Подшипники скольжения без смазки

Неметаллические материалы для подшипников скольжения

Неметаллические материалы для подшипников скольжения

В качестве материалов для подшипников используют пластики, твердые породы натурального дерева, усиленную древесину, резину, графит.

Все перечисленные материалы применяют в сочетании с валами повышенной твердости (> HRC 50). При этом условии неметаллические подшипники обнаруживают высокую износостойкость.

Отличительная особенность неметаллических подшипниковых материалов — низкая теплопроводность. Почти все они лучше работают на воде, чем на масле.

Применение водяной смазки оправдано в тех случаях, когда машина работает с водой (водяные насосы) или в воде (установки гребных винтов, подводный механизированный инструмент и т. д.). В отдельных случаях применяют водяную смазку и на машинах общего назначения. При водяной смазке валы выполняют из закаливающихся коррозионностойких сталей (типа 30Х13, 40Х13). Металлические корпуса подшипников необходимо защищать от коррозии.

Рейтинг ТОП 5 лучших смазок для подшипников: какую купить, плюсы и минусы, отзывы

Подшипник необходим для любой промышленной техники, спортивного инвентаря и многого другого. Чтобы устройство служило вам максимально долго, его необходимо тщательно обслуживать. Только при помощи специальных смазок вам удастся защитить подшипники от коррозии, преждевременного износа, температурного воздействия. Смазки для подшипников обеспечивают функцию по защите вращающегося механизма и его отдельных частей, продлевает срок их службы, а также способствует легкому вращению колеса, что снижает нагрузку на двигатель и ходовую часть.

Виды и свойства

  • Виды и свойства
  • Рейтинг ТОП 5 лучших смазок для подшипников
  • Motul Tech Grease
  • МС-1000
  • BP Energrease LS-EP 2
  • Luqui Moly LM 50
  • Castrol LMX Li-Komplexfett
  • Сравнительная таблица масел
  • Списки лучших
  • Muc-Off Bio Grease — универсальная
  • EFELE SG-311 — морозостойкая
  • МС BLUE 1510 — высокотемпературная
  • На что смотреть при выборе

Разновидности и требования к смазкам для подшипников

Правильный и регулярный уход за подшипниками — залог их эффективной и продолжительной работы. Пользоваться первой попавшейся смазкой для узла нельзя. Первое, чем следует руководствоваться — это рекомендации производящей компании:

  • масла (они еще называются маслянистыми СМ) — используются при высоких температурах и значительных частотах вращения деталей. Вещества уменьшают силу трения от контакта поверхностей и защищают подшипник от агрессивных сред и механических частиц;
  • пластичные смазки — выпускаются в виде мазей, предназначенных для уменьшения трения. В отличие от масел, они неплохо держатся на вертикальных поверхностях, постоянно контактируют с обработанными деталями, герметизируя их;
  • твердые автосмазки. Они имеют ограниченную область применения — подшипники скольжения. Состав ложится тончайшим сухим слоем, уменьшая при этом трение. Их используют, когда применение масел и пластичных средств по каким-либо причинам невозможно;
  • газообразные средства. Поверхности трения, движущиеся друг относительно друга, разделяются газом. Область применения — высокоточные приборы, газовые турбины или турбокомпрессоры.

Подшипники

Отдельная категория — смеси, которые выпускаются в виде аэрозолей.

Свинцовые бронзы

Свинцовые бронзы представляют собой сплавы Сu (40—70%) и Рb (30—60%) с присадками небольших количеств Sn, Zn, Ni, Ag. В СССР наиболее распространены бронзы БрС30 (30% Рb; остальное Сu) и БрО5С25 (5% Sn; 25% Рb; остальное Сu). Применяют также высокосвинцовую никелевую бронзу БрС60Н2,5 (60% Рb; 2,5 Ni).

Свинец практически нерастворим в меди и присутствует в сплавах в виде округлых включений, более или менее равномерно распределенных в медной матрице.

