Из чего изготавливают вкладыши подшипников скольжения

28.2. Материалы вкладышей

Подшипник скольжения работает при наличии смазочного матери­ала в зазоре между цапфой вала и вкладышем. Смазыванием называют подведение смазочного материала в зону трения, смазкой — действие смазочного материала. При неподвижном вале жидкий смазочный материал в подшипни­ке из зоны контакта выдавлен (рис. 28.6, а), но на поверхностях цапфы и вкладыша сохраняется его тонкая пленка толщиной поряд­ка 0,1 мкм. Толщины этой пленки не хватает для полного разделения поверхностей трения в момент пуска и при малой угловой скорости. Работу подшипника в этот момент характеризует режим граничной смазки. Вращающийся вал вовлекает смазочный материал в клиновой зазор между цапфой и вкладышем (рис. 28.6, б), в результате чего возникает несущий масляный слой, характеризуемый большой гидродинамической подъемной силой, под действием которой вал всплывает. По мере уве­личения скорости вращения толщина смазывающего слоя увеличива­ется, но отдельные микровыступы трущихся поверхностей задевают при вращении друг за друга. Работу подшипника в этот момент характери­зует режим полужидкостной смазки. Рис. 28.6. Положение цапфы в подшипнике в состоянии . покоя (а) и при вращении (б): — эпюра давлений в масляном слое . Рис. 28.7. Расположение поверхностей трения в_ч режиме жидкостной смазки: 1 —цапфа; 2— вкладыш; 3—слой масла Граничную и полужидкостную смазку объединяют одним понятием несовершенная смазка. При дальнейшем возрастании угловой скорости возникает сплошной устойчивый слой масла, полностью разделяющий поверхности трения (рис. 28.7). Возникает режим жидкостной смазки, при котором изнашивание и заедание отсутствуют. Подшипники скольжения, в которых несущий масляный слой создается при вращении цапфы вала, называют гидродинамическими. В гидростатических подшипниках режим жидкостной смазки создают за счет подвода масла под цапфу неровности (микровыступы) от насоса. Создаваемое давление должно быть таким, чтобы вал всплывал в масле. В гидростатических подшипниках создание несущего масляного слоя не зависит от угловой скорости вала.

Детали машин

Как упоминалось в предыдущей статье, подшипники являются опорами валов и осей, воспринимая нагрузки, приложенные к валу или оси, и передавая их на корпус машины. Иногда подшипники используются в качестве опор для деталей (шкивов, зубчатых колес и т. п.), размещенных на валу или оси.

В зависимости от вида трения, возникающего в подшипнике, они делятся на подшипники скольжения и качения.
В зависимости от направления воспринимаемой нагрузки подшипники бывают:

• радиальные – воспринимающие радиальные силы, т. е. перпендикулярные оси цапфы;
• упорные – воспринимающие осевые силы (параллельные оси цапфы); упорные подшипники иногда называют подпятниками;
• радиально-упорные – способные воспринимать и радиальные, и осевые силы.

Особенности конструкции подшипников скольжения

В большинстве случаев подшипники скольжения состоят из корпуса, вкладышей и смазывающих устройств. Конструкции подшипников скольжения разнообразны и зависят от конструкции машины. В простейшем виде подшипник скольжения представляет собой втулку (вкладыш), встроенную в станину машины (рис. 1).
На рис. 2 и рис. 3 подшипники имеют отдельный корпус, который крепится к станине машины.

Основным элементом подшипника скольжения является вкладыш 1, который устанавливают в корпус подшипника (рис. 3) или непосредственно в станине или раме машины (рис. 1). Рабочая поверхность вкладыша в сочетании со смазочным материалом (или без него) обеспечивает минимальное трение между деталями, имеющими взаимное перемещение в механизме.

Подшипники скольжения делят на разъемные (рис. 2) и неразъемные (рис. 3).

Неразъемные (глухие) подшипники применяют при малой скорости скольжения и работе с перерывами (механизмы управления) в цапфах, где их монтаж не вызывает затруднений.

