Файл: Мизери, А. А. Эксплуатация текстильного оборудования с деталями из пористых спеченных материалов.pdf

их прирабатываемость и способность к упругим деформациям, не­ обходимые для равномерного распределения нагрузки и т. д.

Важным требованием, которому должны удовлетворять под­ шипниковые материалы, являются хорошая их смазываемость мас­ лом и высокая адсорбционная способность, позволяющая быстро восстанавливать разрыв масляной пленки между рабочей поверх­ ностью шейки вала и внутренней поверхностью подшипника. Ис­ следованию смачиваемости подшипниковых сплавов маслами по­ священа работа М. Е. Дрица [41].

Уже отмечалось, что пористые спеченные материалы характе­ ризуются несколько пониженной теплопроводностью и теплоем­ костью по сравнению с монолитными материалами. Если в обыч­ ных подшипниках скольжения тепло у зоны трения отводится сма­ зочно-охлаждающей жидкостью, валом и корпусом подшипника, то в самосмазывающихся пористых подшипниках при отсутствии по­ дачи масла извне тепло отводится только через вал и корпус под­ шипника.

В связи с этим особое внимание следует обратить на стабили­ зацию теплового режима работы пористых железографитовых под­ шипников. Способность пористого подшипника быстро восстанав­ ливать разрыв масляной пленки на трущихся поверхностях объяс­ няется выделением смазкииз пор такого подшипника при местном нагреве. Практика эксплуатации автоматических ткацких стан­ ков и других текстильных машин, в которых применяются порис­ тые самосмазывающиеся подшипники, подтверждает важное зна­ чение пористости этих материалов.

Поскольку основным параметром, характеризующим процесс трения, является коэффициент трения скольжения, была постав­ лена задача определить этот коэффициент для разных пористых подшипников в условиях, имитирующих работу подшипника сколь­ жения текстильных машин.

Антифрикционные свойства пористых спеченных материалов при вращательном движении

Экспериментально были исследованы следующие материалы:

1. Железографитовые втулки, изготовленные из железного по­

ввиде цементитной оторочки.

2.Втулки из чистого железного порошка ПЖ пористостью 22—25% и ферритовой структуры.

3.Втулки из чистого железного порошка с пористостью 20—

30%, подвергнутые сульфидированию при температуре 130° С с десятиминутной выдержкой в расплавленной сере. Отжиг про­ изводится в течение двух часов в атмосфере эндогаза при темпе­ ратуре 550° С. Структура всех втулок представляла собой феррит плюс мелкие сульфиды железа.

4. Втулки из железного порошка с добавкой в шихту 0,8% серы с пористостью 23—28% и ферритовой структурой с включе­ ниями сульфидов.

При проведении экспериментальных работ скорость скольже­ ния изменялась ступенями от 0,08 до 1,6 м/с, а удельные на­ грузки— от 2,8 до 16,6 кгс/см2. Испытания проводились на специ­ альной установке, силу трения измеряли с помощью проволочных тензометрических датчиков. Непрерывная регистрация силы тре­ ния в процессе испытания проводилась системой, состоящей из усилителя и восьмишлейфового осциллографа типа Н102. Пред­ ставляли интерес поведение трущейся пары в процессе приработки и длительность самой приработки.

Температуру в процессе трения скольжения измеряли с по­ мощью двух искусственных хромель-копелевых термопар. Одну из них устанавливали в зоне трения на расстоянии 0,25 мм от тру­ щихся поверхностей, а другую — с противоположной стороны.

Анализ результатов экспериментальных исследований позво­

установившемся движении). В момент пуска при всех прочих рав­ ных условиях величина коэффициента зависит от величины удель­ ной нагрузки (рис. 43). Так, при увеличении удельной нагрузки от

для пары пористое железо — сталь 45, р = 0,05 для пары бронза — сталь 45 и р = 0,08 для пары чугун — сталь 45. При введении масла в момент пуска коэффициент трения у чугуна и бронзы по стали 45 меньше, чем у пористого самосмазывающего подшипника.

2. Сульфидированное пористое железо, как показали исследо­ вания, нельзя использовать для подшипников в узлах трения скольжения текстильных машин при отсутствии подачи масла из­ вне, что объясняется закупоркой пор при сульфидировании. Испы­ тания также показали, что при сравнительно небольшой скорости скольжения (0,6—0,8 м/с) и удельной нагрузке (7—10 кгс/см2) у этих подшипников наблюдается значительный рост температуры.

3. В результате испытания пористых железографитовых под­ шипников построены графики T — f(t) при Д= 0,032 мм (рис. 45) и

при Д = 0,075 мм (рис. 46).

График зависимости средней температуры поверхностей сколь­ жения пористого железографитового подшипника от частоты вра­ щения представлен на рис. 47.

