книги из ГПНТБ / Мизери, А. А. Эксплуатация текстильного оборудования с деталями из пористых спеченных материалов

Перед проведением эксперимента измеряли фон — /ф, выбирали область напряжения или плато счетчиков (380 В), где скорость счета практически остается постоянной, а также определяли про­ должительность измерения. Про­ должительность измерения при­ нимали равной 3 мин. Каждое измерение повторялось три раза.

Эксперименты проводились при

СО

о некотором увеличении радиоактивности, но не за счет перете­ кания масла в этих зонах, а за счет некоторого повышения радио­ активности, вызванного введением изотопа в зазор через отвер­

активных изотопов в поры стенки втулки, расположенные в зоне отрицательного давления, можно объяснить перетеканием масла в поры из зоны высокого давления. Это достаточно убедительно подтверждает выдвинутую ранее концепцию о роли и значении зоны отрицательного давления в процессе выделения смазки из пор внутренней поверхности втулки при установившемся режиме.

Конструктивные решения некоторых подшипников

Как уже отмечалось, многие авторы указывают на необходи­ мость применения масляных компенсационных резервуаров. Од­ нако ни один из авторов не говорит о практическом использовании

с большими технологическими и эксплуатационными трудностями. Надо полагать, что конструктивное решение, предложенное кафед­ рой технологии текстильного машиностроения МТИ, является самым простым и наиболее оптимальным. Это подтверждается ра­ ботой Новоткацкой фабрики Глуховского хлопчатобумажного ком­ бината имени В. И. Ленина по переводу большого количества авто­ матических ткацких станков на пористые подшипники с компенса­ ционными резервуарами.

Основным недостатком существующей системы смазки автома­ тических ткацких станков является применение двух видов смаз­ ки— жидкой и консистентной. При этом применение консистентной смазки сопряжено с большими трудностями и неудобствами, осо­ бенно при смазке правых подшипников главного и среднего валов, подшипников веретен, фрикционного зубчатого колеса, шпинделя батареи, шпинделя боевого каточка и других узлов.

Смазка этих сопряжений не всегда бывает удовлетворительной, иногда наблюдаются потери смазки и повышенный износ. Процесс смазывания консистентной смазкой вызывает сильную утомляе­ мость смазчика. Более рационально перевести оборудование всех предприятий на жидкую смазку. Однако при существующем спо­ собе подвода масла и конструкций опор жидкая смазка может разбрызгиваться и загрязнять суровье.

Применение централизованной и циркуляционной смазки значи­ тельно улучшит эксплуатацию и обслуживание ткацких станков.

61

В то же время перевод действующего оборудования на этот способ смазки затруднителен, так как требует реконструкции опор и дру­ гих вспомогательных работ, связанных с переделкой отдельных

деталей.

Таким образом, на основе проведенных исследований рабочей температуры поверхностей скольжения деталей привода, батанного и боевого механизмов автоматического ткацкого станка можно сде­ лать вывод о нецелесообразности применения консистентной смазки— солидола УС-1, а также и самой системы смазки, не от­ вечающей современному уровню обслуживания и эксплуатации автоматического оборудования. Дальнейшее совершенствование смазки автоматических ткацких станков, позволяющее облегчить труд обслуживающего персонала, повысить производительность станков и уменьшить износ деталей,— это применение пористых са­ мосмазывающихся подшипников с компенсационными резер­ вуарами.

Подшипники главного и среднего валов большинства автомати­ ческих ткацких станков изготовляют из чугуна. Однако в послед­ ние годы на Климовском машиностроительном заводе в связи с пе­ реходом на более высокие скорости стали устанавливать в чугун­ ные корпуса бронзовые втулки.

При изготовлении подшипников главного и среднего валов из пористых железографитовых материалов и применении соответ­

Как известно, оба подшипника среднего вала и левый подшип­ ник главного вала одинаковые, правый подшипник главного вала несколько удлинен.

Железографитовые втулки всех четырех подшипников этих ва­ лов имеют одни и те же размеры: da= 55 мм, с?в = 45 мм, / = 55 мм. Правильная установка этих втулок имеет большое значение для надежной работы подшипникового узла.

Запрессованная в корпусе подшипника втулка, омываемая мас­ лом, находящимся в компенсационных резервуарах, должна обес­ печить герметичность сопряжения и исключить вытекание масла через торцы втулки.