Разъемные подшипники имеют основное применение в общем машиностроении и особенно в тяжелом машиностроении. Их основное достоинство – удобство монтажа на цапфу и возможность установки в труднодоступных для сборки участках валов и осей.

При большой длине цапф, когда возможен существенный перекос осей при монтаже или во время работы машины, применяют самоустанавливающиеся подшипники (рис. 4). Сферические выступы вкладышей позволяют им самоустанавливаться, компенсируя тем самым перекосы цапф от деформации вала или неточности монтажа, обеспечивая равномерное распределение нагрузки по длине вкладыша.

Подпятники (упорные подшипники) устанавливаются на цапфах с целью восприятия осевой нагрузки, действующей на вал. Пример конструкции подпятника (упорного подшипника скольжения) показан на рис. 5.

Достоинства и недостатки подшипников скольжения

К достоинствам подшипников скольжения можно отнести следующие свойства:

1. Простота конструкции (для тихоходных и малонагруженных машин подшипники скольжения выполняются в виде обычной втулки), относительно малая стоимость изготовления.

2. Надежная работа в высокоскоростных приводах (подшипники качения в этих устройствах имеют малую долговечность).

3. Способность воспринимать значительные динамические нагрузки (удары, вибрацию) вследствие больших размеров площади рабочей поверхности, воспринимающей нагрузку, и высокой демпфирующей способности масляного слоя между валом и вкладышем.

4. Низкий уровень шума во время работы (работают практически бесшумно на любой скорости).

5. Сравнительно малые радиальные размеры (рис. 1).

6. Разъемные подшипники скольжения допускают установку на шейки валов сложной конфигурации (например, коленчатых валов), при этом не требуется демонтаж деталей (шкивов, зубчатых колес и т. п.), размещенных на других цапфах вала.

Недостатки подшипников скольжения:

1. В процессе работы требуют постоянного контроля из-за высоких требований к наличию смазочного материала и опасности перегрева; перерыв в подаче смазки может привести к отказу подшипника.

2. Имеют сравнительно большие осевые размеры для увеличения рабочей площади поверхности, воспринимающей нагрузку.

3. Значительные потери на трение в период пуска и при некачественной смазке.

4. Относительно высокие эксплуатационные расходы из-за большого расхода смазочного материала, необходимости его очистки и охлаждения.

5. Влияние на износ поверхности цапфы, особенно в период пуска или при некачественной смазке.

Область применения подшипников скольжения

Подшипники скольжения широко применяются в машиностроении и приборостроении, когда применение подшипников качения невозможно или нецелесообразно:

• для валов машин с ударными и вибрационными нагрузками (двигатели внутреннего сгорания, механические молоты и др.);
• для коленчатых валов, когда по условиям монтажа необходимо использовать разъемные подшипники;
• для валов очень больших диаметров, для которых подшипники качения не изготавливают;
• для высокоскоростных валов, когда подшипники качения непригодны из-за малого ресурса (центрифуги и т. п.);
• при очень высоких требованиях к точности и равномерности вращения (шпиндели станков и т. п.);
• в тихоходных и малонагруженных машинах, бытовой технике;
• при работе в агрессивных средах, в которых подшипники качения непригодны;
• при высоких требованиях к бесшумности работы машины.

Материал вкладышей подшипников скольжения

Материалы, используемые для изготовления вкладышей подшипников скольжения должны обладать следующими свойствами:

• иметь достаточную износостойкость и высокую сопротивляемость заеданию при несовершенной смазке (периоды пуска, разгона, торможения);
• иметь высокую сопротивляемость хрупкому разрушению при действии ударных нагрузок и достаточное сопротивление усталости;
• иметь низкий коэффициент трения;
• обладать высокой теплопроводностью;
• иметь низкий коэффициент температурного расширения.

В процессе работы машины изнашиваться должны вкладыши, а не цапфы вала, поскольку замена или восстановление вала значительно дороже замены вкладышей. Подшипники скольжения работают тем надежнее, чем выше твердость поверхности цапфы, поэтому цапфы валов, как правило, закаливают и упрочняют.