Из рассмотренных графиков видно следующее:

1. С уменьшением зазора наблюдается рост температуры по верхностей скольжения. Так, при « = 800 об/мин и зазоре А = 75 мм максимальная температура не превышала 42° С, в то время как

82

Рис. 43. Зависимость коэффициента трения от скорости скольжения и удельной нагрузки р при вращательном дви­ жении и диаметральном

зазоре 0,04 мм:

0 0,1 0,2 0,30,4.0,5 0,6 0,70,в 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7

Скорость скольж ения, м /с

S' ■

Рис. 44. Зависимость коэф­ фициента трения от ско­ рости скольжения и удель­ ной нагрузки р при враща­ тельном движении и диа­ метральном зазоре 0,085 мм:

Р= 10 кгс/см2; 4 — р=7 кгс/см2; 5 — р —3,8 кгс/см2

S

4

при этой же частоте вращения и зазоре Д= 0,035 мм температура поверхностей скольжения достигала 68° С и наблюдалась тенден­ ция к дальнейшему росту.

2.Время, в течение которого стабилизируется температура по­

верхностей скольжения, также зависит от величины зазора в со-

о 2о но 60 so wo по т ібо то

Продолжительность работы, мин

Рис. 45. Зависимость средней температуры поверх­ ности скольжения пористого железографитового подшипника от продолжительности работы при диа­ метральном зазоре 0,032 мм

60

Продолжительность работы, мин

Рис. 46. Зависимость средней температуры поверхности скольжения пористого железографитового подшипника от продолжительности работы при диаметральном зазоре

0,075 мм

пряжении вал — подшипник. Если при зазоре А=0,075 мм темпера­ тура становилась постоянной после 1,5—2 ч работы, то при зазоре Л= 0,032 мм температура стабилизировалась только после 3—3,5 ч.

84

Проведенные исследования достаточно убедительно показали,

в лучшем случае полужидкостное трение. Поверхности скольжения хотя и отдаляются друг от друга, но не настолько, чтобы исклю­ чить возможность соприкосновения отдельных выступов шерохо­ ватых поверхностей. Проверка условий работы на основании кри­ вой Герси — Штрибека показала, что условия работы пористых самосмазывающихся подшипников определяются участком 1—2 кривой Герси — Штрибека (см. рис. 42).

Рис. 47. Зависимость средней температуры по­ верхности скольжения пористого железографито­ вого подшипника от частоты вращения

Была сделана попытка создать условия жидкостного трения пористого железографитового подшипника при отсутствии подачи масла извне. Учитывая, что в зоне высокого давления масло из зазора вновь вдавливается в поры стенки втулки, был проведен специальный эксперимент. Для этого по всей длине вырезали часть пористой втулки, примерно равную 7з окружности, и вместо нее вставляли бронзовый вкладыш. При установке пористой втулки в корпус подшипника этот вкладыш находился в зоне высокого давления.

В самом корпусе подшипника эксцентрично растачивали кар­ ман, охватывающий зону положительного и отрицательного дав­ лений. В качестве смазки применяли высоковязкое гипоидное масло и маловязкое индустриальное масло 12.

Зазор в сопряжениях вал — подшипник принимали равным Д= 0,085 мм и Д= 0,04 мм. Испытания проводились при постоянной удельной нагрузке 4 кгс/см2.

Скорость скольжения изменяли от 0,23 до 3 м/с (от 100 до 1250 об/мин). В процессе эксперимента фиксировали значения ус­ тановившейся температуры трущихся поверхностей при различ­ ных скоростях скольжения.

85

Результаты эксперимента представлены кривыми на рис. 48. Анализ кривых показывает следующее:

1. При принятых условиях эксперимента не удалось создать условий жидкостной смазки даже при относительно высоких скоро­

а следовательно, и не обеспечивает вытекание масла из зоны низ­ кого давления в зазор.

Антифрикционные свойства пористых спеченных материалов при возвратно-вращательном движении

Наряду с проведением экспериментов по определению коэффи­ циента трения и температуры поверхностей скольжения привра­ щательном движении было также проведено исследование узлов трения скольжения, оснащенных пористыми подшипниками, при возвратно-вращательном движении.

В текстильных машинах, особенно в автоматических ткацких станках, нередко встречаются узлы трения скольжения, работаю­ щие при качательном движении. От точности работы таких узлов во многом зависит качество выполняемого технологического про­ цесса. К таким узлам и деталям относятся подшипники поводка и шипы боевого веретена ткацкого станка, крестовины, верхние и нижние ножи, шарнирные тяги, каретки РК-12 и др. Перевод пере­ численных деталей и узлов на пористые самосмазывающиеся под­ шипники создаст значительно лучшие условия обслуживания.

Для проведения экспериментальных исследований некоторых антифрикционных свойств пористых подшипников была разрабо-

86