Проведенные экспериментальные работы, связанные с запрес­ совкой втулок, показали, что совершенно недостаточно выдержать, например, посадку ПР13. В пределах,, этой посадки могут полу­ чаться натяги различной величины. При некоторых значениях на­ тяга требуемая герметичность не обеспечивается. Так, диаметр, от­ верстия под втулку в коренном подшипнике по третьему классу точности может находиться в пределах 55+0’06. Наружный диаметр втулки для обеспечения посадки ПР13 может составлять 55f

Следовательно, минимальная величина натяга составляет 0,01 мм, а максимальная-—0,135 мм. Для установления оптимальной вели­ чины натяга, обеспечивающей герметичность сопряжений, прово­ дилась работа по определению действительных размеров втулок и корпусов подшипников и сортировке деталей на группы.

62

Внутренние поверхности корпусов подшипников и наружные поверхности железографнтовых втулок измеряли в двух поясах и двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Втулки запрессовы­ вали в корпуса подшипников на прессе Амслера, причем при прес­ совании регистрировали величину усилия прессования и ее измене­ ние от величины натяга.

Для обеспечения полной герметичности сопряжения производи­ лось гидравлическое апробирование при давлении 1 —1,5 атм с по­ мощью ручного масляного пресса и специального приспособления.

В результате проведенных испытаний установлено, что при на­ тяге 0,07—0,1 мм обеспечивается герметичность сопряжений, а сле­ довательно, и нормальная работа подшипника. Наружную поверх­ ность пористой' железографитовой втулки нужно обтачивать под размер, необходимый для запрессовки. При широком внедрении спеченных материалов, как при ремонте и модернизации суще­ ствующих станков, так и при изготовлении новых, механическая обработка должна быть доведена до минимума и даже исключена совсем.

Подшипники веретена. В корпус подшипника веретена (см. рис. 20) запрессовывается одна втулка. Размер компенсационного резервуара и толщина железографитовой втулки зависят от наруж­ ного размера корпуса подшипника. Примерные размеры втулки следующие: dH= 38 мм, dB= 30 мм, / = 40 мм.

При изготовлении отливок подшипников веретен целесообразно для повышения прочности предусматривать увеличение наружного размера подшипника.

Подшипник поводка. В обычных конструкциях подшипника по­ водка предусматривается сменная чугунная втулка. На некоторых ткацких станках, например АТ-100-5М, установлены бронзовые втулки, причем система смазки при этом осталась без изменения.

При переходе на пористые железографитовые опоры в корпусе поводка растачивается компенсационный резервуар. В обычной конструкции в этом корпусе имеется просверленное и нарезанное сквозное отверстие под стержень поводка.

При переходе на самосмазывающиеся пористые подшипниковые втулки в условиях ремонтно-механических мастерских текстильных предприятий это отверстие необходимо заглушить, поскольку нужно создать герметичность сопряжения стержень—корпус по­ водка и исключить возможность вытекания масла через резьбу. При переводе подшипника поводка на пористые втулки в условиях завода-изготовителя необходимо предусмотреть наличие-глухого отверстия (см. рис. 21).

Подшипник кривошипа. Перевод подшипника кривошипа на по­ ристые вкладыши и соответствующий им метод смазки более за­ труднителен и имеет многовариантное решение. Это объясняется

установка в подшипнике кривошипа бронзовых вкладышей. Значи­ тельное количество подшипников станков других типов вообще

63

не имеет никаких вкладышей. На основании экспериментальных ра­ бот можно рекомендовать следующие варианты конструктивного решения кривошипного подшипника, оснащенного вкладышем. Первый вариант— когда взамен бронзовых устанавливают железо­ графитовые вкладыши, пропитанные маслом. Никаких других из­ менений в этом варианте не предусматривается. По истечении определенного времени работы, которое зависит от условий экс­ плуатации станка — его скорости, вырабатываемой ткани и других факторов (но менее 1,5—2 месяцев при трехсменной работе),— вкладыши из подшипника вынимают и вновь пропитывают маслом.

При втором варианте в конструкции подшипников не предус­ матривается установка вкладышей, а трение происходит между чугунным подшипником и стальной кривошипной шейкой главного вала. Расточка такого подшипника под вкладыш не всегда воз­ можна, так как это может привести к значительному ослаблению корпуса подшипника. Единственно правильным решением при этом является запрессовка железографитовых цилиндриков в крышку и корпус подшипника, для чего в них предварительно растачивают отверстия (рис. 33). После запрессовки цилиндры протачивают по торцу вместе с подшипником до диаметра, равного 45А3.

