Общие сведения. Подшипники скольжения, широко используемые в компрессорах, двига­телях внутреннего сгорания, насосах и в других машинах

Подшипники скольжения, широко используемые в компрессорах, двига­телях внутреннего сгорания, насосах и в других машинах, выполнены в виде вкладышей, покрытых антифрикционным материалом, а также в виде втулок из цветных сплавов или биметалла.

Антифрикционные сплавы, применяемые в подшипниках скольжения, делятся на следующие группы:

1) сплавы на оловянной основе марок Б93, Б93А, Б91, Б89, Б83;

2) сплавы на свинцовой основе марок БС6, БС2, Б6, БТ, БН, Б16, БС;

3) сплавы на цинковой основе марок ЦАМ10-5, ЦАМ9-1,5, ЦОСЗ-З;

4) сплавы на алюминиевой основе марок АМК-2, АНЗ, АЖ6, АСМ;

5) сплавы на медной основе марок БрОЦС-6-6-3, БрОФ-10-1, Бр014, БрОС5-25; БрАЖ9-4; БрБ2, ЛК80-ЗЛ, ЛМцС58-2-2 и др.

Сплавы, относящиеся к первым двум группам, называют баббитами, а к пя­той группе— бронзами и латунями.

В таблице 1 приведены физико-механические свойства антифрикционных сплавов, относящихся к различным группам. Сплавы на оловянной основе обладают наиболее высокими антифрикционными свойствами по сравнению со свойствами других подшипниковых сплавов. В таблице 2 приведен химиче­ский состав некоторых сплавов на оловянной основе.

Подшипники скольжения часто работают при значительных удельных нагрузках и высоких скоростях, что приводит к их изнашиванию, увеличению зазоров в сопряжении вала с опорой и, как следствие этого, к появлению бие­ния и вибраций вала.

В результате на рабочей поверхности подшипника образуются задиры и трещины, а также происходит отслаивание антифрикционного сплава от вкла­дыша подшипника. Ремонт вкладыша предусматривает выполнение следующих операций: подготовка вкладыша к заливке, подготовка антифрикционного сплава, заливка подшипника и последующая механическая обработка.

Таблица 1 - Физико-механические свойства антифрикционных сплавов, применяемых в подшипниках скольжения

Свойства сплава	Б83	БТ	БН	Б16	БрОЦС-6-6-3	БрОФ-10-1	БрОС5-25
Предел прочности при сжатии, кгс/мм2 Предел текучести при сжатии, кгс/мм2 Предел прочности при растяжении, кгс/мм2 Ударная вязкость, кгс×м/см2 Твердость по Бринелю, кгс/мм2 Температура плавления, °С Плотность, г/см2 Коэффициент трения: со смазкой без смазки Износ, мг/(см2×км): со смазкой без смазки	11,5   8,2     9,0   0,6   30,0   7,83     0,005 0,28   0,1 12,0	12,8   6,2     6,0   0,26   24,3   - -     0,009 0,38   0,32 28,2	12,7   7,2     7,0   0,3   29,0   9,55     0,006 0,27   0,15 15,0	12,3   8,6     7,8   0,14   30,0   9,29     0,006 0,25   0,22 15,0	-   -       2,5     8,82     0,009 0,16   0,06 -	-   -     25,0   0,9     8,77     0,008 -   - -	41,6   14,5     16,0   1,0   57,0   940,0 9,35     0,005 0,14   0,08 -

Рисунок 1 - Приспособление для заливки вкладыша подшипника:

7 — плита, 2 — хомут, 3 — литниковая воронка, 4 — сердечник.

Рисунок 2 - Приспособление для заливки двух вкладышей подшипника одновременно.

На рисунках 1 и 2 показаны приспособления для заливки вкладышей под­шипников. Перед заливкой антифрикционного сплава проверяют размеры вкладышей. Очищенные и обезжиренные вкладыши устанавливают на контроль­ной плите торцами по разъему и проверяют высоту. Если высота не соответст­вует размеру по чертежу, торцы наращивают наплавкой и обрабатывают до требуемого размера.

Биметаллические втулки обычно не ремонтируют, а заменяют новыми. В отдельных случаях биметаллические втулки изготовляют путем запрессовки бронзовой втулки в стальной стакан с последующей механической обработкой до первоначального размера.

Более надежным является нанесение бронзы на стальную заготовку центро­бежным способом или наплавкой трением.

Процесс изготовления биметаллического подшипника центробежным способом выполняется в следующей последовательности. Из стальной трубной заготовки или поковки вытачивают корпус втулки с припуском 2—4 мм на сторону по наружному диаметру. Затем внутреннюю поверхность корпуса про­травливают 20%-ным раствором соляной кислоты в течение 3—4 мин и нейтра­лизуют 10%-ным растворов каустической соды, после чего тщательно промывают в проточной воде при температуре 80—-90° С. Очищенную поверхность покрывают слоем флюса, в качестве которого используется водный раствор буры (на 150 г. буры 200 г воды).

Таблица 2 - Химический состав сплавов на оловянной основе

Марка сплава		Химический состав, %
	Олово	Сурьма	Медь
Б93 Б93А Б91		3,5 4,5	3,5 4,5

Когда флюс высохнет, к корпусу приваривают донышко и закладывают внутрь требуемое количество бронзы и флюса. Количество бронзы, необходимое для засыпки в корпус, определяется из следующей зависимости:

Q = (p × (D²₁ - D²₂) × L_r)/(4 × 1000),

где Q — количество бронзы, г; D₁— внутренний диаметр корпуса втулки, мм; D₂ -- внутренний диаметр биметаллической втулки, залитой бронзой, мм; L — длина втулки, мм; r — плотность бронзы, г/см².

После загрузки бронзы и флюса к корпусу приваривают крышку с центральным отверстием диаметром 4—5 мм для выхода газа при плавлении бронзы. Для предохранения корпуса от окисления его покрывают графитовой обмазкой (60 вес. частей графита и 50 вес. частей молотого мела, замешанного на воде).

Затем корпус помещают в специальную печь и нагревают до температуры 1100_-1200° С. Корпус с расплавленной бронзой быстро устанавливают в патðîнå приспособления и сообщают шпинделю вращение; окружная скорость до внутреннему диаметру втулки должна быть не менее 3—4 м/с.

После 50—70 с вращения втулку охлаждают струей воздуха. Затем на токарном станке отрезают крышку, растачивают по заданному размеру внутреннюю поверхность по слою бронзы и обтачивают по наружной поверхности на величину, равную ранее предусмотренному припуску. Обработанную биметаллическую втулку отрезают от остальной заготовки. Толщина антифрикционного слоя после механической обработки может составлять 0,4—0,8 мм. При ремонте двигателей внутреннего сгорания изношенные вкладыши, залитые свинцовистой бронзой, обычно заменяют новыми, имеющими соответствующий ремонтный размер.