Втулки и вкладыши неметаллических подшипников

 Рекомендации по выбору материалов. 

В зависимости от условий работы подшипникового узла выбирают марку материала для полимерной втулки. При подборе материала втулки необходимо учитывать требования по долговечности подшипникового узла с учетом предельной величины износа втулки, условий работы (наличие абразива, влаги, характера нагрузки и т. д.). Рекомендуемые полимерные материалы приведены в табл. 25а-25в.

Технические условия на свертные втулки из металлофторопласта (табл. 26 - 28).

Внутренний диаметр втулок проверяют после запрессовки их последовательно в оба гнезда калибра, изготовленного с одной стороны по верхнему, а с другой стороны по нижнему предельному отклонению Н8 для соответствующего диаметра посадочного места в изделии.
Диаметр d должен удовлетворять требованиям посадки Н7 и Н8 в зависимости от типа втулки. Эскиз калибра для втулки с диаметром d = 10 мм приведен на рис. 4.
Запрессовку втулок выполняют с помощью запрессовочных пуансонов с заплечиками для упора в торец или буртик втулки. Диаметр запрессовочных пуансонов выполняют по посадке Г7, а параметры шероховатости рабочей поверхности в пределах Rа 0,63 и Rа 0,32 мкм. Перед приложением усилия для запрессовки втулки необходимо установить относительно отверстия в изделии так, чтобы исключить возможность движения втулки с перекосом.
 

Рис. 4. Калибр для втулки

  Наружный диаметр втулок гарантируется размерами оснастки.
  Толщину и структуру антифрикционного слоя втулок проверяют на микрошлифах под микроскопом с увеличением в 30— 50 раз.
  Срок службы втулок 3 года.
  Внутренний диаметр посадочного места в изделии выполняют по Н7 с параметром шероховатости поверхности Rа = 0,63 мкм.
  Отклонение от соосности отверстия А относительно отверстия Б - не более 0,03 мм (рис. 5).

 

Рис. 5. Отклонение от соосности отверстия А относительно отверстия Б

25а. Рекомендуемые полимерные материалы
 

256. Допустимые значения /pav/ (МПа м/с) при эксплуатации ТПС^1*
 

 

   ^1* В числителе указано допустимое значение /p„v/ подшипника с зазором, соответствующим
посадке E10/h8, а в знаменателе — с зазором, соответствующим посадке D10/h8.
   ^2* СК — стенка корпуса.
   ^3* Ширина ТПС / = 0,8d, толщина рабочего слоя / = 0,04d

  Для втулок, работающих при повышенных температурах, предусмотреть крепление в изделии, предотвращающее от осевого смещения и проворачивания (завальцовка, кернение, посадка на клею и др.).
  После установки втулок в изделие внутренний диаметр их должен соответствовать назначенному типу втулки, его необходимо проверять гладким калибром.
  Покрытие вала — гладкое хромирование с параметрами шероховатости поверхности Ra 0,63 мкм для втулок, изготовленных по Н8, и Ra 0,32 мкм — для втулок, изготовленных по Н7. Допускаются другие виды покрытий, которые обеспечивают надежную защиту вала от коррозии и не увеличивают шероховатости поверхности.

25в. Допустимые значения fp_aV (МПа м/с) при эксплуатации ТПС
 

  Примечание. В числителе приведены допустимые значения / • p_aV при теплопроводности материала, равной 0,3 Вт/(м °С), в знаменателе — при 0,8 Вт/(м °С).

26. Втулки свертные из металлофторопласта

Втулки применяют в узлах трения скольжения. 
Размеры, мм


 

Значения величин D, D₁, S в числителе для втулок из термопластов, в знаменателе — для втулок из  реактопластов.
  Технические требования. Отклонения на размеры втулок — по ГОСТ 11710—66.
  На размеры D и d допускается изготовление фаски — см. т. 1, гл. V.
  Допускается изготовление шпонки со скругленными гранями и не на полную длину втулки. Поверхность втулок должна быть гладкой, без заусенцев, вздутий, трещин, расслоений, вмятин. После запрессовки втулки дополнительная обработка по отверстию d не допускается.

27. Втулки с буртиком из металлофторопласта

Втулки из металлофторопластовой ленты работают в условиях трения без смазки.

 
Размеры, мм
 

 

  * Размер, для справок.
  ** Размеры даны для втулки в рабочем состоянии.
  *** Размер L в указанных пределах брать из ряда: 4; 6; 8; 10; 12; 14; 16; 18; 20; 22; 24; 26;
28; 30; 32; 34; 36; 38; 40; 42; 44: 46; 48; 50; 56; 60; 65; 70 мм.

  Материал: металлофторопластовая лента с основой из стали 08кп по ГОСТ 1050—88 и из
коррозионно-стойкой стали 08Х18Н10Т по ГОСТ 4986—79.
  Покрытие для втулок из стали 08кп: КдЗ, кроме поверхностей А и В.
  Величина зазора в стыке в свободном состоянии втулки — не более 0,2 мм.
  Отклонение от перпендикулярности поверхностей А и Б относительно В — не более 0,1 мм
на длине 100 мм.
  Отклонение от параллельности линии стыка втулки относительно поверхности В — не более
0,3 мм на длине 100 мм.
  Разностенность втулки — не более 0,03 мм.
  
