![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
- •Isbn 5-7723- Севмашвтуз, 2006
- •Введение
- •1 Механические передачи
- •1.1 Общие сведения о механических передачах
- •1.2 Классификация механических передач
- •1.3 Основные характеристики механических передач
- •2 Зубчатые передачи
- •2.1 Общие сведения о зубчатых передачах
- •2.2 Классификация зубчатых передач
- •2.3 Основные геометрические и кинематические характеристики эвольвентных цилиндрических зубчатых передач
- •2.4 Силы и напряжения в зубчатом зацеплении
- •2.5 Критерии работоспособности зубчатых передач
- •2.6 Материалы зубчатых колес
- •3 Червячные передачи
- •3.1 Общие сведения о червячных передачах
- •3.2 Классификация червячных передач
- •3.3 Основные геометрические и кинематические характеристики червячных передач
- •3.4 Силы в червячной передаче
- •3.5 Критерии работоспособности червячных передач
- •3.6 Материалы червячной пары
- •4 Ременные передачи
- •Клиновые ремни – это ремни трапецеидального сечения с боковыми рабочими сторонами, работающими на шкивах с канавками соответствующего профиля.
- •4.6 Критерии работоспособности ременных передач
- •5 Цепные передачи
- •5.6 Материалы звездочек цепных передач
- •6 Валы и оси
- •6.1 Общие сведения
- •6.2 Конструктивные элементы валов и осей
- •6.3 Критерии работоспособности валов
- •6.4 Проектировочный расчет валов
- •6.5 Проверочный расчет на статическую прочность
- •7 Подшипники
- •7.1. Подшипники скольжения
- •7.1.1 Общие сведения
- •7.1.2 Подшипниковые материалы
- •7.1.3 Конструкция корпусов подшипников
- •7.1.4 Конструкция вкладышей
- •7.1.5 Критерии работоспособности и расчета подшипников скольжения
- •7.1.5.1 Проверочный расчет по допускаемым давлениям в подшипнике
- •7.1.5.2 Проверочный расчет на нагрев и скорость износа
- •7.2. Подшипники качения
- •7.2.1 Общие сведения
- •7.2.2 Классификация подшипников качения
- •7.2.3 Основные типы подшипников качения
- •7.2.4 Обозначение подшипников качения
- •7.2.5 Критерии работоспособности и расчета подшипников качения
- •7.2.5.1 Подбор подшипников
- •7.2.6 Крепление наружных и внутренних колец подшипников
- •7.2.7 Способы установки подшипников
- •8 Муфты
- •8.1 Общие сведения
- •8.2 Постоянные муфты
- •8.2.1 Жесткие муфты
- •8.2.2 Компенсирующие муфты
- •8.2.3 Упругие муфты
- •8.3 Сцепные управляемые муфты
- •8.3.1 Сцепные управляемые муфты зацепления
- •8.3.2 Фрикционные муфты
- •8.4 Самодействующие муфты
- •8.4.1 Предохранительные муфты
- •8.4.2 Обгонные муфты
- •8.4.3 Центробежные муфты
- •8.5 Подбор муфт
- •9 Задания на контрольную работу Задача №1
- •Задача №2
- •Задача №3
- •Список литературы
- •Бабкин Александр Иванович
- •Сдано в производство Подписано в печать
- •164500, Г. Северодвинск, ул. Воронина, 6.
7.1.2 Подшипниковые материалы
Антифрикционные свойства трущихся пар зависят от сочетания материалов вала, вкладыша и смазки.
Шейки стальных валов, как правило, закаливают. Чем выше твердость, тем надежнее работа подшипника. Шейки быстроходных валов после цементации закаливают до высокой твердости HRC 55…60 или азотируют.
К материалам вкладышей предъявляются следующие требования:
теплопроводность, обеспечивающая интенсивный теплоотвод от поверхностей трения, и малый коэффициент линейного расширения во избежание больших изменений зазоров в подшипниках;
прирабатываемость, обеспечивающая уменьшение кромочных и местных давлений, связанных с упругими деформациями и погрешностями изготовления;
хорошая смачиваемость маслом и способность образовывать на поверхностях стойкие и быстро восстанавливаемые масляные пленки;
коррозионная стойкость;
малый модуль упругости.
Материалы вкладышей:
Антифрикционные чугуны (ГОСТ 1585-79) – серый чугун АЧС, ковкий чугун АЧК, высокопрочный чугун АЧВ – применяются для подшипников тихоходных малонагруженных валов. Чугуны отличаются низкой стоимостью, но требуют отсутствия перекосов при монтаже, отсутствия нагрева при работе. Они чувствительны к режиму смазки, требуют приработки на холостом ходу с постепенным увеличением рабочей нагрузки.
Баббиты – сплавы на основе олова и свинца, имеют низкую твердость, применяются только в виде заливки или тонкослойных покрытий. Баббиты отличаются хорошей прирабатываемостью и относительно низкими требованиями к твердости шеек вала и к состоянию трущихся поверхностей.
Недостатки баббитов – относительно невысокое сопротивление усталости, ограничивающее их применение в машинах ударного действия и в быстроходных поршневых машинах.
При высоких скоростях и давлениях применяют высокооловянные баббиты Б83, Б88 (p≤ 20 МПа, pv≤ 75 МПа∙м/сек). Во избежание выплавления их применяют при температурах до 110ºС.
