопряжено с большими трудностями конструктивного и эксплуатационного свойства. Недостатком твердых смазывающих материалов является также затрудненный отвод тепла от смазываемых поверхностей, осуществляемый теплопроводностью. Поэтому нельзя говорить о том, что твердые смазочные материалы могут постепенно вытеснить жидкие и пластичные смазочные материалы. В основном при твердой смазке возможно расширение области использования узлов трения, например в вакууме, в коррозионных средах и т. п. Их применение в этих условиях обеспечивает существенную экономическую эффективность, а иногда является единственно возможным решением. [c.36] Твердосмазочные порошки. Порошки для смазывания подшипников сухого трения не получили широкого распространения. Причинами этого являются плохая адгезия порошка к поверхности трения, трудность подвода его в зону контакта, воз-молсность образования неравномерной поверхностной пленки, иногда вызывающей заклинивание при малых зазорах и попа-Дании в них продуктов изнашивания пленки. Тем не менее твердосмазочные порошки, которые приведены в табл. 8, являются обязательными компонентами твердых смазок и наполнителями в самосмазывающихся материалах. [c.37] Павловым и Ю. Н. Дроздовым в Государственном научно-исследовательском институте машиноведения АН СССР предложен магнитный способ подачи порошкообразного твердого смазочного материала в зону трения [81]. По этому способу в порошок дисульфида молибдена вводят магнитный порошкообразный материал, например никель (смесь состоит из 80% дисульфида молибдена и 20% никеля), а узел трения выполняют из магнитных материалов и размещают в магнитном поле. В результате магнитного взаимодействия обеспечивается циркуляция смазочного материала и непрерывная его подача в зону фрикционного контакта. [c.40] Наилучшие смазочные покрытия (табл. 9) разработаны и исследованы Л. Н. Сентюрихиной с сотрудниками во ВНИИ НП [75]. Твердые смазочные покрытия ВНИИ НП в состоянии поставки представляют собой суспензии, содержащие до 10—40% антифрикционного компонента (дисульфид молибдена, коллоидный графит), а после нанесения суспензии на трущуюся поверхность подшипника и ее отверждения — твердое смазочное покрытие с толщиной пленки 20—30 мкм. Тонкие пленки (менее 5 мкм) недолговечны, быстро изнашиваются, толстые отслаиваются, имеют недостаточную адгезию. Зависимость коэффициента трения от толщины пленки показана на рис. 1. Антифрикционные свойства и срок службы смазочных покрытий в большой степени зависят от подготовки металлической поверх-пости, толщины пленки, природы металла, на который нанесена пленка, температуры поверхности. Подготовка стальной поверхности включает обезжиривание, пескоструйную обработку или травление, повышающие шероховатость и удаляющие окислы и загрязнения, и фосфатирование для защиты от атмосферной коррозии и повышения прочности покрытия (анодирование для алюминия, пассивирование для медных сплавов). [c.41] Иа поверхности образуется пористый фосфатный слой тол-щиноп 3—10 мкм, микротвердостью более 100 кгс/мм , увеличивающий адгезию пленочного покрытия к основному металлу и предохраняющий его от коррозии. [c.43] Суспензию ВНИИ НП наносят на поверхность путем окунания, распыления пистолетом-распылителем или намазывания кистью. Затем в зависимости от природы связующего производится термообработка с целью отверждения покрытия. Подробно технология обезжиривания, фосфатирования и других операций получения твердосмазочных покрытий ВНИИ НП изложена в инструкции [35]. Результаты исследований новых марок ВНИИ НП-215, ВНИИ НП-251, ВНИИ НП-268 приведены в литературе [81]. Следует отметить, что смазочные покрытия ВНИИ НП пригодны только при сухом трении, особенно в вакууме. В жидкостях они отслаиваются и быстро разрушаются. [c.43] Твердосмазочные покрытия, имеющие малое сопротивление срезу, нанесенные на жесткое и твердое основание, могут служить высокотемпературными смазывающими материалами (табл. 11). Например, пленка свинца, сопротивление срезу которой (128 кгс/см ) меньше, чем у стали (7000 кгс/см ), имеет коэффициент трения 0,2—0,3. Твердыми смазками при высоких температурах могут служить мягкие металлы, окислы и другие материалы. [c.46] Окись свинца (РЬО) Металлизационное напыление на хромоникелевую поверхность с последующим окислением пленки толщиной 0,025 мм Температура до 650 °С. вакуум до 10 мм рт. ст. [c.47] Для трущи.