Назначение и принцип работы подшипников скольжения. Свойства политетрафторэтилена. Технология сборки подшипников скольжения. Определение зависимости предела прочности композита от амплитуды колебаний. Прочностные характеристики от амплитуды колебаний.
Аннотация к работе
В настоящее время детали узлов трения из различных металлов и сплавов постепенно заменяют на детали из полимеров и полимерных композиционных материалов, в частности на основе политетрафторэтилена. Это позволяет снизить себестоимость изделий, повысить их надежность и долговечность. В то же время область применения этих материалов очень ограничена, поскольку они обладают невысоким пределом прочности и модулем упругости. Необходимо применение новых технологий, которые позволили бы существенно повысить механические и триботехнические свойства полимеров. В настоящее время перспективным направлением является использование ультрозвуковых колебаний в процессе прессования при подготовке полимерного композиционного материала, что значительно улучшает прочностные характеристики композита и позволит съэкономить металлоресурсы при изготовлении подшипников скольжения, работающих в режиме с малой нагрузкой, например в точных опорах с постоянной жесткостью, в агрессивных средах, во вспомогательных тихоходных малоответственных механизмах. 1. Аналитический обзор В настоящее время производство оснащено современной сложной техникой, безотказность работы которой зависит от срока службы наиболее нагруженных деталей. Во многих изделиях машиностроительного производства нашли широкое применение различные подшипники скольжения, так как они обладают высокими антифрикционными свойствами, коррозионной стойкостью, выдерживают значительные удельные нагрузки и высокие скоростные режимы. 1.1 Назначение подшипников скольжения В автомобильной и других видах промышленности находит применение отдельный тип подшипников. Рисунок 1 - Подшипник скольжения По направлению воспринимаемых нагрузок подшипники скольжения разделяют на две основные группы: радиальные, предназначенные для восприятия нагрузок, перпендикулярных к оси вала, и упорные для восприятия осевых нагрузок. При совместном действии радиальных и относительно небольших осевых нагрузок преимущественно применяют совмещенные опоры, в которых осевые нагрузки воспринимаются торцами вкладышей. Для работы без износа или с малым износом подшипники должны смазываться. Применяют также подшипники из самосмазывающихся материалов, с твердосмазочными покрытиями, с пластичными и газообразными смазочными материалами. Однако некоторые самосмазывающиеся материалы допускают работу при температурах до 700 °С /4/. Корпус подшипника цельный или разъемный изготавливают либо как отдельный узел, присоединяемый к машине, либо выполняют за одно целое с неподвижной корпусной деталью (например, с рамой машины), либо с подвижной деталью (рисунок 3) /5/. Смазка в этом случае будет полужидкостная. Для предотвращения заедания при работе машин с резкими изменениями нагрузки применяются гидростатические подшипники с принудительной подачей масла под давлением в зону контакта вала с вкладышем. 1.3 Виды подшипников скольжения В соответствии с ГОСТ ИСО 4378-1-2001 установлена следующая классификация, применяемая для подшипников скольжения (таблица 1) /6/. Самоустанавливающийся сегментный упорный подшипник Самоустанавливающийся упорный подшипник скольжения, несущая поверхность которого состоит из сегментов, свободно устанавливающихся для создания масляного слоя относительно пяты под действием давления в смазочном слое Подшипник с плавающей втулкой Подшипник скольжения с втулкой, имеющей возможность скользить относительно вала и внутренней поверхности корпуса подшипника Узел подшипника скольжения в сборе Подшипниковый узел, состоящий из подшипника скольжения (радиального и/или упорного), помещенного в корпус на лапах или с фланцем Самоустанавливающийся подшипник Подшипник скольжения, конструкция которого обеспечивает его самоустановку относительно сопряженной поверхности Корпусной подшипник на лапах Узел подшипника скольжения, крепление корпуса которого осуществляется крепежными элементами в направлении, перпендикулярном к оси вала Корпусной подшипник с фланцем Узел подшипника скольжения, крепление корпуса которого осуществляется крепежными элементами в направлении 1.4 Подшипниковые материалы Подшипники скольжения изготавливаются из различных металлов, сплавов, пластмасс, композитов и других материалов. Для изготовления высокоскоростных подшипников в условиях обильной смазки и хорошего теплоотвода при скоростях скольжения до 15 м/с и удельных давлениях до 12 МПа, применяют оловянные, свинцово-оловянные и свинцовые баббиты, например Б89 (89 % олова, 9 % сурьма, 2 % медь), Б16 (16 % олова, 16 % сурьма, 1,8 % медь, остальное свинец). При испытании на усталость переменным изгибом при равных напряжениях баббиты на основе олова и свинца (при одинаковой твердости) не отличаются по числу циклов до начала разрушения; при испытании же на усталость переменным изгибом при равных деформациях преимущество остается на стороне свинцовистых баббитов, вследствие значительно меньшей величины их модуля упругости. Лёгкие сплавы на алюминиевой основе находят широкое применение, для изготовления поверхностей трения подшипников - для неответственных п