Вкладыши подшипников скольжения бывают металлические, металлокерамические и неметаллические.

Металлические вкладыши выполняют из бронзы, баббитов, алюминиевых и цинковых сплавов, антифрикционных чугунов.

Бронзовые вкладыши широко используют при средних скоростях и больших нагрузках.
Наилучшими антифрикционными свойствами обладают оловянные бронзы марок БрО10Ф1, БрО4Ц4С17 и др.
Алюминиевые и свинцовые бронзы вызывают повышенный износ поверхностей цапф, поэтому их устанавливают только на закаленные цапфы. Свинцовые бронзы используют при знакопеременных ударных нагрузках.

Вкладыши с баббитовой заливкой используют для подшипников в ответственных конструкциях при тяжелых и средних режимах работы (дизели, компрессоры и т. п.).
Баббит – сплав на основе олова или свинца – является одним из лучших антифрикционных материалов для подшипников скольжения. Он хорошо прирабатывается в узле, стоек против заедания, но имеет невысокую прочность. Поэтому баббит заливают лишь тонким слоем на рабочую поверхность вкладыша, выполненного из стали, чугуна или бронзы. Лучшими считаются высокооловянные баббиты марок Б88, Б83.

Чугунные вкладыши из антифрикционных чугунов (например, марки АЧС-1 и др.) применяют в малоответственных тихоходных машинах и механизмах.

В массовом производстве вкладыши штампуют из стальной ленты, на которую наносится тонкий антифрикционный слой из баббитов, оловянных сплавов или неметаллов (фторопласт и др.).

Металлокерамические вкладыши изготовляют прессованием и последующим спеканием порошков меди или железа с добавлением графита, олова или свинца. Особенностью этих материалов является их пористость, которую используют для предварительного насыщения горячим маслом. Вкладыши, пропитанные маслом, могут долго работать без подвода смазочного материала.
Металлокерамические вкладыши применяют в тихоходных механизмах и в местах, труднодоступных для подвода смазки.

Для вкладышей из неметаллических материалов применяют антифрикционные пластмассы (марки АСП), древеснослоистые пластики, резину и др. Эти материалы устойчивы против заедания, хорошо прирабатываются, неприхотливы к смазочному материалу (могут работать при смазывании водой), что имеет существенное значение для подшипников насосов, гребных винтов, пищевых машин и т. п.

Характер и причины отказов подшипников скольжения

Работа подшипников скольжения сопровождается абразивным изнашиванием вкладышей и цапф, заеданием и усталостным выкрашиванием.

Абразивное изнашивание возникает вследствие попадания со смазочным материалом абразивных частиц и неизбежности граничной смазки при пуске и останове машины.

Заедание возникает при перегреве подшипника. При установившемся режиме работы температура подшипника не должна превышать допустимую для материала вкладыша и сорта используемого масла. С повышением температуры материал вкладыша расширяется, а вязкость масла снижается. Разжижение масла приводит к тому, что масляная пленка местами разрывается, возникает зона металлического контакта между вкладышем и цапфой, где под действием молекулярных сил образуются мостики микросварки, приводящие к глубинному вырыванию материала.
В результате происходит заедание цапфы в подшипнике и, как следствие, вкладыши расплавляются или полностью захватываются разогретой цапфой и проворачиваются в корпусе.

Усталостное выкрашивание поверхности вкладышей происходит редко и встречается при пульсирующих нагрузках и работе подшипника в режимах несовершенной смазки.

Из чего изготавливают вкладыши подшипников скольжения

Вкладыш подшипника скольжения

26 ноября 2019

Подшипники выступают в качестве опор валов и осей и воспринимают все прикладываемые к ним нагрузки. В зависимости от типа трения выделяют подшипники скольжения и качения. Подшипники скольжения состоят из корпуса, вкладышей и смазывающих устройств. Вкладыш – основной элемент подшипника, его задача – обеспечить наименьшее трение между взаимно перемещающимися в механизме деталями.