Свинцовые бронзы прочнее и тверже баббитов (НВ 40—60). В отличие от баббитов твердость и прочность их остаются практически постоянными до 200°С. Теплопроводность 0,12—0,13 Вт/(м·°С).

Недостатком свинцовых бронз является пониженная коррозионная стойкость (из-за наличия свободного свинца). Кроме того, свинец вызывает ускоренное окисление масла при эксплуатации.

Прирабатываемость и антифрикционные свойства свинцовой бронзы хуже, чем у баббитов. Подшипники с заливкой свинцовой бронзой требуют особенно малой шероховатости поверхностей трения, исключения перекосов, увеличения жесткости системы вал–подшипник, увеличения прокачки масли и тщательной его фильтрации, а также повышения поверхностной твердости вала (>HRC 50). Зазоры в подшипниках с заливкой свинцовой бронзой делают в среднем на 30—50% больше, чем в подшипниках с баббитовой заливкой. Целесообразно применять масла с низким кислотным числом (< 1 мг КОН/г) и вводить в масло противоокислительные присадки.

Рабочие поверхности подшипников с заливкой свинцовой бронзой обрабатывают тонкой расточкой алмазными или твердосплавными резцами с малыми подачами и большими скоростями резания (10—13 м/сек).

Свинцовую бронзу заливают на вкладыши из низкоуглеродистых сталей слоем толщиной 0,5—0,8 мм при 1050°С в графитных формах. Во избежание ликвации и для получения равномерного и тонкодисперсного распределения свинца в сплаве вкладыши сразу после заливки подвергают интенсивному охлаждению водой, пульверизованной сжатым воздухом.

Разработаны улучшенные составы свинцовых бронз с 30% Рb с присадками Ni (до 5%), Sn (до 25%) и незначительных количеств S и Са. Присадка Ni увеличивает коррозионную стойкость, S и Са вводят для предупреждения ликвации свинца.

Наряду с высокосвинцовыми бронзами для заливки подшипников применяют пластичные (НВ 60—80) бронзы с содержанием 5—7% Рb, 5% Р и 5% Zn.

Полужидкостная смазка

При использовании полужидкостной смазки масляный слой не является сплошным и обильным. Поверхности детали и вала соприкасаются между собой. Смазка такого типа используется при отсутствии специального механизма гидродинамической смазки либо в случае недостаточной подачи масла.

Смазка полужидкостная в гидродинамических подшипниках может образоваться при недостаточной толщине слоя масла, не способной предупредить соприкосновение неровностей детали и подшипника.

Полужидкостная смазка обладает более высоким, нежели жидкостная, коэффициентом трения. При ее использовании тепловыделение в детали выше. Поэтому ее возникновение, особенно в тех подшипниках, работа которых сопровождается большими частотами вращения, может вызвать перегрев детали и ее поломку.

Пластичные смазки для подшипников скольжения из металла, работающих при высоких и экстремально высоких температурах

Пластичные смазки, не обладающие достаточной термостойкостью, в условиях воздействия высоких и экстремально высоких температур будут интенсивно разлагаться и коксоваться, теряя свои смазочные свойства и приводя к ускоренному износу узла трения.

Термостойкие смазки EFELE для подшипников скольжения:

