Критерии работоспособности подшипников скольжения

1.Теплостойкость

Работа трения нагревает подшипник. С повышением температуры снижается вязкость смазки, толщина смазочного слоя и увеличивается вероятность заедания цапфы в подшипнике. Перегрев подшипника является основной причиной его разрушения.

2.Износостойкость.

Работа подшипника сопровождается износом вкладыша и цапфы, что нарушает правильную его работу. Интенсивность износа определяет долговечность подшипника.

3.Статическая и усталостная прочность

В случае действия больших кратковременных перегрузок ударного характера вкладыши подшипников могут хрупко разрушаться. Такому разрушению подвержены вкладыши из баббитов и пластмасс. Усталостное выкрашивание свойственно подшипникам с малым износом и наблюдается сравнительно редко.

Характерные дефекты и поломки подшипников скольжения

Абразивный износ вкладышей. Происходит вследствие попадания со смазочным материалом на трущиеся поверхности абразивных частиц (пыли, грязи) и неизбежного трения при пуске и останове. Если износ превышает норму, вкладыш заменяют.

Температурные дефекты (заедание и выплавление вкладыша). Заедание происходит при перегреве подшипника. Вследствие трения нагреваются цапфа, вкладыш и масло. С повышением температуры понижается смазочная способность масла, которая связана с прочностью тонкой масляной пленки на поверхностях трения. При повышении температуры в рабочей зоне подшипника до некоторого критического значения эта пленка разрушается. Возникает трение без смазки (металлический контакт), что влечет за собой дальнейшее повышение температуры и заедание (схватывание) поверхностей трения. Заедание приводит к выплавлению вкладыша. Подшипник выходит из строя.

Усталостные разрушения вследствие пульсации нагрузок. Усталостные разрушения фрикционного слоя наблюдаются при значительной пульсации нагрузки: в поршневых машинах, в машинах ударного и вибрационного действия. При некачественной заливке вкладышей наблюдается отслаивание заливки

Требования к материалам подшипников скольжения

Материалы для подшипников выбирают исходя из условия работы со стальными цапфами валов.

Подшипники работают тем надежнее, чем выше твердость валов. Быстроходные валы изготавливаются из цементуемых сталей с твердостью HRC 55…60.

Для вкладышей выбирают материалы со следующими свойствами:

• теплопроводность – создает интенсивный теплоотвод от поверхностей трения и малый коэффициент линейного расширения во избежание больших изменений зазоров;

• прирабатываемость – обеспечивает уменьшение кромочных давлений, связанных с упругими деформациями и погрешностями изготовления;

• хорошая смачиваемость маслом и способность образовывать на поверхности стойкие и быстровосстанавливаемые масляные пленки.

Материалы для вкладышей:

• металлические – баббиты (например Б88 (88% олово, 9% сурьма, 2% медь), бронзы, сплавы на цинковой основе, на алюминиевой основе, антифрикционные чугуны. Баббиты (Б88, Б83) – одни из лучших антифрикционных материалов (хорошо прирабатываются, стойки против заедания, но имеют невысокую прочность). Их применяют для ответственных подшипников при тяжелых и средних режимам работы;

• металлокерамические (железографитовые, получаемые методом порошковой металлургии). Особенность металлокерамики – пористость, которую используют для предварительного насыщения вкладышей горячим маслом. Они могут долго работать без подвода смазочного материала. Их применяют в тихоходных механизмах;

• неметаллические – пластмассы, древесные пластики, резина. Допускают использование воды в качестве смазки.