Отверстия, в которые запрессовывают цилиндрики, заполняют маслом. В данном случае они выполняют также функции компенса­ ционных резервуаров, а цилиндрики — роль питателей, через поры которых масло поступает к трущимся поверхностям. При этом варианте отверстие под стержень также следует заглушить. Учиты­ вая довольно ограниченную поверхность железографитовых ци­ линдриков, а также значительные удельные давления, в этих сопря­ жениях необходимо применять цилиндрики с максимально возмож­

64

ной пористостью, но не менее 25—30%. Изготовленные по третьему варианту подшипники с пористыми железографитовыми вклады­ шами (рис. 34) целесообразно применять в том случае, когда габа­ ритные размеры корпуса и крышки позволяют не только устано­ вить пористые железографитовые вкладыши, но и расточить в них компенсационные резервуары, причем резервуары растачивают эксцентрично опорной поверхности вала.

Очевидно, что по третьему варианту можно изготовить подшип­ ники, в конструкции которых предусмотрены вкладыши. При изго­ товлении необходимо обеспечить герметичность корпуса, крышки и половинок вкладышей. На основании проведенных экспериментов

ленной в головке оси. Как пока­ зывает опыт работы, этот узел смазывается недостаточно хорошо.

Целесообразно заменить бронзовую втулку пористой железогра­ фитовой, установив ее с прессовой посадкой в расточенное отвер­ стие боевого каточка или с прессовой посадкой непосредственно на самую ось.

В первом случае для создания компенсационного резервуара нужно расточить боевой каточек и залить маслом через отверстие, просверленное в каточке. Во втором случае для создания компен­ сационного резервуара необходимо проточить шейку оси (рис. 35).

На цилиндрические пояски напрессовывают железографитовую втулку. В этом случае компенсационный резервуар образуется между поверхностью оси и внутренней поверхностью пористой втулки. При этом компенсационный резервуар заполняется маслом через отверстие в торце головки.

Сопряжение тумбы зубчатого колеса коленчатого вала со сту­ пицей фрикционного зубчатого колеса.' При переводе с консистент­ ной смазки на самосмазывание сопряжения тумбы зубчатого ко­ леса коленчатого вала со ступицей фрикционного зубчатого колеса создаются нормальные условия работы для этого узла трения. Из­ вестно, что температура в этом сопряжении, развиваемая при ра­ боте ткацкого станка, превосходит температуру, допустимую для консистентной смазки. В результате масло вытекает и разбрызги­ вается, не обеспечивая смазывание трущихся поверхностей, а это в свою очередь вызывает повышенный износ поверхностей трения. Подобное явление наблюдается на станках АТК, АТТ-120 и др.

Перевод этого узла сопряжения на так называемую автомати­ ческую смазку с помощью пористых материалов можно осущест­

65

вить, применяя одно из указанных ниже конструктивных решений. По первому варианту в ступицу фрикционного зубчатого колеса запрессовывается пористая железографитовая втулка. Предвари­ тельно в ступице растачивается компенсационный резервуар емко­ стью не менее 50 см3 (рис. 36).

Учитывая специфические условия работы рассматриваемого узла трения, можно утверждать, что запас масла в порах втулки и компенсационном резервуаре обеспечит нормальную работу узлов трения в течение не менее 4 месяцев при трехсменной работе.

По второму варианту при отсутствии пористой железографито­ вой втулки требуемого размера пористое покрытие методом элек-

трометаллизацдеи можно нанести на внутреннюю или наружную поверхность стальной или чугунной втулки, а компенсационный резервуар сделать путем протачивания специальной выемки в сту­ пице фрикционного зубчатого колеса или в тумбе (рис. 37 и 38).

Чтобы обеспечить подвод масла к пористому покрытию, а за­ тем и к поверхностям трения, во втулке по всей окружности в трех поясах просверливают отверстия. Эти отверстия в процессе метал­ лизации заполняются гипсом.

Шпиндель автомата смены шпуль. Обычно на ткацких станках шпиндель автомата смены шпуль смазывают консистентной смаз­ кой с помощью шприц-пресса и масленки, ввернутой в торец шпинделя.

Смазка подается к трущимся поверхностям через каналы, про­ сверленные в самом шпинделе.

66

Несмотря на то что автомат смены шпуль работает периоди­ чески, все же принятая система смазки не обеспечивает смазыва­ ние обеих трущихся поверхностей. Нормальные условия сма­ зывания этого узла трения создаются при применении пористых железографитовых подшипников. Однако это возможно лишь при

шины КЭ-250-И применяли бронзу и на каждый головной при­ вод расходовалось около 28—30 кг бронзы. Поэтому перевод на пористые железографитовые опоры является целесообразным и эф­ фективным мероприятием.

Применение на текстильных машинах и станках бронзовых подшипников скольжения ничем не оправдано и совершенно не со­ ответствует требованиям к экономии цветных металлов.

Высокие антифрикционные свойства пористых спеченных мате­ риалов, в частности железографитовых, и их свойство самосмазывания создает широкие возможности для применения при изготов­ лении новых машин на заводах-изготовителях и при модернизации оборудования на предприятиях текстильной промышленности.