    (диапазон рабочих температур от -30 до +160 °С) – устойчива к смыванию водой, влажной среде, имеет высокие антикоррозионные свойства, обеспечивает длительное смазывание
    (диапазон рабочих температур от -30 до +150 °С) – устойчива к смыванию водой, влажной среде, выдерживает ударные нагрузки, имеет отличные противоизносные и высокие антикоррозионные свойства
    (диапазон рабочих температур от -40 до +160 °С) – устойчива к смыванию водой, выдерживает высокие нагрузки, защищает от коррозии, обладает высокой адгезией, имеет пищевой допуск
    (диапазон рабочих температур от -55 до +150 °С) – устойчива к смыванию водой, высоким нагрузкам, совместима с пластмассами и эластомерами, имеет высокие антикоррозионные свойства
    (диапазон рабочих температур от -40 до +160 °С) – устойчива к смыванию водой, влажной среде, высоким нагрузкам, имеет пищевой допуск, обеспечивает длительное смазывание
    (диапазон рабочих температур от -45 до +170 °С) – устойчива к смыванию водой и моющими средствами, высоким нагрузкам, влажной среде, имеет высокие антикоррозионные и хорошие противоизносные свойства, пищевой допуск, обеспечивает длительное смазывание
    (диапазон рабочих температур от -20 до +260 °С) – работоспособна в запыленной среде, вакууме, химически агрессивной среде, совместима с пластмассами и эластомерами, имеет пищевой допуск, высокие антикоррозионные свойства, обеспечивает длительное смазывание.

Критерии выбора

Чтобы правильно подобрать антиадгезив для конкретных условий, необходимо обратить внимание на такие факторы:

  • зависимость состава от температурных колебаний. Высокотемпературные средства при низкой температуре быстро кристаллизуются и густеют. Наоборот, если реальные условия превышают величину температурного порога смазки — она сохнет и коксуется;
  • режим эксплуатации. Например, подшипники, вращающиеся на высокой скорости, нуждаются в синтетической смазке;
  • уровень нагрузки. Если подшипники эксплуатируются в сложных условиях, оптимальным вариантом станет литиевая смазка;
  • влияние внешних негативных факторов (пыль, вода, пар, кислоты). Если какой-либо агрегат регулярно соприкасается с перечисленными средами, следует отдать предпочтение максимально устойчивым составам.

Выбор смазки

Древесные материалы

Для подшипников применяют пропитанные маслом твердые древесные породы (гваяковое дерево, самшит), как заменители — березу, клен, дубовые породы.

Более высокими качествами обладает усиленная древесина, представляющая собой многослойный березовый шпон (лигнофоли) или крошку (лигностоны), пропитанные фенолоформальдегидными смолами и спрессованные под давлением 30—50 МПа при 150—180°С.

Древесные пластики лучше работают на воде; их применяют для изготовления подшипников гидравлических машин, а также для изготовления низкооборотных, тяжелонагруженных и крупногабаритных подшипников прокатных станов.

Вкладыши из древеснослоистых пластиков набирают из брусков с расположением слоев перпендикулярно к поверхности трения и крепят в металлических корпусах (рис. 693).

Подшипники из древеснослоистых пластиков

Допустимая удельная нагрузка в среднем 2—3 МПа; кратковременная до 15 МПа. Предельная температура 60—70°С.

Серебро

Для тяжелонагруженных опор машин, выпускаемых небольшими сериями, применяют подшипники с поверхностью трения из серебра (с присадкой небольших количеств Sn и Рb).

Серебряные покрытия отличаются пластичностью, мягкостью (в отожженном состоянии НВ 25—35), хорошими антифрикционными качествами и высоким сопротивлением усталости.

Теплопроводность серебряных покрытий высокая — 0,36—0,42 Вт/(м·°С). Коэффициент линейного расширения 18·10 –6 . Модуль упругости Е = 8,2·10 4 МПа. Температура плавлении 960°С.

Серебро заливают на поверхность вкладышей слоем 0,1—0,3 мм или наносят электролитически на пористую бронзовую или медно-никелевую подложку слоем толщиной 20—50 мкм.

В отдельных случаях для улучшения связи с вкладышем серебро заливают на мелкоячеистую стальную основу. Выступающие на поверхность участки стальной матрицы увеличивают несущую способность подшипника.

В целях улучшения прирабатываемости на поверхность серебряного покрытия наносят слой свинца или свинцово-сурьмяного сплина толщиной 10—30 мкм, который для предупреждения коррозии покрывают слоем индия толщиной несколько микрометров.

