Что такое подшипник скольжения? Практическое руководство по материалам и выбору

Приводной двигатель конвейера работает спокойно три года, затем начинает урчать на малых оборотах и гудеть на высоких. Обслуживающая бригада тянет за концевой колокол, и внутри оказывается бронзовый цилиндр размером с кофейную чашку с насечкой и пленкой черного лака. Этот цилиндр представляет собой подшипник скольжения, и его выход из строя объясняет почти все, как ведет себя вся семья.

Подшипник скольжения, также называемый подшипником скольжения, втулкой или опорным подшипником, представляет собой цельный цилиндрический вкладыш, который несет вал на пленке масла, смазки или твердой смазки, а не на телах качения. Здесь нет ни клетки, ни катящегося шарика, и ничего, что вращается, кроме самого вала.

Краткий ответ на вопрос, что такое подшипник скольжения, сводится к трем переменным: зазор, смазочная пленка и материал. Если эти три параметра подобраны по нагрузке и скорости, подшипник скольжения из медного сплава может в несколько раз превзойти шарикоподшипник. Если один из них неисправен, тот же подшипник может заклинить за одну смену.

Как нагрузка на самом деле достигает корпуса

Подшипник скольжения работает за счет геометрии, а не за счет контакта качения. Отверстие выточено на несколько сотых миллиметра больше вала, что создает сужающийся зазор в направлении вращения. Когда вал вращается, масло втягивается в этот сужающийся клин, давление возрастает, и шейка отрывается от металла. Затем вал надевается на масляную пленку, толщина которой часто составляет всего от 5 до 25 микрон.

В состоянии покоя и на очень низкой скорости образование пленки не происходит, поэтому нагрузку воспринимают граничные присадки в смазке или сам материал подшипника. Вот почему для подшипника скольжения работа «старт-стоп» гораздо сложнее, чем непрерывная работа.

Толщина пленки должна оставаться больше, чем совокупная шероховатость поверхности двух частей плюс самая крупная частица, циркулирующая в масле. Частица размером 10 микрон больше, чем многие масляные пленки, поэтому фильтрация имеет такое же важное значение, как и выбор сплава. Температура замыкает петлю: горячее масло — это жидкое масло, а тонкая пленка несет меньшую нагрузку при той же скорости.

Основные типы, которые вы встретите на реальных машинах

Сплошные и разъемные втулки

Твердые втулки запрессовываются или запрессовываются в корпус и заменяются, как только отверстие выходит за пределы допуска. Разъемные втулки существуют для валов, которые невозможно снять, например коленчатых валов и валов с длинной передачей на старом оборудовании.

Фланцевые и упорные версии

Фланец воспринимает как осевую, так и радиальную нагрузку. В шкворнях, рулях направления и шарнирах используются фланцевые втулки, поскольку узел также должен противостоять вертикальному движению без добавления отдельной упорной шайбы.

Самосмазывающиеся втулки

Бронза с графитовым покрытием, спеченная бронза с пропиткой маслом и стальные корпуса с тефлоновым покрытием работают там, где повторная смазка нецелесообразна: удаленные конвейеры, подводные приспособления и зоны промывки на пищевых предприятиях. Они обменивают пиковую нагрузку на интервал технического обслуживания, измеряемый годами, а не неделями. На пыльных предприятиях, где точки смазки часто отсутствуют, самосмазывающаяся втулка из алюминиевой бронзы или латуни часто является более дешевым решением при пятилетнем сроке службы.

Самосмазывающиеся латунные втулки для инженерного оборудования Самосмазывающиеся латунные втулки для инженерного оборудования is made of high-quality high-strength brass material, combined with embedded solid lubrication technology, it... Просмотреть продукт →

Биметаллические и баббитовые оболочки.

Тонкие слои баббита, прикрепленные к стальной или бронзовой основе, преобладают в коренных подшипниках двигателей и шейках турбин, где удобство прилегания и запрессовываемость имеют большее значение, чем грубая прочность.

Медные сплавы и место каждого из них

Медные сплавы доминируют в промышленных подшипниках скольжения, поскольку они отводят тепло от пленки, внедряют твердые частицы вместо того, чтобы царапать вал, и удерживают гидродинамическую пленку при умеренной нагрузке.

Если работа связана с морской водой, абразивной пылью или нагрузкой, меняющей направление, алюминиевая бронза обычно является более безопасной отправной точкой. Если вал мягкий и нагрузка умеренная, оловянная бронза внесет загрязнения и прощает небольшие ошибки соосности, чего не допускает более твердый сплав.

Подшипник скольжения или подшипник качения?

Выбор редко зависит от качества. Речь идет о шуме, пространстве, доступе к смазке и ожидаемом выходе детали из строя.

Почему подшипники скольжения выходят из строя

Большинство неудач не являются материальными неудачами. Это проблемы со смазкой, посадкой или загрязнением, которые сплав не может компенсировать.

• Масляное голодание: пленка разрушается, канал ствола подхватывает металл из шейки, и насечка распространяется по окружности за считанные минуты.
• Загрязнение: бронза внедряет твердые частицы и защищает вал, но как только внедренные частицы возвышаются над отверстием, они притирают шейку, как режущий инструмент.
• Перегрев: вязкость падает с повышением температуры, поэтому подшипник, работающий при температуре на 20 градусов Цельсия выше расчетной, может потерять значительную часть своей несущей способности.
• Перекос и краевая нагрузка: вал, отклонившийся от параллельности на 0,05 мм поперек короткой втулки, концентрирует нагрузку на одном крае и сначала затирает этот край.
• Неправильный зазор: слишком туго, и подшипник заедает по мере роста вала при нагревании; слишком свободный, и шейка закручивается, стучит и ударяет по овалу канала ствола.
• Тревога и мурашки: недостаточное вмешательство в корпус позволяет наружному диаметру полировать отверстие корпуса и сбрасывать оксидные остатки.
• Ток вала: приводы с регулируемой частотой могут пропускать ток через вал и разрушать отверстие в виде мелких кратеров.

Контрольный список выбора, который предотвращает дорогостоящие возвраты

1. Загрузка: регистрируйте постоянные, переменные и ударные составляющие, а также любую тягу. Фланцевая втулка стоит дешевле, чем добавление отдельной упорной поверхности позже.
2. Скорость и PV: умножьте удельное давление на скорость поверхности. Допустимое значение резко падает всякий раз, когда пленка не может образоваться, например, при колебательном или индексирующем режиме.
3. Маршрут смазки: масляная ванна, принудительная подача, смазочный ниппель или вообще ничего. Решите это до выбора сплава, а не после.
4. Окружающая среда: морская вода, абразивная пыль, химикаты для промывки, температура окружающей среды и погружено ли соединение в воду.
5. Клиренс: укажите установленный зазор, а не зазор в свободном состоянии. Типичная отправная точка для бронзы на стали — от 0,001 до 0,0015 диаметра вала.
6. Состояние вала: твердость, качество поверхности и возможность повторной обработки или замены шейки в случае ее износа.
7. Геометрия: положение масляной канавки и отверстия, фаски, толщина стенки, а также то, как деталь будет вдавливаться и вытягиваться.
8. Стратегия замены: Является ли втулка плановой изнашиваемой деталью с интервалом проверки или компонентом, рассчитанным на весь срок службы?

В шахтах, где палец дробилки смазывается в лучшем случае еженедельно, самосмазывающаяся втулка из алюминиевой бронзы полностью исключает этап смазки и поддерживает работу соединения до следующего планового останова.

Алюминиевые бронзовые самосмазывающиеся втулки для горнодобывающего оборудования Алюминиевые бронзовые самосмазывающиеся втулки для горнодобывающего оборудования is a nickel-aluminum bronze self-lubricating bushing developed specifically for working conditions in mi... Просмотреть продукт →

Где подшипники скольжения из медного сплава зарабатывают свое существование

Судовые двигательные и рулевые системы представляют собой классический случай. Балка руля направления, гидравлический цилиндр, якорный брашпиль и уплотнение кормовой трубы — все они работают при разных нагрузках, разных скоростях и разной подверженности коррозии, однако для каждого из них требуется втулка из медного сплава, размер которой соответствует ее условиям.

Горнодобывающее и металлургическое оборудование следует той же логике в более жестких условиях: высокие ударные нагрузки, абразивная пыль и длительные интервалы между остановками на техническое обслуживание. В машиностроительном оборудовании, ветряных редукторах и зубофрезерных станках используются червячные передачи и втулки из медного сплава, где скользящий контакт и демпфирование имеют большее значение, чем эффективность качения.

Представленная ниже втулка из оловянной бронзы представляет собой типичный пример материала, выбранного для одной конкретной задачи, а не для общего назначения.

Втулка из оловянной бронзы для судовых двигательных установок Втулка из оловянной бронзы для судовых двигательных систем представляет собой высокопроизводительный износостойкий компонент, предназначенный для ключевых деталей, таких как валы судовых двигательных установок, рулевые системы и т. д. Просмотреть продукт →

Примечания к поставкам: допуски, качество литья и стабильность партии.

Два поставщика могут указывать одно и то же название сплава и поставлять совершенно разные детали. Три детали отделяют втулку, которая работает годами, от втулки, которая выходит из строя за несколько месяцев.

• Установленные размеры: прессовая посадка закрывает отверстие примерно на величину натяга, поэтому на чертеже должен быть указан установленный зазор, а не только отверстие в свободном состоянии.
• Грамотность кастинга: пористость внутри стены становится местом зарождения трещин при ударной нагрузке. Попросите сертификацию материала и, в случае важных деталей, проведите ультразвуковой или капиллярный контроль.
• Консистенция партии: записывайте номер плавки. Один и тот же сплав из другой плавки может обрабатываться по-разному и изнашиваться по-разному.

Компания Yangzhou Yifeng Copper Products с 2005 года занимается литьем и механической обработкой компонентов из медных сплавов, в том числе оловянной бронзы, алюминиевой бронзы и латунных втулок, самосмазывающихся подшипников, морских уплотнительных колец и червячных передач. профиль компании описывает завод площадью 30 000 квадратных метров, более 80 сотрудников и исследовательское партнерство с университетом, что является своего рода опытом, который стоит проверить, когда втулка находится внутри неремонтопригодного узла.

Вернемся к сути темы и увидим, что подшипник скольжения представляет собой контролируемый зазор, заполненный контролируемой пленкой. Все остальное — сплав, канавка, допуск, отделка — существует для защиты этого зазора.

Если вы его определяете, начните с нагрузки и маршрута смазки, а затем выберите сплав. Если вы устраняете неисправность, измерьте установленный зазор и посмотрите на масло, прежде чем обвинять материал. Для получения чертежей, рабочих данных или второго мнения по неисправной детали с командой инженеров можно связаться по страница контактов .