Давно применяются оловянно-свинцовые баббиты Б16, БН6 (p≤ 10…15 МПа, pv≤ 30 МПа∙м/сек), которые дешевле, но антифрикционные свойства и коррозионная стойкость у них ниже.
Для тонкослойных покрытий применяют баббит СОС 6-6 (88% свинца, 6% олова и 6% сурьмы). Этот баббит имеет повышенное сопротивление усталости.
Бронзы. Универсальными антифрикционными свойствами обладают оловянные и оловянно-цинково-свинцовые бронзы. Широко известна оловянно-фосфористая бронза БрО10Ф1, особо эффективная при высоких давлениях и средних скоростях, но обладающая высокой стоимостью из-за высокого содержания олова. Чаще применяются оловянно-цинково-свинцовые бронзы БрО4Ц4С17 и БрО4Ц7С5.
При высоких скоростях и давлениях (до p=30 МПа) и переменных нагрузках (например, у двигателей внутреннего сгорания) применяют свинцовую бронзу БрС30, которая обладает повышенным сопротивлением усталости, предъявляет повышенные требования к твердости и шероховатости шеек вала, а также к смазке, так как окисление масла вызывает коррозию. В ответственных подшипниках рабочую поверхность вкладыша покрывают тонким приработочным слоем из олова, индия или сплава свинца с оловом.
При значительных давлениях и малых скоростях применяют алюминиево-железистые бронзы БрА9Ж4, с обязательной закалкой шейки вала.
Алюминиево-оловянные антифрикционные сплавы – обладают высокими антифрикционными свойствами и сопротивлением усталости. Сплавы АО9-1 и АО9-2 применяют в подшипниках двигателей судов, тепловозов, тяжелых тракторов.
Полиметаллические многослойные подшипники – в последнее время получают большое распространение. В частности, для автомобильных двигателей применяют подшипники, имеющие стальную основу, слой свинцовой бронзы толщиной 0,25 мм, служащей податливой подушкой с хорошей теплопроводностью и сопротивлением усталости, тонкий слой никеля или сплава меди с цинком во избежание диффузии олова и, наконец, хорошо прирабатывающийся слой олово-свинец толщиной 25 мкм.
Металлокерамические материалы – железографитовые (1…3% графита) и бронзографитовые (1…4% графита) – получают из металлического порошка прессованием (150…200 МПа) и спеканием (при температуре 1050…1100ºС в течении 2…3 часов) в атмосфере инертных газов. Они имеют пористую структуру, объем пор – 15…35%, которые заполняются маслом путем специальной пропитки. Такие вкладыши отличаются удовлетворительной работой при скудном смазывании, поэтому их применяют в самосмазывающихся подшипниках, в которых трудно или невозможно обеспечивать надежную смазку обычными средствами. При низких нагрузках они могут длительное время работать, получая масло из пор.
Железографитовые вкладыши дешевле бронзографитовых, хотя и обладают почти такими же антифрикционными свойствами. Обработка резанием не рекомендуется, возможно калибрование.
Пластмассовые вкладыши отличаются химической инертностью по отношению к материалу вала, технологичностью, хорошей прирабатываемостью, имеют мягкие продукты износа, могут работать с периодической смазкой или даже без смазки, имеют возможность эффективного использования в качестве смазочного материала воды или другой жидкости, являющихся рабочей средой в машине. Их недостатками являются старение, низкая теплопроводность, большой коэффициент линейного расширения, разбухание от поглощаемой влаги, худшее состояние поверхности.
Пластмассовые вкладыши изготавливают из полиамида (капрон, нейлон), фторопластов (тефлон), фенопластов (текстолит), поликарбонатов (дифлон).
Резиновые вкладыши изготавливают методом горячей вулканизации, двухслойными, в металлической кассете, с продольными канавками для лучшего охлаждения и уноса абразивных частиц. Фрикционный слой делают из более твердой резины, а внутренний – более податливым. Они применяются с водяной смазкой. Используются в гидравлических машинах, для подводных и забортных механизмов. Подшипники из мягкой резины обеспечивают самоустанавливаемость вала и амортизируют его колебания, но несущая способность мала (p=0,1…0,2 МПа). Подшипники из твердой резины имеют несущую способность до 3…5 МПа.
Вкладыши из твердых пород древесины (гваякового дерева, бокаута, самшита, дуба) пропитанных маслом используются для валов большого диаметра (например, гребные валы судов). Их набирают из брусков и крепят в металлических корпусах.
Применяются также древеснослоистые пластики. Они хорошо работают при смазывании водой. Их тоже набирают из брусков с расположением слоев перпендикулярно к поверхности трения.
Графитовые вкладыши (порошковые антифрикционные материалы на основе углерода) – применяют в основном для работы без смазки. Они обеспечивают низкий коэффициент трения (0,04…0,05), обладают высокой температурной (от –200 до +1000ºС) и химической стойкостью, высокой теплопроводностью, но плохо сопротивляются ударным нагрузкам. Они также хорошо себя зарекомендовали в быстроходных подшипниках с газовой смазкой.
Наибольшее применение нашли графитофторопластовые (из графита и фторопласта) и графитопластовые (из графита и фенолформальдегидной смолы) материалы.