в атмосферных условиях без смазки самосмазывающиесл

сепараторы обеспечивают при 8500 об/мин ресурс подшипника

от 300 до 1000 ч. В вакууме до 5-10- мм рт. ст. при 3000 об/мин

шарикоподшипники с сепараторами из фторопласта-40 с брон-

ЗОЙ имеют минимальный срок службы 150 ч. Оценку предель-

„ ной быстроходности шарико-

Таблица 56. Значения эмпирических коэффициентов В п b

подшипников производят скоростному параметру

. d + D

(92)

где d - внутренний диаметр, мм; D - наружный диаметр подшипника, мм.

Превышение скоростного параметра сверх допускаемого (табл. 54) вызывает быстрый износ сепаратора и выход подшипника из строя.

Потери на трение в само-смазывающемся подшипнике значительно выше, чем в подшипнике, смазываемом минеральным маслом. Расчеты показывают, что при смазывании маслом момент трения подшипника снижается примерно на 30-50%. Для радиально-упорных самосмазывающихся подшипников в диапазоне частот вращения от нуля до 16 000 об/мин момент трения (гс-см) определяется по формулам:

с сепаратором из фторопласта-4

ю 20 30 40200 гю 210 2д0х,Ч

Рис. 102. Зависимость прироста среднесуточной температуры t от времени т для подшипников 36205 с сепараторами из фторопласта-4: 1,2 - подшипники 1, 2 соответственно

В е*«о"

тр - > (93)

с сепаратором из фторопласта-40 с бронзой (Ф40Б70)

Л1,р = В + г?л10-2, (94)

где В, b - эмпирические коэффициенты (табл. 56); п - частота вращения, об/мин.

Приведенный коэффициент сухого трения fn для шарикоподшипников с сепараторами из самосмазывающихся материалов может быть определен по формуле

f, = 2MJ{d,,Rk), (95)

где Мтр - момент трения подшипника, гс-см; dcp - средний диаметр подшипника по оси шариков, см; R - радиальная нагрузка, кгс; k - коэффициент приведения осевой нагрузки к радиальной.

В эксперименте при дополнительной осевой нагрузке 1 кгс коэффициент приведения составил k = 1,2. Значения приведенного коэффициента трения /п даны в табл. 57.

Таблица 57. Зависимость приведенюго коэффициента трения от частоты вращения вала п.

Автором совместно с сотрудниками ВНИПП были исследованы шарикоподшипники сухого трения в атмосфере. В качестве материала для одной группы сепараторов были приняты самосмазывающиеся композиции на основе фторопласта-40 с 20% коксовой муки, фторопласта-40 с 30% бронзовой пудры

Рис. 103. Сепаратор шарикоподшипника 204Б с запрессованной твердой

смазкой:

/ - твердая смазка; 2-бронзовый каркас полусепаратора

И АМАН-4 (материал на основе термостойкой смолы и дисульфида молибдена). Другую группу сепараторов изготовили из пористой бронзовой металлокерамики марки ВАМК-1, пропитанной дисульфидом молибдена, и из бронзы БрАЖМц10-3-1,5 с запрессованной твердой смазкой ВНИИНП (507о фторопласта-4-f-50% дисульфида молибдена). Сепаратор из бронзы с запрессованной твердой смазкой состоял из двух клепаных полусепараторов, в которых твердая смазка размещалась в кольцевой расточке бронзового каркаса, как показано на рис. 103. Шары и кольца для испытуемых подшипников были использованы от серийных радиальных однорядных подшипников 204Б класса точности В из стали ШХ15.

Испытания самосмазывающихся подшипников на долговечность производили на машине ЦКБ-72, с -частотой вращения 3000 об/мин, радиальной нагрузкой 10 кгс в среде воздуха и при комнатной температуре. В этом случае линейная скорость сепаратора составила 5,5 м/с, а максимальные контактные напряжения по Герцу 11 ООО кгс/см. Методикой испытаний предусматривалось считать подшипник вышедшим из строя при появлении ненормального шума, повышении температуры и износе подшипника, превышающем 1,5 г. Сравнительную оценку результатов испытаний шарикоподшипников проводили по времени работы, величине износа и изменению радиального зазора.