хся поверхностей сталь — сталь В. Д. Евдокимовым предложены смазывающие элементы, выполненные из неподвижно закрепленных в одной из стальных поверхностей медных вставок [31]. Так 1е комбинированные подшипники скольжения показали высокую износостойкость в масле индустриальное 30 с 2%-ной добавкой олеиновой кислоты благодаря трению в рен име избирательного переноса с образованием на контактных поверхностях медной пленки. Использование медных веха вок в качестве намазывающих брикетов в сочетании с поверхностно-активными веществами в стальных подшипниках позволяет заменить ими бронзовые втулки, например, из бронзы БрОЦЫ6-6-3, и экономить цветные металлы. Намазывающие брикеты выполнялись также из бронзы и перманганата калия (50—60%) в эпоксидной смоле. [c.50] Подшипники из углеграфитовых материалов из-за малого износа с достаточно низким коэффициентом трения, высокой теплостойкости и теплопроводности, повышенной коррозионной стойкости получили распространение в различных отраслях промышленности [22, 34, 73, 89, 91]. [c.50] Механизм трения графита по металлу ранее представляли только в виде образования ориентированной пленки, состоящей из частиц графита, на трущейся поверхности [65]. Ориентированные слои графита образуются в период приработки подшипника, которая сопровождается высоким износом и ростом температуры в зоне контакта. К концу периода приработки коэффициент трения снижается с 0,12—0,15 до 0,04—0,05 и скорость изнашивания становится незначительной. На контактных поверхностях вала и подшипника образуются пленки из частиц углерода, внешне похожие на пленки меди в процессе избирательного переноса пары трения медный сплав — сталь [24, 66]. Образование пленок при сухом трении создает эффект безызносности и значительно увеличивает срок службы графитовых подшипников в сравнении с работой их при смазывании жидкостями, когда такой пленки не образуется. Исследования показали, что графит теряет смазывающую способность в осушенных газах, в вакууме и даже в сухом воздухе при температуре выше 300 °С. Так при трении графита по меди в вакууме (10- — 10- мм рт. ст.) даже с очень малыми давлениями наблюдается катастрофическое изнашивание графита с одновременным возрастанием коэффициента трения. Коэффициент трения снижается с введением в зону трения газов, паров, жидкостей, адсорбирующихся на поверхности и обеспечивающих слабую связь в кристаллической решетке графита [99]. [c.50] Общим для углепластиков является высокое содержание порошковых углеродных наполнителей, а также смолы горячего отверждения в качестве связующего. В материалах АМС-1 и АМС-3 связующим является эпоксикремний — органическая смола, а в материале АФ-ЗТ — резольная фенолформальдегид-ная смола. Высокую износостойкость углепластикам придает порошок нефтяного кокса, являющийся основным наполнителем. Он создает неупорядоченную структурную решетку, более износостойкую, чем у искусственных графитов. На рис. 18 показаны скорости изнашивания и коэффициенты трения углепластиков и графита АГ-1500-С05, полученные автором на машине трения МИ-1М. Все углепластики имеют более высокие антифрикционные свойства, чем графит АГ-1500-С05, широко используемый для подшипников сухого трения. В табл. 16 приведены антифрикционные свойства материалов, полученные при испытаниях на машине МИ-1М при трении по стали 95X18, давления 20 кгс/см скорости скольжения 1 м/с со смазыванием водой. В качестве смазки могуг применяться также бензин, керосин, масло, спирт, морская вода и другие жидкости, в которых углепластики химически стойки. Стойкость углепластиков и других углеродных материалов к действию химических сред приведена в литературе [34]. Допускаемое давление со смазыванием водой составляет 40 кгс/см , скорость скольжения 10 м/с. При трении без смазки допускаемые давления 10—20 кгс/см , скорость скольжения 1,5—3 м/с, температура в зоне трения 170—180 °С. [c.60] Как показали результаты исследования и эксплуатации, наиболее перспективно применение подшипников из углепластиков без смазки в воздухе, запыленном цементом, угольной и другой пылью, в сточных-водах промышленных предприятий, в морской воде. В вакууме их износ иа один-два порядка выше, чем на воздухе. [c.60] Вернуться к основной статье