33. Антегмиты

МИКРОГЕОМЕТРИЯ НЕСУЩИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

В тяжелонагружеиных опорах валам, независимо от твердости подшипникового материала, целесообразно придавать повышенную твердость посредством закалки с нагревом ТВЧ (HRC 55-58), цементации, сульфо-цианирования <HRC 58 - 60), диффузионного хромирования (HV 800-1000), азотирования (HV 1000-1200). Наряду с повьппением износостойкости эти способы увеличивают сопротивление усталости и снижают концентрацию напряжений на участках переходов и расположения смазочных отверстий.

Валы рекомендуется шлифовать так, чтобы окружные скорости шлифовального круга и вала при его эксплуатации совпадали по направлению, а полировать валы целесообразно в обратном направлении.

Для чистовой обработки валов применяют полирование, суперфиниширование, накатывание и алмазное выглаживание. Выглаживание производят на токарных станках закругленным алмазным инструментом (радиус закругления Ксф = 1,5 -е- 3 мм) при S = = 0,03 4- 0,05 мм/об, « = 20 50 м/мин и нагрузке на инструмент 200 -400 Н.

Почти все подшипниковые материалы (за исключением антифрикционных чугунов) не поддаются шлифованию. Чистовую обработку подшипников производят тонким растачиванием, развертыванием, калибрующим протяги-

ванием, алмазным выглаживанием. Эти способы обеспечивают параметры шероховатости поверхности Ra = 0,08 -=- 0,32 мкм.

Тонкослойные гальванические и пластмассовые покрытия механической обработке не подвергают.

При неупорядоченном расположении микронеровностей, получающемся при обычных способах обработки, существует оптимальное значение параметра шероховатости Ra = = 0,08 0,63 мкм. Увеличение шероховатости уменьшает несущую способность вследствие возрастания утечки масла через впадины между микронеровностями. Уменьшение шероховатости снижает маслоудерживающую способность поверхности и повышает склонность к схватыванию и заеданию. Главное значение, однако, имеет не высота микронеровностей, а их форма и расположение.

Неблагоприятны профили с острыми гребешками и впадинами (рис. 695, а, обработка резанием), несколько лучше - с притуплёнными гребешками (вид б) (суперфиниширование, обкатывание), еще лучше - волнистые поверхности с плавными очертаниями (вид в, алмазное выглаживание).

Оптимальными являются профили с развитой гладкой несущей поверхностью, пересеченной маслоудерживающими микроканавками (вид г) или углублениями (вид д), которые обеспечивают питание маслом в периоды недостаточной подачи (пуск), способствуют распределению масла по поверхности и предот-

с

ж) 3) и) к)

Рис. 695. Мйкрогеометрия песущих поверхностей

вращают схватывание и заедание. Размеры микроуглублений определяются условием достаточной маслоемкости. Суммарную пло- щадь накопительных карманов делают равной 20-30% общей поверхности, глубину доводят до 5 - 10 мкм. Таким образом, номинальная щероховатость поверхности, определенная на основе величин Ra, увеличивается по сравнению с обычно рекомендуемыми значениями (формально до Ra = 0,63 2,5 мкм), несмотря на то, что несущая способность поверхности возрастает.

Маслоудерживающий рельеф по виду г создают виброобкатыванием предварительно обработанных поверхностей до параметров щероховатости Ra = 0,02 -г 0,08 мкм с помощью закругленного алмазного инструмента (Rz = 1,5 н-2 мм), которому наряду с движением продольной подачи (s = 0,8 1,2 мм/об) придают продольные колебания с амплитудой 1 -1,5 мм. В результате на поверхности образуется сетка винтовых синусоидальных канавок, которые в зависимости от подачи и амплитуды колебаний могут располагаться эквидистантно (вид е), соприкасаться (виц ж) или пересекаться (вид з). Инструмент устанавливают в подпружиненной державке; щирина и глубина канавок регулируется силой затяжки пружины.

Этот способ позволяет создать регламентированный микрорельеф с оптимальными для данных условий работы параметрами.

Замкнутые ячеистые углубления (вид д) обладают тем преимуществом, что не сообщают зоны высокого и низкого давления подщипника и, следовательно, не снижают его гидродинамическую несущую способность. Их получают, придавая инструменту радиальные колебания, в результате чего на поверхности образуются строчечные спиральные канавки (вид и). Другой способ - выдавливание ячеек роликовыми накатниками с закругленными выступами (вид к).

Замкнутые ячейки можно без ущерба для несущей способности подщипника делать глубиной до нескольких десятых миллиметра.