Необходимо применение валов повышенной твердости (> HRC 50).

Пластичные смазки для подшипников скольжения из металла, работающих при низких температурах

Проблема смазывания подшипников при низких температурах связана, в основном, с эксплуатацией оборудования в зимний период или в холодных климатических зонах, а также в устройствах заморозки.

Применение обычных смазочных материалов при температурах ниже -40 °С, как правило, недопустимо – в них увеличивается вязкость базового масла, смазка густеет и прекращает эффективно поступать в зону трения.

Синтетическая морозостойкая смазка EFELE SG-321

Новейший смазочный материал от компании “Эффективный Элемент” для обслуживания подшипников скольжения, работающих при очень низких температурах – морозостойкая смазка EFELE SG – 321.

Она изготовлена на основе сульфоната кальция, что придает материалу высокие несущие и водостойкие свойства.Смазка совместима с пластмассами, отлично работает при высоких нагрузках, во влажной среде и надежно защищает узлы от коррозии и износа.

Морозостойкие пластичные смазки EFELE предназначены для работы при низких температурах и сохраняют свои высокие эксплуатационные свойства в этих условиях.

EFELE MG-214 (диапазон рабочих температур от -40 до +120 °С) – устойчива к смыванию водой, работоспособна во влажной среде, обладает высокой химической и механической стабильностью.

EFELE SG-301 (диапазон рабочих температур от -40 до +160 °С) – устойчива к смыванию водой, высоким нагрузкам, влажной среде, защищает от коррозии, обладает высокой адгезией, имеет пищевой допуск.

EFELE SG-311 (диапазон рабочих температур от -60 до +120 °С) – устойчива к смыванию водой, высоким скоростям вращения, совместима с пластмассами и эластомерами, обеспечивает длительное смазывание.

EFELE SG-321 (диапазон рабочих температур от -55 до +150 °С) – устойчива к смыванию водой, высоким нагрузкам, совместима с пластмассами и эластомерами, имеет высокие антикоррозионные свойства.

EFELE SG-391 (диапазон рабочих температур от -40 до +160 °С) – устойчива к смыванию водой, влажной среде, высоким нагрузкам, имеет пищевой допуск, обеспечивает длительное смазывание.

EFELE SG-392 (диапазон рабочих температур от -45 до +170 °С) – устойчива к смыванию водой и моющими средствами, высоким нагрузкам, влажной среде, имеет высокие антикоррозионные и хорошие противоизносные свойства, пищевой допуск, обеспечивает длительное смазывание

ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ

Линейка очистителей бренда EFELE пополнилась новыми составами на водной основе

Линейка очистителей бренда EFELE пополнилась новыми составами на водной основе

С применением покрытий MODENGY количество брака на производствах спойлеров для грузовиков сводится к минимуму

С применением покрытий MODENGY количество брака на производствах спойлеров для грузовиков сводится к минимуму

Сравнительная таблица масел

Для сравнения используем таблицу, в которой собраны краткие параметры всех перечисленных моделей.

Модель Страна Цвет Класс Цена (руб)
Motul Tech Grease Франция зеленый NLGI 2 от 340 до 561
МС-1000 Россия черный NLGI-2/3 от 206 до 427
BP Energrease LS-EP 2 Германия коричневый NLGI 2 от 142 до 376
Luqui Moly LM 50 Германия синий NLGI 2 от 682 до 865
Castrol LMX Li-Komplexfett Германия зеленый NLGI 2 от 450 до 620

Резины

Резиновые подшипники представляют собой металлические втулки, облицованные натуральными или синтетическими каучуками (хлор- и фторкаучуки, силиконовые и полисульфидные каучуки). Наилучшими для подшипников скольжения являются фторкаучуки.

Твердость и эластичность каучуков можно менять в широких пределах изменением состава и технологии изготовления.

