Промышленный лизинг Промышленный лизинг  Методички 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 [ 22 ] 23 24 25 26 27 28 29 30 31

Подшипники с размерами Dxdxl == 38x34x22 мм, имеющие внутреннюю рабочую поверхность, испытаны на стенде радиальных подшипников (см. рис. 53) в паре с валом из стали ЗОХГСА {HRC 40, рабочая поверхность шлифована) при удельных нагрузках от 300 до 600 кгс/см*, частоте колебаний 4-5 Гц и угловой амплитуде а = 0,005-0,01 (0° 17-0° 35). Наименьшие значения долговечности по результатам испытаний двух подшипников на каждом режиме следующие: при величине произведения pV = = 1,5 кгс/см* м/с долговечность равна 1500 ч при pV = = 2 кгс/см*-м/с-1000 ч; при pV = 5-800 ч. Четыре втулки марки «DU» производства-фирмы «Гласир» испытаны при удельной нагрузке 270 кгс/см*, частоте качаний 6 Гц и угловой амплитуде а = 0,052, что соответствует величине pV = 10 кгс/см* м/с. Минимальное значение долговечности втулок 115 ч.

На стенде радиальных подшипников проведены также испытания втулок с внешней рабочей поверхностью размерами Dxdxl = = 56,6 x 50,6 x 44,6 и 78x70x100 мм. Подшипники испытывали в паре со втулкамц из стали 12ХНЗА с цементированной на глубину 0,8-1,2 мм рабочей поверхностью (твердость цементированного слоя HRC 60, шероховатость обработки V8), Втулки с диаметром рабочей поверхности 56,6 мм нагружались радиальным усилием 18 100 кгс (приходящимся на две втулки), что соответствует удельной нагрузке 360 кгс/см*. Частота колебаний была равна 4 Гц, а угловая амплитуда а 0,0058 (0° 20); 0,0087 (0°30) и 0,017 (Г).

На первом режимепри pV == 1,4 кгс/см* м/с было проведено испытание 20 пар втулок продолжительностью 500 ч и трех пар втулок продолжительностью 1000 ч, причем на одной из втулок, прошедших 1000-часовые испытания, отмечено незначительное повреждение рабочей поверхности. Максимальный линейный износ после 500 ч нормальной работы подшипников 0,05 мм, после 1000 4 - 0,06 мм.

На втором режиме испытано восемь пар втулок. Результаты испытаний на изнашивание радиальных подшипников (D = = 56,6 мм; /Г= 360 кгс/см*; pV = 2,1 кгс/см* м/с) приведены ниже: <.

Время работы подшипников, ч.......... 300 300 325 300 . 520 620 600 330

Время нормальной работы, ч ............ . 300 200 140 300 300 310 220 330

Линейный максимальный

износ, мкм....... 40 40 15 20 20 35 45 35

При величине произведения pV = 2,1 кгс/см* м/с .средняя долговечность оказалась равной 260 ч, а максимальный линейный износ достиг 0,045 мм.

На третьем режиме {pV = 4,2 кгс/см* м/с) испытаны три пары втулоТ? продолжительностью 100 ч. В двух из них тюсле заверше-

ния испытаний отмечено повреждение рабочих поверхностей, однако линейный износ не превышал 0,04 мм.

Втулки сдиаметром рабочей поверхности 78 мм испытывали

. с разовой смазкой при удельной нагрузке р = 330 кгс/см* и качательном движении с параметрами: v = 4,8 Гц, а = 0,0058. Амплитудное значение скорости скольжения при этом составляло 0,006 м/с, а произведение pV = 2 кгс/см*• м/с. Всего испытано шесть подшипников . на базе 500 ч, причем нормальная работа

"одного подшипника длилась 350 ч, а у остальных сохранялась в течение всего времени испытания.