Продольные канавки (вид л), получаемые профильным протягиванием, увеличивают торцовое истечение масла и наряду с масло-распределительными функция,мй служат для охлаждения подщипника.

Маслоудерживающую спьсобность электролитических покрытий можно увеличить путем пористого осаждения (с периодическим изменением направления гока).

Маслоудерживающий рельеф на валах можно создать дозированной дробеструйной обработкой.

РАЗЪЕМНЫЕ ПОДШИПНИКИ

Разъемные подщипники вьшолняют в виде стальных (реже бронзовых) вкладышей с заливкой антифрикционными сплавами. Вкладыши устанавливают в корпус по посадкам j,, к или р, г.

Центрирование вкладышей достигается путем совместной обработки постелей в корпусах; по.!1овины корпусов фиксируют контрольными штифтами или призонными болтами. Применяют две разновидности вкладышей - массивные и тонкостенные.

Массивные вкладыши

Толщину стенок вкладышей этого типа выбирают в зависимости от диаметра подшипника, материала вкладышей и корпуса и жесткости постелей. Для обычных условий (стальные вкладыши, чугунные корпуса) наружный диаметр вкладышей можно определять из ориентировочного соотношения D = l,2d (где d - диаметр вала), округляя полученные значения до ближайшего стандартного значения.

Заливку антифрикционного металла на ласточкин хвост (рис. 696, а) сейчас применяют только для материалов, имеющих низкую адгезионную способность по отношению к стали (свинцовые баббиты). Обычно же металл заливают по цилиндрической поверхности (вид б), которую для улучшения сцепления обрабатывают грубо (параметры шероховатости Rz = = 20-г- 160 мкм). Обязательно тщательное обезжиривание и травление поверхности вкладыша.

Наблюдается последовательная тенденция к уменьшению толщины слоя заливки. Уменьщение толщины увеличивает предел выносливости заливки и, кроме того, снижает расход материала заливки, что имеет большое значение для дефицитных и дорогих металлов (олово, серебро). В последнее время толщину заливки доводят до нескольких десятых, а при электролитическом покрытии по пористой бронзе - до нескольких сотых миллиметра.

Стыки вкладышей при работе несколько прогибаются внутрь (рис. 697, светлые стрелки) под действием посадочного натяга, а также давления в масляном слое, вследствие чего на участках, близких к стыку, возникает повы-

а) б)

Рис. 696. Способы заливки

Рис. 697. Прогиб стыков вкладышей

а) 6) в) г)

Рис. 699. Галтели п фаски ва торцах подшипников

торцах рабочих поверхностей подшипников делают галтели или фаски.

Изготовление галтелей сложно, особенно с выходом слоя заливки на торец вкладыша (рис. 699, а, 6). Чаще всего снимают фаски под

S V A V /A -W а) б) в)

Рис. 698. Устранение повышенного трения у стьпсов вкладышей

шенное трение. Этот дефект,, особенно часто наблюдающийся у тонкостенных и нежестких вкладышей, предупреждают, проделывая на внутренней поверхности вкладышей возле стыков наклонные выборки (рис. 698, а) высотой в среднем Л = 4 -=- 6 мм и глубиной (при выходе на стык) S = 0,2 -;- 0,5 мм, условно называемые <осолодильниками» (хотя они не имеют ничего общего с охлаждением). Наиболее простая форма выборок показана на виде б.

Иногда с той же целью отверстие вкладышей растачивают на эллипс (вид в) или придают ему «лимонную» форму (вид г). Разность размеров отверстия в плоскости стыка и в плоскости, перпендикулярной к нему, делают равной (0,001-0,0015)d (d - номинальный диаметр отверстия).

Для уменьшения кромочных давлений на

углом а = 30 45° к оси подшипника (вид г). Небольшие осевые нагрузки (например, в фиксирующих подшипниках) воспринимают упором в тело вкладыша.

Фаски не должны быть слишком протяженными; в противном случае они заметно уменьшают несущую поверхность. Катет фаски (параллельный оси подшипника) делают для подшипников диаметром до 100 мм равным 0,5 - 1,0 мм.

Способы фиксации вкладышей в разъемных корпусах показаны на рис. 700.

Фиксация цилиндрическими поясками на болтах, стягивающих половины корпуса (рис. 700, а), нетехнологична (необходима совместная обработка отверстий под болты в сборе вкладышей с корпусом), поэтому применяют ее редко.

б) В)

Рнс. 700. Фиксация вкладышей