Резиновые подшипники применяют почти исключительно с водяной смазкой. Их используют в гидравлических машинах, для подводного механизированного инструмента, в концевых установках гребных валов (дейдвудные подшипник). Металлические корпуса подшипников выполняют из коррозионностойких сталей или защищают от коррозии нанесением полимерных пленок.

Для удаления грязи на рабочей поверхности подшипников предусматривают сквозные канавки (рис. 694).

Резиновые подшипники

Коэффициент трения стали по влажной резине f = 0,05—0,1. При достаточной прокачке воды и высоких окружных скоростях (10—20 м/с) можно, несмотря на малую вязкость воды, создать чисто жидкостную смазку (f = 0,002—0,003).

Подшипники из мягких резин применяют, когда важно обеспечить самоустанавливаемость вала, а также амортизацию его колебаний. Несущая способность их незначительна (k = 0,1—0,2 МПа).

Подшипники из твердых резин выдерживают нагрузки до 3—5 МПа.

Многослойные покрытия

При многослойной заливке тонкий слой оловянного баббита наносят на подложку из антифрикционного сплава толщиной 0,2—0,5 мм. Позволяя использовать ценные качества оловянных баббитов, этот способ резко сокращает расход олова и вместе с тем увеличивает сопротивление усталости и сопротивляемость заливки ударным нагрузкам.

В качестве подложки применяют свинцовые бронзы, алюминиевые сплавы и бронзы. Наилучшие результаты дают пористые подложки из спеченных сплавов Cu–Al и Сu–Ni (60% Сu, 40% Ni), обеспечивающие прочную связь баббита с вкладышем.

Применяют два способа нанесения баббита. При заливке баббит наносят слоем 0,3—0,4 мм. После обработки толщина баббитового слоя составляет 0,15—0,2 мм.

Технологичнее электролитическое осаждение баббита слоем толщиной 15—20 мкм на поверхности подложки, обработанной начисто. При этом способе обязательно применять пористую подложку, которая, будучи пропитана баббитом, образует антифрикционный подслой, обеспечивающий правильную работу подшипника при местном или общем износе поверхностного баббитового слоя.

Иногда в качестве поверхностного слоя применяют свинцовые баббиты. Для предупреждения коррозии на них наносят электролитический слой In толщиной несколько микрометров, который затем подвергают диффузии посредством нагрева при 150°С в течение 2—3 ч.

Какие подшипники и когда надо смазывать

При подборе смазочной смеси учитывается, прежде всего разновидность подшипника (закрытый, игольчатый, шаровой, линейный, опорный). В основном применяют жидкие (масляные) и пластичные смеси. Газообразными и твердыми смазками пользуются значительно реже. В первую очередь рассматриваются условия эксплуатации оборудования: температура, вибрации, скорость вращения, ударные воздействия, специфика окружающей среды и т. д. Например, если речь идет о подшипнике генератора или электродвигателя, на первый план выступает такое качество, как термостойкость.

Подшипники со смазкой

Для роликовых механизмов предпочтительны жидкие смазки. По сравнению с пластичными смесями, они эффективно отводят тепло, имеют хорошую проникающую способность, удаляют продукты износа. Если же есть риск вытекания жидкого состава, лучше воспользоваться пластичным средством для роликов. Достоинство подобного варианта в более продолжительном периоде эксплуатации.

Углеграфиты

Для изготовления подшипников, работающих без смазки при высоких температурах, в химически агрессивных средах, применяют углеграфиты (смеси графита, угля, сажи и кокса на связке из пека и каменноугольных смол, спрессованные и подвергнутые спеканию).

Физико-механические свойства графита: плотность 2,2 кг/дм 3 ; температура плавления 3500°С; разрушающее напряжение 20 МПа; модуль нормальной упругости 8·10 3 МПа; коэффициент линейного расширения ϰ = (0,5—1)· 10–6 1/°С, теплопроводность (6—8)·10 –3 Вт/(м·°С).