Подшипники с размерами Dxdx/= 56,6x50,6x44,6 и 78x70x100 мм были испытаны также, когда обе их поверхности, наружная и внутренняя, являлись рабочими. Подшипники испытывали в паре с охватывающей их втулкой и валом, изготовленными из стали 12ХНЗА с цементированными, шлифованными рабочими поверхностями, на режимах с произведением pV, равным соответственно 2,1 и 2 кгс/см*-м/с. В начале испытаний скольжение происходило по внутренней поверхности, создающей меньшее сопротивление движению. Скольжение по наружной поверхности появлялось только после начала развития процессов разрушения внутренней поверхности. При этом момент трения подшипника несколько возрастал. После 600 ч работы подшипника наружная рабочая поверхность оставалась в хорошем состоянии.

Испытание на изнашивание шарнирных подшипников. Шарнирные подшипники с размером пОд болт диаметром 20 мм испытаны на износ на многопозиционной установке (см. рис. 55). В процессе качательного движения с частотой 4 Гц и амплитудой а = 0,07 (4°) подшипники нагружали переменным по величине радиальным усилием, статическая составляющая которого равнялась 250 кгс, а амплитуда переменной составляющей 150 кгс, что соответствует удельной нагрузке 70 =t 43 кгс/см* и амплитудному значению скорости скольжения 0,024 м/с. Определенное с учетом сдвига фазы между колебаниями нагрузки и скорости скольжения произведение pV составляло при этом 1,9 кгс/см* м/с. В течение 1500 ч было испытано четыре подшипника, причемдва из них работали в плоскости, перпендикулярной оси болта, сопряженного с внутренним кольцом подшипника, а два - в плоскости оси болта. После наработки 1000 ч радиальный зазор в подшип-

пиках не превышал 0,2 мм, по завершении испытаний величина зазора достигла 0,6 мм.

Сравнительные испытания на износостойкость металлофторопластовых и типа ШС-20 стальных шарнирных подшипников проведены на стенде управления несущими винтами (см. рис. 59) в условиях нагружения, близких к наиболее тяжелым эксплуатационными условиям. По два металлофторопластовых и по одному подшипнику ШС-20 было установлено в каждое из четырех типовых шарнирных соединений системы управления соосного вертолета: в соединение тяги, идущей от верхней ползушки к верхнему



автомату-перекоса; в роединение тяги, идущей от нижней пол-зушки к нижнему автомату-перекоса; в соединение тягиподвески верхнего автомата-перекоса с ним же; в соединение тяги подвески верхнего автомата-перекоса с нижним автоматом-перекоса. При сборке подшипники ШС-20 обильно смазывали смазкой ЦИАТИМ-201. Все подшипники находились в резиновых чехлах, надетых на наконечники тяг.

В процессе испытаний валы несущих винтов приводились во вращение с частотой 240 об/мин, автоматы-перекоса. отклонялись от плоскости, перпендикулярной оси валов, на Г, тяги продольного и поперечного управления нижним автоматом-перекоса нагружали усилиями, равными соответственно390. и П2 кгс, а к механизму общего и дифференциального шага со стороны рычага общего шага прикладывали усилие, равное 560 кгс. При этом на подшипники действовали переменные нагрузки с частотой 4 Гц, изменяющиеся по величине за время одногб оборота вала винта от нуля до 420 кгс; с этой же частотой происходило колебательное движение в шарнирах, амплитуда которого составляла 1°. Испытания длились 90 ч. Прошедшие испытания металлофторопластовые подшипники находились в хорошем состоянии, радиальный зазор в них отсутствовал, рабочие поверхности семи подшипников не имели существенных изменений, приработочный слой рабочей поверхности одного подшипника выработался до обнажения бронзовых частиц. На всех четырех испытанных подшипниках 1ЦС-20 имелись следы механической выработки и фреттинг-коррозии; отмечен в этих, подшипниках также незначительный радиальный зазор.

Испытание на трение радиальных пошипников. На величину коэффициента трения металлофторопластового подшипника наибольшее влияние оказывают следующие факторы: условия работы (удельная нагрузка, скорость скольжения, температура); время (наработка, продолжительность контакта); конструкция узла трения (толщина приработочного слоя/Подшипника, радиальный J зазор, шероховатость обработки и твердость контртела); наличие или отсутствие смазки. Особенно неопределенным и трудно предсказуемым является трение в начале работы, когда одновременно изменяется фактическая площадь контакта (а стало быть и фактическая удельная нагрузка), температура (из-за разогрева от трения), состояние рабочих поверхностей подшипника и контртела (из зоны трения удаляются следы смазки и загрязнений, на сопряженную с подшипником поверхность переносятся частички фторопласта с наполнителем). Это приводит к тому, что даже при одинаковых условиях работы, но в зависимости от индивидуальных особенностей подшипника коэффициент трения в первые часы работы может уменьшаться, увеличиваться или оставаться постоянным. Поэтому параметрическое исследование трения следует производить после некоторой приработки подшипника.

Зависимость коэффициента трения от времени работы подшипников прослежена в процессе длительных испытаний подшипников- размерами Dxdxl = 56,6x50,6x44,6 мм на стенде вертикального шарнира несущего винта. Испытания проводили при комнатной температуре на режиме, характеризующемся величиной pF = 1,4 кгс/см-м/с (р = 360 кгс/см v = 4,2 Гц; а = 0° 20). Сопряженной с подшипником деталью являлась втулка из стали 12ХНЗА {HRC 60; V9). Перед сборкой испытываемого узла рабочие поверхности подшипника и контртела смазывали ЦИАТИМ-221. От трения температура вблизи рабочих поверхностей повысилась до 35-40° С. Результаты проведенных измерений показаны на рис. 62.

У подшипников, приработочный слой которых имеет толщину, превышающую 0,1 мм, коэффициент трения в продолжение всех 500 ч работы остается в пределах значений 0,03-0,04. Подшипники с толщиной приработочного слоя, равной 0,01-0,04 мм, в первые 100-150 ч испытаний увеличивают коэффициент трения от 0,03-0,04 до 0,09-0,10; в дальнейшем коэффициент трения увеличивается незначительно. Уменьшение толщины приработочного слоя до минимума (порядка 0,01 мм) приводит к тому, что уже в начале работы коэффициент трения равен 0,д8-0,09, а затем быстро увеличивается и остается до конца испытаний в пределах 0,11-0,12.

Для одного из подшипников с толщиной приработочного слоя 0,01-0,04 мм перед началом испытаний и через кажДые 100 ч работы определены температурные зависимости коэффициента трения (с искусственным разогревом и охлаждением). На основании полученных данных можно судить об изменении коэффициента трения с увеличением времени работы подшипников при различных температурах (рис. 63). Интересно отметить, что при возрастании коэффициента трения с увеличением времени работы подшипников разница между максимальным и минимальным значениями коэффициента трения в диапазоне температур -30ч-Ь60° С остается практически неизменной и равной примерно 0,13.

При описанных выше условиях определены сравнительные температурные зависимости коэффициента трения подшипников после 5 ч приработки с целью выявления влияния смазки, толщины приработочного слоя, вида наполнителя. Полученные результаты приведены на рис. 64-66. Введение разовой смазки и утолщение приработочного слоя несколько снижает трение. Введение во фторопласт в качестве наполнителя свинца, вместо дисульфида молибдена существенно увеличивает трение. Однако во всех случаях характер и градиент температурных зависимостей коэффициента трения металлофторопластовых подшипников остается неизменным.

Практически идентичные представленным выше получены температурные зависимости коэффициента трения при испытании подшипников размерами DxdxZ = 78х70х 100 мм в паре со



втулками из стали 12ХНЗА и 4X13 {HRC 50; \/9). Для последнего варианта определены также зависимости коэффициента трения от амплитудного значения скорости скольжения при различных температурах (после 5 ч приработки на режиме р = 300 кгс/см*; V = -4,5 Гц; а = 0° 20). Эти испытания проводили без смазки, с искусственным подогревом или охлаждением. Величину трения определяли в ходе кратковременной работы узла при качательном движении с частотой 4,5 Гц и угловой амплитудой Г и затем в процессе постепенно замедляющихся колебаний до частоты 0,75 Гц. Полученные зависимости показаны на рис. 67.

Исследование сухого трения подшипника размерами Dxdxl - = 56,6x50,6x44,6 мм, работающего в паре со втулкой из стали 12ХНЗА, проведено также на роликовом стенде. Результаты, полученные при испытании подшипника с толщиной приработочного слоя 0,1 мм, показаны на рис. 68. Измерения производили после 5 ч приработки при р = 400 кгс/см* и амплитудном значении скорости скольжения 1 см/с. Графики, показанные на рис. 68, а, иллюстрируют влияние температуры на коэффициент трения при двух значениях амплитудной скорости скольжения. В исследованном диапазоне температур от -48 до +60° С коэффи-"циент трения изменяется примерно в 3 раза. Изменение удельной нагрузки от 200 до 500 кгс/см* (рис. 68, в), влияет на коэффициент трения незначительно. Существенное возрастание коэффициента трения при увеличении скорости скольжения отмечается при положительных температурах (рис. 68, б). В диапазоне температур от -30 до-50° С изменение скорости скольжения от О до 1 см/с практически перестает влиять на величину коэффициента трения, что приводит К характерному

изменению вида осциллограмм трения, показанных на рис. 69.

0.05

€.20

0.15

100 200 300 т 1.Ч

Рис. 62. Зависимости коэффи-. циента трения от времени наработки подшипников с прнработочным слоем б:

1 - 0,1-0,16; 2 - 0,01-0,04; 3 -0,01-0,02; i - 0,005 - 0,01 мм. наполнитель-РЬ (25% по объему)

0.05

---

100 гоо 300 1.Ч

Рис. 63. Зависимости коэффициента трения от наработки подшипников при температуре рабочей поверхности:

/ - (Н-бО» С); 2 - (+30* С); 3 - (О С); 4 - (-30° С)

Q!5 0,10 0,05



-«о -20

20 ifO t,°C

Рис. 64. Влияние разовой смазки на температурную зависимость коэффициента трения подшипника с прнработочным слоем 6 = 0,02-0,04 мм:

/ - разовая смазка ЦИАТИМ-221; 2 - сухое трение


-40 -20

Рис. 65. Температурные зависимости коэффициента трения (разовая смазка ЦИАТИМ-221) при толщине приработочного слоя б: ,

/ - 0,1-0,16; 2 - 0,02-0,04; 3 - 0,01-0,02 мм

Испытаниям на роликовом стенде подвергнут также подшипник после того, как он проработал 500 ч в эксдлуатационных условиях нагружения {pV = 1,4 кгс/см* м/с, р = 360 кгс/см*). Относительная площадь, занимаемая бронзой, на рабочей поверхности этого подшипника была близка к максимальной (70-80%). Измерения проведены при удельной нагрузке 4р0 кгс/см* и амплитудном значении скорости скольжения до 1 см/с (рис. 70). В исследованном диапазоне температур коэ()фициент трения подшипника изменяется в пределах 0,13-0,25. Работа такого подшипника сопровождается значительным тепловыделением из-за трения,


-«о -20

Рис. 66. Температурные зависимости коэффициента трения (разовая смазка ЦИАТИМ-221, б = 0,02-0,03) при наполнителе фторопласта в виде;

/ - дисульфида молибдена; 2 - свинца (25% по объеме)

0,20 0.15 0.10 0.05

0.5 W

15 Va.CM/c

Рис. 67. Зависимости коэффициента трения от амплитудного значения скорости скольжения (б = 0,02-0,03 мм) при температуре рабочей поверхности:

; - (-f 40 С); 2 - (О* С); 3 - (-40° С)



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 [ 22 ] 23 24 25 26 27 28 29 30 31