Инженерные разработки

Пара скольжения - подшипниковый узел

На предприятиях черной металлургии имеется большое количество подшипниковых узлов (пар трения), работающих в условиях сильной запыленности при значительных силовых и температурных нагрузках и выходящих из строя по причине заклинивания из-за выгорания смазки или попадания в них твердых частиц пыли, окалины, абразива, загрязненной воды, СОЖ и т.п.

К ним, в первую очередь, следует отнести подшипники роликов засыпных транспортеров, опор роликов МНЛЗ (особенно первых секций), рольгангов, множество гидравлических цилиндров, маслопар, насосов и т.п.

Для надежной защиты таких устройств от попадания в них инородных частиц и загрязненных смесей специалистами ИТЦ «Аусферр» разработана сверхгерметичная малоизнашиваемая пара скольжения (патент № 24712), которая может выполнять как функцию сверхгерметичного уплотнения, так и роль собственно подшипника скольжения с крайне низким (уровня жидкостного трения) коэффициентом трения (f = 0,01…0,05) и, следовательно, обладающего высокой износостойкостью.

Предлагаемая конструкция состоит из двух основных элементов: цапфы вала и охватывающей ее втулки.

При этом втулка (охватывающий элемент), размещенная в корпусе, выполнена из эластичного антифрикционного полимерного материала, а на поверхность стальной шейки вала методом плакирования гибким проволочным инструментом (металлической щеткой) нанесено тонкое (в пределах допуска) двухслойное антифрикционное покрытие. Внутренний слой выполнен из медьсодержащего материала (медь, латунь, бронза), а наружный - из того же полимерного материала, что и охватывающая втулка.

Технический эффект достигается за счет высокой плотности соединения, которая обеспечивается способностью предварительно напряженного охватывающего элемента упруго демпфировать при работе, т.е. принимать форму сечения вращающейся опоры, а полимерное покрытие на поверхности опоры, заполняющее все микровпадины рельефа, еще более уплотняет контакт скольжения.

Метод плакирования поверхности гибким инструментом позволяет не только наносить покрытие на поверхность шейки, но и во время обработки сформировать на ней требуемую шероховатость, что наряду с низким коэффициентом трения значительно снижает приработочный износ.

Кроме этого, на металлургических предприятиях широко используют подшипниковые узлы трения-скольжения, в которых одна из деталей выполняется из дефицитного цветного материала (медь, бронза, латунь и т.п.). Обычно это пары трения типа «стальной вал - бронзовая втулка», «стальная пята – латунный подпятник», «стальная вилка шарнира – бронзовый вкладыш» и т.п.

Для повышения стойкости такого рода узлов, снижения числа простоев и снижения расхода дефицитных цветных металлов нами предложен подшипниковый узел (патент № 24711), который может быть выполнен в двух вариантах.

По первому варианту в подшипниковом узле сохраняют стальной вал и втулку из медьсодержащего материала. При этом технический эффект достигается за счет того, что на поверхность вала наносят двухслойное «медь+полимер» покрытие методом плакирования гибким инструментом, а на внутренней поверхности втулки размещают в определенном порядке вставки определенной формы из того же полимерного материала.

Такой узел обладает повышенным сроком службы из-за чрезвычайно низкого коэффициента трения «полимер по полимеру», а также из-за предварительной «приработки» (создания требуемого уровня шероховатости) поверхности стального вала при нанесении двухслойного покрытия вращающимися металлическими щетками. В этом случае срок службы возрастает в 2…6 раз.

По второму варианту, кроме всего прочего, втулка выполняется из стали. Срок службы подшипникового узла такой конструкции не увеличивается, и может быть даже на 10-30 % ниже срока традиционного узла «сталь-бронза». Однако при использовании этого варианта экономятся дефицитные цветные металлы.

Яндекс.Метрика