Полимерные подшипники скольжения

Рисунок 3 - Типовые расчетные схемы

 

Теплоотвод через корпус, выполненный по типу IV, осуществляется в осевом направлении и рассматривается как теплоотвод через цилиндрическую стенку полимерного слоя подшипника и стальную трубу постоянного сечения (рис. 3, б). Поскольку обойму подшипника (если таковая имеется) и корпус, в который запрессовывается, изготовляют обычно из одного и того же материала (стали), их рассматривают как одно теплопроводящее тело. Теплосопротивлением стыка в данном случае можно пренебречь, так как тела запрессованы одно в другое. Все необходимые для расчетов конструктивные размеры корпусов приведены на рис. 2 и 3. При расчете теплоотвода вал рассматривают как стержень постоянного сечения. В общем случае вал располагается в обе стороны от рассчитываемого подшипника. Следовательно, необходимо суммировать количества теплоты, отводимые обоими участками вала:

или

.

Если вал односторонний (смотри рисунок 2, тип I), то одно из слагаемых последнего выражения превращается в нуль. Выступающая часть вала может быть настолько мала, что температура, снижающаяся по мере удаления подшипника по экспоненциальному закону , на торце вала значительно отличается от температуры окружающей среды. Это вызывает уменьшение теплоотвода через вал.

Более полные схемы расчета ТПС и алгоритмы  расчета теплоотводящей способности  подшипниковых узлов, а так же формулы для расчета параметров теплоотвода через корпус подшипника и их вывод, приведены в справочной литератур[2].

 

2.5 Обоснование выбора вида АПМ для несмазываемых подшипников скольжения

 

Свойства шести видов и 50-ти групп АПМ (см. таблицу 1) были охарактеризованы ранее. Выяснилось, что, за исключением АПМ вида С, стоимость которых позволяет использовать их только в особых условиях (например в космосе), остальные виды АПМ могут быть рекомендованы для несмазываемых подшипниковых узлов машин и приборов. В целях сравнения АПМ остальных видов сопоставим по различным показателям.

По эксплуатационным показателям представители материалов распределились в следующем порядке (по сумме занятых мест в каждом из десяти показателей): A, B, E, D, F, бронза. Однако отличие между соседними представителями видов АПМ небольшое. Наименьший разрыв отмечен между представителями видов А – В и Е.

По экономико-технологическим  показателям представители материалов распределились в следующем порядке: D, A – B, E, F, бронза, причем самый значительный разрыв отмечен между представителями видов А – В и Е, а наименьший между Е и F.

По общей  сумме мест всех 14-ти показателей представители АПМ распределились в следующем порядке: А—В, D, Е, F, бронза.

Таким образом, выявилось определенное преимущество композиционных материалов на основе литьевых термопластов и тонкослойных ленточных подшипниковых материалов. Среди первых — это полиацетали и композиционные полиамидные материалы, среди вторых — металлофторопластовая лента.

Однако существуют и недостатки этих материалов. Для  литьевых термопластов — это ограниченная теплостойкость и нестабильность их размеров в процессе эксплуатации, объясняемая повышенными значениями коэффициента линейного температурного расширения и изменением линейных размеров при повышении влажности окружающей среды (для гигроскопических материалов, например, на основе полиамида 6).

Недостаточная стабильность размеров подшипника вызывает необходимость увеличения начального сборочного зазора в сопряжении вал—подшипник скольжения, что не всегда желательно с точки зрения эксплуатации. В этом случае применимы подшипники из ленточных материалов. У них также есть недостатки: ограниченная абразивостойкость, высокая чувствительность к неточностям сборки, ограниченная демпфирующая способность. Это как раз показатели, по которым подшипники из литьевых термопластов, в частности, из полиамида 6, имеют преимущество. Таким образом, материалы видов А, В и D по своим эксплутационным и экономико-технологическим показателям дополняют друг друга[3].

 

 

Заключение

 

Антифрикционные полимерные материалы являются наиболее подходящими материалами для  подшипников скольжения, работающих в условиях трения без смазочного материла. Во многих подшипниковых узлах машин, механизмов, бытовых приборов, работающих в обычных условиях, использование подшипников скольжения, не требующих смазки, позволяет отказаться от применения сложных маслосистем, что существенно упрощает конструкцию и повышает ее надежность, как говорилось выше. Полимерные материалы являются подходящими не только по своим физико-механическим и физико-химическим свойствам, но также еще и по экономико-технологическим показателям. Полимерные подшипники скольжения используются во многих областях промышленности и приборостроения. Но во всех случаях применения полимерных подшипников скольжения конструкторам и технологам необходимо совместно решать вопросы по выбору оптимальной толщины полимерного слоя подшипника. Другими радикальными путями значительного увеличения нагрузочной способности термопластичных подшипников скольжения являются создание и применение полимерного материала с теплопроводностью около 1 Вт/(м*⁰С) и коэффициентом трения не более, чем у ацетальных смол (смотри таблицу 1) или наполненных ацетальных смол с малым коэффициентом трения. Также важную роль играет разработка новых полимерных материалов и исследование их свойств.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература

1. ГОСТ ИСО 4378-1-2001. Подшипники скольжения. Термины, определения и классификация. Часть 1. Конструкция, подшипниковые материалы и их свойства  [Текст]. – Москва: ИПК Изд-во стандартов, 2002. – 18 с.

2.  Типей Н., Константинеску В.Н., Ника Ал. Подшипники скольжения: расчет, проектирование, смазка. Бухарест, “Издательство Академии Румынской народной республики”, 1961.-457 с.
3. Семенов А.П., Савинский Ю.Э. Металлофторопластовые подшипники. М., “Машиностроение”,1976.- 192 с.   
4. Полимеры в узлах трения машин и приборов : Справочник / под ред. А.В. Чичинадзе ; Е.В. Зиновьев, А.Л. Левин, М.М. Бородулин, А.В. Чичинадзе. - М. : Машиностроение, 1980. - 208 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Российский государственный университет нефти и

газа им. И. М. Губкина

 

Кафедра “Трибологии и технологий ремонта нефтегазового оборудования”

 

 

Дисциплина “Основы теории трения и изнашивания”

 

Курсовая работа на тему:

“Полимерные подшипники скольжения”

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                Выполнил: ст. гр. МИ-09-1

                                                                             Мироненко Д. В.

 

Проверил: доц. Гантимиров Б. М.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва 2012