  Перед монтажом втулки, валы, оси тщательно промывают до полного удаления с их поверхности консервирующей смазки, пыли и насухо протирают бумажными или мягкими матерчатыми салфетками. Применение для протирки загрязненной абразивными частицами ветоши или грубых тканей не допускается. Не допускается применение для очистки от грязи металлических щеток, ершей.
  Промытые и насухо протертые рабочие поверхности валов, осей и втулок смазывают ровным слоем консистентной смазки типа ЦИАТИМ-201. В дальнейшем при работе смазка не требуется. Смазка узлов трения, работающих при повышенных температурах (от +100 до +260 °С), при установке не производится.

28. Вкладышы гладкие из из металлофторопласта

Вкладыши из металлофторопластовой ленты работают в условиях трения без смазки.

Размеры, мм
 

  * Размер для справок.
  ** Размеры даны для втулки в рабочем состоянии.

  Технические требования. Материал: фторопластовая лента с основой из стали 08Х18Н10Т (ОХ18Н10Т) 
по ГОСТ 4986-79.
  Покрытие для втулок из стали 08кп: КдЗ, кроме поверхности В.
  Величина зазора в стыке в свободном состоянии втулки не более 0,2 мм.
Отклонение от перпендикулярности поверхностей А и Б относительно поверхности В — не более 0,1 мм на длине 100 мм.
  Отклонение от параллельности линии стыка втулки относительно поверхности В — не более
0,3 мм на длине 100 мм.
Разностенность втулки — не более 0,03 мм.

29. Рекомендуемая долговечность втулок по числу циклов  переменной нагрузке
 

  Вращение валов, осей и других деталей во втулках должно быть легким, без заеданий.
  Рекомендуемые нагрузки на втулки я долговечность. Рекомендуемая долговечность втулок по количеству циклов при возвратно-вращательном движении вала с углом отклонения ±30°, переменной циклической нагрузке от нуля до максимальной и рабочей температуры в пределах ±60 °С должна соответствовать указанной в табл. 29. Скорость скольжения не должка превышать 0,01 м/с.
  При повышении температуры до 260 °С нагрузки соответственно должны снижаться в 2 раза. В интервале температур от —60 до +260 °С изменение нагрузок должно соответствовать графику (рис. 6).
  Втулки, работающие при нагрузках не выше 50 МПа, следует применять с учетом допускаемых значений pv, приведенных в табл. 30. Рабочая температура при этом должна быть от —60 до +60 °С.
  С повышением температуры более +60 °С допустимые нагрузки и значения pv должны плавно снижаться, как показано на рис. 7.
  Осевая нагрузка на буртик втулок должна быть не более половины рекомендуемой радиальной нагрузки на втулку и должна рассчитываться на площадь поверхности буртика без радиусных закруглений.
У втулок со снятым приработанным слоем после установки в изделие допускается для исправления формы отверстия (завышенная овальность, конусность и др.) калибровка протягиванием разглаживающих протяжек с натягом, не превышающим 0,06 мм. При этом протяжка и втулка должны быть смазаны смазкой ЦИАТИМ-201 или другой консистентной смазкой.
Коэффициенты трения при отсутствии смазки по мере износа антифрикционного слоя могут увеличиваться:
                                                                                                              
                                                                   Р, МПа
                                                             

 Рис. 6. Изменение нагрузок в интервале температур от —60 до +260 °С

30. Допускаемые значения pv для втулок при нагрузках не выше 50 МПа
 

кинетический (µ_кин) — от 0,07 вначале до 0,2 к концу работы
статический (µ_ат) — 0.10 вначале до 0,22 к концу работы.
Для повышения долговечности рекомендуется изготовление втулок с полностью снятым приработочным слоем на металло-фторопластовой ленте и упрочнение поверхности антифрикционного слоя разглаживающими протяжками с натягом, не превышающим 0,1 мм. Рекомендуемая форма протяжки показана на рис. 8.

Рекомендуемая методика подсчета размеров развертки втулок. Подсчет длины развертки заготовки для втулок без буртика (рис.9).

Длина развертки  l = π(d +t₁ + 2t₂ + Зt₃)

рv,МПа- м/с


Рис. 7. Изменение допускаемых нагрузок и значений pv при изменении температуры

Рис. 8. Рекомендуемая форма разглаживающей протяжки

где d — внутренний диаметр втулки, взятый по верхнему пределу отклонения; (t₁ —толщина стального слоя ленты; t₂ — толщина слоя пористой бронзы; t₃ — толщина приработанного слоя ленты.
Подсчет размеров развертки заготовки для втулки с буртиком (рис. 10)

Высота развертки заготовки  H = [ H_ц +p(r+t₁/2)/2 + (D₁-(D+2r))/2 ] 1,2

Рис. 9. Развертка заготовки втулки без буртика:
а - втулка: б - развертка

Рис. 10. Развертка заготовки втулки с буртиком:
 а - втулка; б - развертка: размер
Hц - цилиндрическая часть заготовки

                                
где 1,2 - коэффициент усадки материала при изготовлении втулки и для последующей механической обработки; Н_{ц = L - r}
Размеры l и l₁ развертки заготовки  l =π(d + t₁ + 2t₂ + 3t3);  /_l = /+2r₁Sin35° где г, = H - H_ц .

Примеры применения втулок приведены на рис. 11 и 12

Рис. 11. Пример применения втулок без буртика

 

Рис. 12. Пример применения втулок с буртиком