Углеграфиты обладают хорошими антифрикционными качествами (коэффициент трения 0,05—0,08), теплостойкостью, химической стойкостью, низким коэффициентом линейного расширения α = (2—3)·10 –6 . Углеграфиты хорошо обрабатываются резанием. Недостатком их является хрупкость.

Для увеличения прочности, теплопроводности и износостойкости в углеграфиты вводят металлические порошки (Cu, Cd, баббит). Хрупкость уменьшают пропиткой фенолоформальдегидами, силоксанами и тефлоном (графитопласты).

Наилучшими суммарными свойствами обладают антегмиты (табл. 33).

Антегмиты

Валы, работающие в углеграфитных подшипниках, должны иметь твердость более HRC 50.

Углеграфиты широко применяют для уплотнения высокотемпературных узлов (уплотнительные кольца турбин, диски торцовых уплотнений).

Бронзы

Бронзы применяют для изготовления подшипников, работающих в области преимущественно полужидкостной смазки при небольших окружных скоростях (подшипники вспомогательных приводов). Благодаря повышенной твердости они выдерживают большие удельные нагрузки.

Наиболее распространены оловянные, оловянно-свинцовые и оловянно-цинково-свинцовые бронзы (табл. 29).

Бронзы

Хорошими антифрикционными качествами обладают оловянные бронзы типа БрОФ. Бронзы с содержанием >0,5% Sn отливают (предпочтительно в кокили), с содержанием <0,5% Sn — штампуют. Твердость штампованных бронз можно снизить до НВ 50—60 посредством смягчающего отжига.

Введение свинца (бронзы БрОС) улучшает обрабатываемость, увеличивает пластичность и снижает твердость бронзы. Бронза БрО5С25 относится к разряду полупластичных.

Наиболее широко применяют оловянно-цинково-свинцовые бронзы, в которых содержание дефицитного олова снижено до 2—6%. Пластичность их выше, чем у оловянных бронз (удлинение 6—15%); твердость НВ 50—70. Оловянно-цинково-свинцовую бронзу БрОЦС 4-4-2,5 применяют в виде холоднокатаных лент для изготовления тонкостенных втулок.

Алюминиево-железные бронзы типа БрАЖ, имеющие повышенную твердость (НВ 70—100), применяют для изготовления втулок, работающих при высоких нагрузках и малых скоростях в условиях полужидкостной и граничной смазки (направляющие втулки всасывающих клапанов двигателей внутреннего сгорания).

Подшипники, работающие при высоких температурах, при граничной смазке (направляющие выхлопных клапанов) изготовляют из жаропрочных железоникельалюминиевых сплавов типа БрАЖН.

Теплопроводность антифрикционных бронз 0,06—0,12 Вт/(м·°С); коэффициент линейного расширения (16—18)·10 –6 ; модуль упругости Е = (8—10)·10 4 МПа.

Валы, работающие в бронзовых подшипниках средней твердости, должны иметь твердость более HRC 50, а в подшипниках из бронзы высокой твердости более HRC 55.

Антифрикционные чугуны

В качестве дешевых заменителей бронз применяют антифрикционные чугуны: серые АЧС с пластинчатым графитом, высокопрочные АВЧ с глобулярным графитом, ковкие АЧК с хлопьевидным графитом и медистые ЧМ (табл. 30).

Антифрикционные чугуны

Недостатки антифрикционных чугунов — хрупкость и высокая твердость (НВ 160—250), исключающая возможность самоприработки. Чугунные подшипники чувствительны к перекосам, вызывающим высокие кромочные давления.

Чугунные подшипники применяют с валами высокой поверхностной твердости (> HRC 55). Мягкие антифрикционные чугуны (АЧС-3, АЧВ-2, АЧК-2) могут при небольших нагрузках работать в паре с нормализованными или улучшенными сталями (HRС 25—35).

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Егор Новиков
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий