Композиционные спеченные антифрикционные материалы - Федорченко И.М.
Скачать (прямая ссылка):
Стремление к упрощению конструкций машин за счет отказа от сложной системы подачи специальной смазки делает особенно актуальной проблему использования для смазки узлов трения рабочей жидкости, которая перекачивается или используется в данном агрегате. Одним из решений этой задачи при изготовлении подшипников турбин, работающих
333
аозгой является применение комбинированных подшипников, ¦P*_ggf!r !«опус изготавливается из нержавеющей стали, а рабочий У ^«жтоит из пористой бронзы, пропитанной фторопластом. По своим
рабочая поверхность такого подшипника приближается к свой-^шш байтового покрытия, работающего в среде масла.
Технология изготовления таких материалов описана в гл. 5 [592]. *гл«шгексвые испытания с изменением толщины несущего водяного слоя, *!?тояа wm На смазку, мощность трения в подшипниках и работоспо-Юность их в условиях обедненной смазки показали, что данный мате-т«л хооошо работает в условиях жидкостного трения, при низких и вы-сокшх давлениях воды, подаваемой в качестве смазки. В этом случае гшпюстатический эффект отсутствует, и толщина несущей пленки обеспечивается за счет гидродинамического эффекта. Толщина несущих пленок составляет 8—10 мкм (рис. 236), однако благодаря хорошей прира-батываемостн материала обеспечивается устойчивое гидродинамическое
^"lfpe снижении давления воды от 7 до 0,1—0,2 кГ/см2 подшипник нормально работал 2 ч прп удельной нагрузке 5—6 кГ/см2 и окружных скоростях до 50 м/с. Прп скоростях вращения ниже 6 м/с подшипники могут работать в течение 5—10 мин в режиме сухого трения, что имеет большое практическое значение, так как позволяет осуществлять запуск и остановку некоторых машин без предварительной подачи воды на подшипник с помощью специального устройства. У данного типа подшипников расход воды на смазку не зависит от удельной нагрузки и определяется прежде всего скоростью вращения и давлением подаваемой воды.
При испытании этпх материалов в упорных гидродинамических подшипниках типа Митчела установлено, что при большой скорости вращения смазка водой обеспечивает более высокую несущую способность, чем смазка маслом. Коррозионные и эрозионные испытания материала в горячей дистиллированной воде и в условиях щелевой эрозии показали, что он относится к категории весьма стойких. Он находит применение в етапно- и турбостроении в высокооборотных узлах трения со смазкой водой при нагрузках до 130 кГ/см2, скоростях скольжения до 50 м/с в паре с контртелом из нержавеющей стали Х18Н10Т с диффузионным хромированием и последующим азотированием [592].
Испытаны бронзофторопластовые комбинированные подшипники на специальном стенде при скорости скольжения 60 м/с, нагрузке 2 кГ/см2 и давлении воды 5 ати [240]. Контртелом служил вал из стали ОХ18Н10Т, подвергнутый диффузионному хромированию с последующим азотированием. После 4000 ч работы поверхность подшипника не имела следов эрозионного и кавитационного износа. Даже при снижении давления воды до 0,1 ати подшипник при удельной нагрузке 5 кГ/см2 обеспечивал работу в течение нескольких часов без заметного износа.
На рис 237 приведены сравнительные данные по предельной несущей способности сегментных подшипников с бронзофторопластовым рабочим слоем и с покрытием из баббита Б83. Материал с бронзофторо-
rj?0№11 имел в несколько раз более высокую несущую способ-
ность, чем с баббитовым.
ной ^™УЗЛ?В трения Различного рода агрегатов химической, текстпль-™, иищевой промышленности, в которых возможен контакт материала чами оки?°В С КОН1*ентРиРова*ными и разбавленными кислотами, щело-стойкиа^™ ЄЛЯМИ И Т' П*' могут применяться коррозионно- п пзносо-w материалы на основе нержавеющей стали, подвергнутые в про-
334
доссе спекания химико-термической обработке — борированию или суль-фоборированию.
В табл. 135 [4961 приведены результаты сравнительных испытаний антифрикционных свойств подшипников из нержавеющей стали, подвергнутой различным видам химико-термической обработки. Условия испытаний следующие: скорость трения 1,5 м/с, смазка дистиллированной водой, в паре с валом пз закаленной хромистой стали 4X13. Как видно из таблицы, применение борирования и суль-фоборирования резко улучшает антифрикционные свойства нержавеющей стали. Ее наружный борированный слой имеет твердость до 1280 кГ/мм2, что придает ему высокую износостойкость. Глубина слоя при бо-рировании в течение 7 ч достигает 200 мкм.
Большое значение имеет правильный
100
50
5000
10000 . л, ob'/мий
Рис. 236. Зависимость толщины несущего водяного слоя от относительной удельной нагрузки при разных скоростях вращения:
1 — 0; 2 — 3000; 3 — С000; 4 — 8000 об/мин.
Рис. 237. Зависимость разрушающей нагрузки от скорости вращения покрытий из Сронзофторопласта (1) та. баббита Б83 (2) при диаметре подшипника 100 мм и давлении воды 5 атм.
подбор материала коптртела. В табл. 136 [496] приведены значения коэффициента трения и величины износа пар трения в зависимости от материалов подшипника и вала (для № 1—4 подшипник — Х23Н18Б-2, вал — борированная сталь 4X13, для № 5 подшипник — Х24Н6М, вал — Х24Н6М). Пара трения борированная нержавеющая сталь Х23Н18-Б-2 — борироваиная литая сталь 4X13 при смазке водой обладает высокой износостойкостью и низкими значениями коэффициента трения [567].