К достоинствам подшипников скольжения относятся следующие особенности:

• относительная простота конструкции и низкая стоимость изготовления
• надёжность и большой ресурс работы в высокоскоростных приводах
• высокая демпфирующая способность масляного слоя между вкладышем и валом
• устойчивость к большим динамическим нагрузкам
• практически бесшумная работа во всех диапазонах скорости

Перечисленные плюсы выделяют рассматриваемые изделия от подшипников скольжения, которые менее долговечны, более шумны и могут не справиться с высокими нагрузками. И если применение таких деталей в машиностроении нецелесообразно или невозможно, то на помощь приходят подшипники скольжения.

Изготовление вкладышей подшипников скольжения

Компания «Компрессорные технологии» изготавливает вкладыши подшипников скольжения на заказ по чертежам или образцам. Такие устройства востребованы в валах машин с высокими вибрационными или ударными нагрузками. Мы предлагаем продукцию, способную оптимальным образом решить вашу задачу при использовании различных машин:

• в валах с большим диаметром или высокой скоростью вращения
• в коленчатых валах с разъёмными подшипниками
• в устройствах, к которым выдвигаются требования высокой точности или равномерности вращения
• при работе в агрессивной среде

Материал вкладышей подшипников скольжения

При изготовлении подшипников скольжения материал вкладыша должен соответствовать следующим требованиям:

1. Высокая износостойкость и ресурс работы.
2. Сопротивляемость заеданию в периоды пуска, разгона и торможения.
3. Низкий коэффициент трения.
4. Высокая теплопроводность и низкий коэффициент теплового расширения.
5. Достаточное сопротивление усталости материала.

В процессе работы изнашиваться должны именно вкладыши подшипника, иначе износу будут подвержены цапфы вала, замена которого несравнимо дороже. Поэтому цапфы валов изготавливаются закалёнными и упрочнёнными. Для их сохранности важно правильно подобрать вкладыш подшипник скольжения.

Существует три основных типа вкладышей подшипников скольжения: металлические, металлокерамические и неметаллические.

Металлические вкладыши изготавливают из бронзы, антифрикционных чугунов, баббитов (сплавов на основе олова или свинца), алюминиевых и цинковых сплавов.

Металлокерамические вкладыши производит посредством прессования и последующего спекания порошков железа или меди с добавлением олова, свинца или графита. Благодаря пористости такие изделия могут долгое время работать без подвода смазки, а также в устройствах, к которым такой подвод затруднителен вследствие конструктивных особенностей.

Неметаллические вкладыши производят из антифрикционных пластмасс, древеснослоистых пластиков или специальной резины. Такие изделия устойчивы к заеданиям, могут смазываться водой и, соответственно, применяются в подшипниках насосов, гребных винтов и т.п.

Обратитесь к специалистам нашей компании, и мы изготовим для вас вкладыши подшипника скольжения с доставкой в любую точку России.

Страница не найдена

Оставьте ваши контакты, мы свяжемся с вами в рабочее время и проконсультируем по наличию и ассортименту!

Наши контакты

Пункты выдачи заказов (ПВЗ) в городе Санкт-Петербург | Услуги службы доставки грузов

Горелово, б-р Десантника Вадима Чугунова, 7
Проспект Ветеранов
Горелово, ш. Красносельское, 40 корп. 3, 16
Ветеранов, Автово, Кировский завод
Колпино, ул. Анисимова, 5, корп. 7
Колпино, ул. Ижорского Батальона, 7, лит. А, пом. 24Н
Колпино, ул. Павловская, 17
Колпино, ул. Пролетарская, 60
Колпино, ул. Финляндская, 24 лит. А
Шушары
Красное Село, пр-т Ленина, 77, 110
Красное Село, ул. Массальского, 4
Кронштадт, пр-т Ленина, 16
Кудрово, Европейский пр., 11
Пр.Большевиков, ул. Дыбенко
Кудрово, Каштановая аллея, 3
Улица Дыбенко
Кудрово, Новый Оккервиль, ул. Ленинградская, 9/8
Дыбенко
Кудрово, пр-т. Европейский, 16
ул. Дыбенко
Кудрово, ул. Областная, 1, п