Самосмазывающиеся подшипники скольжения и их применение.
1. Введение (cамосмазывающиеся подшипники скольжения)
Подшипники скольжения со встроенной твердой смазкой не требуют технического обслуживания и дополнительной эксплуатационной смазки. Они предназначены для узлов, где подшипники качения не могут использоваться из-за высоких статических, динамических или ударных нагрузок. Они также используются в тяжелых условиях, сокращающих срок службы подшипников качения, таких как:
- высокие температуры
- пыльная среда
- морская вода
- химикаты
- низкая скорость вращения
- в узлах, где требуется экономия пространства
В последние годы возрос спрос на прочные подшипники, которые можно использовать при более высоких скоростях скольжения или в сложных условиях (пыльная среда, высокие температуры и т. д.).
2. Принцип твердой смазки подшипников скольжения
Твердая смазка, используемая в подшипниках, представляет собой графит, имеющий кристаллическую структуру (шестиугольную кристаллическую решетку) с низкой прочностью на сдвиг.
Графит химически стабилен и обладает превосходной термической стабильностью. Может использоваться при температуре от 200С до 400С (без дополнительного охлаждения).
Во время скользящего движения графит высвобождается из графитовых пазух в ответную часть и, таким образом, создает поверхность скольжения с низкой прочностью на сдвиг.
В некоторых случаях используются необслуживаемые подшипники с пропиткой графитовым маслом для дальнейшего улучшения свойств скольжения (трения, износа, противозадирных свойств).
3. Высокопроизводительные подшипники скольжения.
В общем, скользящие материалы переходят от начальной фазы приработки к установившемуся состоянию с низким коэффициентом трения.
Это означает, что способность быстро достигать устойчивого состояния и снижать трение имеет решающее значение для высокопроизводительных подшипников.
Коэффициент трения слоя трения с твердой смазкой рассчитывается по следующей формуле:
м= т/п
"т" обозначает прочность на сдвиг скользящей пленки, а "п" обозначает твердость базовой поверхности.
На основе формулы производители стремятся создать высокопроизводительные подшипники скольжения с высокой износостойкостью и низким коэффициентом трения за счет диспергирования частиц карбида в базовый медный сплав. Эти частицы твердого металла полируют прилипшие металлические частицы и неровности контртела на этапе приработки и, таким образом, создают гладкую поверхность.
На второй фазе, т.е. в установившемся состоянии с низким трением, графит высвобождается и образуется стабильный смазочный слой, обеспечивающий низкое трение. В этот момент снижается и коэффициент трения, поскольку значение "п" в формуле выше нормальной твердости сплава, что препятствует переходу материала в фазу усталости.
Как только что было описано, превосходная износостойкость и низкое трение обеспечиваются за счет дисперсии частиц карбида в базовом медном сплаве.
4. Высокопроизводительные подшипники.
Чтобы удовлетворить требования клиентов, производители разработали высокопроизводительные подшипники за счет увеличения твердости медных сплавов, используемых для производства подшипников, путем диспергирования карбидных частиц.
5. Возможности высокопроизводительных подшипников скольжения.
Необслуживаемые подшипники с превосходной износостойкостью для узлов с высокими нагрузками.
По сравнению со стандартным материалом, который имеет более высокую износостойкость, чем стандартные материалы подшипников, степень износа материала с дисперсными карбидными частицами составляет всего 25%.
Самосмазывающиеся подшипники скольжения, рассчитанные на высокие температуры.
Масло и смазку нельзя использовать для смазки, поскольку их свойства ухудшаются при высоких температурах. При температуре выше 200С твердость высокопрочной латуни также значительно снижается. Материал (алюминиевая бронза с дисперсными карбидными частицами) демонстрирует минимальное снижение твердости в диапазоне температур от 200 до 300С. Поэтому этот материал подходит для сред с высокими температурами.
Самосмазывающиеся подшипники с высокой прочностью.
Алюминиевая бронза характеризуется превосходной коррозионной стойкостью при высоких температурах.
Оно используется при сушке, сжигании и последующих процессах в качестве скользящего материала для решеток сгорания в мусоросжигательных установках.
Также используется для втулок толкателя оборудования, которое выталкивает золу из воды (область, где влажная зола соприкасается со втулкой).
6. Заключение
Существует два типа необслуживаемых подшипников скольжения со встроенной твердой смазкой (графитом), не требующих дополнительной эксплуатационной смазки. Первый тип — это подшипник из высокопрочной латуни с отличными свойствами приработки, а второй тип подшипника — из алюминиевой бронзы с отличной прочностью.
Подшипники из материала с дисперсными карбидными частицами характеризуются превосходной износостойкостью и прочностью при высоких температурах.
Их можно использовать в таких средах, где использование обычных подшипников исключено. Синергия графита (твердой смазки) и высокоэффективных базовых материалов скольжения делает эти подшипники легко адаптируемыми для многих технических решений.