Результаты испытаний приведены в табл. 58, откуда видно, что требуемый ресурс 2000 ч отработали только подшипники с сепараторами из бронзы с твердой смазкой, причем и после времени испытаний они находились в работоспособном состоянии. Средний износ подшипников после 500 ч работы составил 0,36 г, что соответствует скорости изнашивания 0,7 мг/ч, а после 2000 ч составил 0,46 ч. Это показывает, что основное изнашивание происходило в процессе приработки. Величина радиального зазора увеличилась незначительно (до 56 мкм).

На протяжении всего ресурса отмечена стабильная работа с установившейся температурой наружного кольца подшипника 30 °С. Подшипники с сепараторами из ВАМК-1 отработали около 900 ч, причем испытания были прекращены из-за повышения температуры подшипников. Средний износ этих подшип-[Ников составил 0,19 г, т. е. оказался меньше, чем у подшипников с запрессованной твердой смазкой, а радиальный зазор их не изменился. Недостатком материала ВАМК-1 для сепараторов следует считать то, что заготовки не могут быть подвергнуты дополнительной механической обработке после прессования в пресс-форме и пропитки дисульфидом молибдена. Это привадит к изменению размеров гнезд под шарики (при клепке двух полусепараторов до величины 0,03-0,04 мм) и отклонениям в размерах отверстий и наружного диаметра сепаратора, что недопустимо по требованиям точности и надежности.

Подшипники с сепараторами из АМАН-4 отработали 1100 ч. Следует отметить, что недостатком материала АМАН-4 является повышенная хрупкость, которая зачастую приводила к разру* шению заготовок сепараторов из-за растрескивания либо раскаг лыванйя при ЫехЗнической обработке, а также к повреждению сепараторов во время работы и монтажа.

Средняя Долговечность подшипников с самосмазывающимися сецаратбрами из фтОропласта-40 с коксовой мукой составил 425 ч, фтороцласта-40 с бронзой - 619 ч. Эти сепараторы ра-ботали с образованием большого количества продуктов износа. Особенно большой износ сепараторов наблюдался в местах центрирования я в гнездах. У колец подшипников произошла раскатка желобов с выходом Металла на бортики. Радиальный

е I*

о. с

esi. S «; о

tfi ts

§-

S -к

s н 2 с

си к

а- ш

зазор подшипника увеличился в несколько раз, а средняя скорость изнашивания составила 3,3 мг/ч.

На основании проведенной работы установлено, что в условиях атмосферы в режиме сухого трения целесообразно использовать шарикоподшипники с сепараторами из бронзы с запрессованной твердой смазкой, так как срок службы шарикоподшипников с сепараторами нз фторопластовых композиций значительно ниже.

Опыт использования самосмазывающихся шарикоподшипников показал, что для мелких прецизионных приборных шарико-родшипников с диаметрами до 10 мм при небольших нагрузках и частотах вращения до 30 ООО об/мин с сепараторами из АМАН при работе в атмосфере и в вакууме до 10" мм рт. ст. может ыть получен ресурс несколько сот часов. С корончатыми сепараторами из ФН-202 шарикоподшипники типа 204 и 205 отрабатывают до 1000 ч в вакууме до 10~ мм рт. ст. Радиально-упорные шарикоподшипники 36204 при частотах вращения до 0 000 об/мин работали до 100 ч, а при 20 ООО об/мин - до 300 ч.

18. ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ

С САМОСМАЗЫВАЮЩИМИСЯ СЕПАРАТОРАМИ

ДЛЯ РАБОТЫ В ЖИДКИХ АГРЕССИВНЫХ СРЕДАХ

Технологические процессы многих* современных химических производств, особенно получения пластических масс и каучуков, нуждаются в оборудовании (насосы, аппараты с перемешивающими устройствами, полимеризаторы, дегазаторы и т. п.), где перерабатываемое сырье не загрязняется минеральными маслами, служащими для смазки шарикоподшипников. Расположение шарикоподшипниковых узлов в машинах и аппаратах внутри пространства, соединенного с химически активной средой, приводит к разрушению минеральных смазок и коррозионному воздействию среды на подшипник. Можно назвать два основных способа использования шарикоподшипников в химическом оборудовании при возможности попадания агрессивной среды в подшипниковый узел:

1) с защитой подшипниковых узлов герметичными уплотнениями и обеспечением шарикоподшипника автономной или циркуляционной системой смазки минеральным маслом;

2) с применением коррозионно-стойких шарикоподшипников Q0 смазкой рабочей средой (или одним из ее компонентов) без уплотнительных устройств.

В первом случае стандартные шарикоподшипники из стали Ц1Х15 имеют необходимую долговечность, однако подшипниковые узлы получаются конструктивно сложными, а протечка масла в рабочую среду полностью не устранима. Недостатками рассматриваёмого способа являются невысокая надежн9сть уплотнений," отсутствие контроля за их Заботой, в связи с чей

.ii. 206

в процессах, требующих полного исключения попадания мине-* рального масла в продукт, он не может быть рекомендован.

Применение в качестве смазки шарикоподшипника рабочей среды процесса значительно упрощает конструкцию машины и обеспечивает чистоту перерабатываемого продукта. В этом случае необходимы коррозионно-стойкие шарикоподшипники, способные работать со смазкой маловязкими агрессивными жидкостями в режиме, близком сухому трению.

Наиболее широко для смазки шарикоподшипников может служить вода, которая входит в состав реакционной массы, и ее добавка в небольших количествах допустима (например, в процессе удаления бензола и циклогексана из крошки каучука, отмывка от катализаторного комплекса, полимеризация фторосодержащих олефинов, поливинилхлорида и т. п.). В воде с температурой до 100 °С, являющейся химически активной средой, могут быть рекомендованы шарикоподшипники из нержавеющей стали 95Х18Ш с сепараторами из бронзы БрАЖМц10-3-1,5 при частоте вращения до 1000 об/мин и с се< параторами из текстолита и фторопласта-4 при частоте вращения до 3000 об/мин. Как показали исследования А. Г. Дьяковой во ВНИПП, их долговечность в водной среде вследствие коррозионно-механического изнашивания значительно ниже, чем шарикоподшипников из стали ШХ15 при смазке минеральным маслом. Однако это не является препятствием к их использованию, так как ресурс работы 1500-2000 ч, получаемый на водяной смазке, можно считать удовлетворительным для целого ряда производств.

А. Г. Дьякова и Е. Ф. Непомнящий предложили для расчета интенсивности изнашивания шарикоподшипникой с бронзовыми сепараторами, работающими в воде в условиях пластического контакта, формулу [44]

/, = 0,45.10-W.L(- + ).

(96)

где Отах - контактнос напряжение; dm - диаметр шарика; z - число шариков в подшипнике; zo - число одновременно контактирующих щариков при действии только радиальной нагрузки; R - приведенный радиус; Rs - радиус внутреннего кольца.

При этом экспериментально установлено, что в воде изнашивание шарикоподшипников происходит путем разрушения тонких пленок окиси хрома и железа на поверхностях желобов колец под действием растягивающих напряжений. Следовательно, повышение износостойкости шарикоподшипников в этих условиях рекомендуется производить хромированием или азотированием дорожек качения, что создает на них дополнительные напряжения сжатия.

Неагрессивные маловязкие жидкости, например керосин, фреон и др., могут служить смазывающей средой для;шарико-