Смазывание всех узлов трения скольжения в головном приводе крутильно-этажных машин производится централизованно с по­ мощью ручного лубрикатора и целой сети маслопроводов, подво­ дящих масло к поверхностям трения.

Во всех подшипниках головного привода запрессовано 38 брон­ зовых втулок.

67

При решении вопроса об изготовлении подшипников из пори­ стых спеченных материалов были рассчитаны удельные давления и определены скорости скольжения в опорах.

Расчет нагрузок и средних удельных давлений в подшипниках привода показал, что условия работы отдельных узлов трения скольжения значительно отличаются друг от друга. Однако они полностью отвечают требованиям, предъявляемым к работе пори­ стых подшипниковых опор. Применение железографитовых мате­ риалов одновременно сопровождается переходом на новый способ смазки, который можно отнести к способам, автоматически обеспе­ чивающим подачу масла к трущимся поверхностям.

Испытания железографитовых подшипников машин КЭ-250-И как на заводе, так и в производственных условиях Серпуховского завода искусственного волокна показали высокие их эксплуатаци­ онные свойства.

Применение пористых железографитовых материалов дает воз­ можность:

сэкономить значительное количество бронзы, необходимое для изготовления втулок;

сократить расходы, связанные с обработкой втулок; полностью устранить узел централизованной смазки;

сократить расход смазки и устранить возможность загрязнения продукта.

Успешное применение пористых спеченных материалов в узлах трения головного привода позволило использовать их и в ряде дру­ гих узлов.

Подшипники скольжения из металлофторопластовой ленты

В последние годы в качестве антифрикционного материала ши­ роко используют фторопласт-4, известный под названиями тефлон, флуон и др.

Фторопласт-4 обладает очень низким коэффициентом трения (например, коэффициент трения пары сталь—фторопласт-4 всухую равен 0,05). Применению фторопласта-4 в качестве антифрикцион­ ного материала в чистом виде препятствуют его низкая теплопро­ водность и высокий коэффициент теплового расширения. Поэтому фторопласт-4 применяют в сочетании с различными наполнителями или в качестве пропитывающего материала для заполнения пори­ стой основы подшипников. Пропитка пористого каркаса фторопла­ стом является наиболее эффективным способом устранения недо­ статков, присущих чистому фторопласту, при использовании его в качестве антифрикционного материала.

Наличие фторопласта обеспечивает хорошие антифрикционные свойства, а металлический каркас создает благоприятные условия для интенсивного отвода тепла из зоны трения, обеспечивая высо­ кую механическую прочность.

В настоящее время подобные материалы выпускают в значи­ тельном количестве как в СССР, так и за рубежом.

68

В первую очередь это относится к материалам, состоящим из стальной ленты (основы), пористого слоя и фторопласта-4 с напол­ нителем и без него.

Английская фирма «Глэсир» выпускает металлофторопластовые материалы DP и DU. Металлофторопластовый ленточный мате­ риал, выпускаемый Климовским машиностроительным заводом, имеет в качестве подложки малоуглеродистую ленту (сталь 10 или сталь 0,8 КП), предварительно медненную, слой гранулированной высокооловянистой бронзы Бр 010 толщиной 0,3—0,4 мм. Диаметр гранул бронзы составляет 0,068—0,16 мм. Пористость бронзового слоя составляет 40—50%. Поры заполняются на всю глубину фто­ ропластом-4 с M0S2 в качестве наполнителя. На поверхности обра­ зуется слой фторопласта-4 с наполнителем толщиной 0,02—0,03 мм.

Опытно-промышленный участок для производства ленточного антифрикционного материала на Климовском машиностроительном заводе имеет две линии: одна для напекания сферического по­ рошка бронзы на стальную медненую основу, другая для пропитки пористого слоя пастой фторопласта.

Подшипники из металлофторопластовой ленты получают мето­ дом прецизионной штамповки. Обработку резанием применяют только при подрезании торцов втулок и снятии фасок. По данным Климовского машиностроительного завода рекомендуется приме­ нять сопряжение вал—подшипник Аз/Д, а для узлов с длинными опорами и большим расстоянием между подшипниками — Аз/Х или

Аз/Ш (ОСТ 1012).

Долговечность подшипника зависит также от качества поверх­

Втабл. 12 приведены типоразмеры свертных втулок, выпускае­ мых Климовским заводом.

Встальной или чугунный корпус втулки из металлофторопла­ стовой ленты запрессовывают по посадкам Пріз или Пр2га. Чистота поверхности отверстия в корпусе V 6; при посадке втулок в кор­

69