Главная

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 износи; 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=10мм приведен на рис. 4.

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 Ra=0,63мкм.

Отклонение от соосности отверстия А относительно отверстия Б - не более 0,03мм (рис. 5).

Запрессовку втулок выполняют с помощью запрессовочных пуансонов с заплечиками для упора в торец или буртик втулки. Диаметр запрессовочных пуансонов выполняют по посадке f7, а параметры шероховатости рабочей поверхности в пределах Ra 0,63 и Ra 0,32мкм. Перед приложением усилия для запрессовки втулки необходимо установить относительно отверстия в изделии так, чтобы исключить возможность движения втулки с перекосом.

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

25а. Рекомендуемые полимерные материалы

Режим работы			Смазка	Материал
р, МПа, не более	v, м/с, не более	pv, МПа·м/с, не более
5,0	0,3	0,25	Без смазки	Термопласты: полиамидная смола, поликапролактам, капрон вторичный
5,0	5,0	20	Периодическая	То же
5,0	0,7	0,80	Без смазки	Композиции на основе термопластов с добавкой 5-10% антифрикционных наполнителей (графит серебристый, дисульфид молибдена, тальк)
5,0	0,7	0,80	Периодическая	То же
7,5	10	20		Реактопласты: фенопласты, волокниты, текстолит, древесные пластики
7,5	10	25		Реактопласты, наполненные графитом

25б. Допустимые значения [p_av] (МПа·м/с) при эксплуатации ТПС¹*

Материал	Тип корпуса СК ^2*или шестерня диаметром, мм	Рабочий диаметр d подшипника 3*, мм
		10	15	20	25	30	40	50	60
		Периодическое смазывание
СФД, СТД (основа – поли деталь)	СК	6,5	3,8	2,2	1,6	1,2	1,0	0,8	0,6
		10,0	6,0	3,5	2,7	2,0	1,6	1,3	1,0
	200	4,5	3,0	1,8	1,4	1,1	0,9	0,7	0,5
		7,4	4,8	3,0	2,4	1,8	13	1,2	1,0
	100	3,2	2,3	1,5	1,2	1,0	0,8	0,7	0,5
		5,0	3,2	2,0	1,8	1,6	1,4	1,2	1,0
СФД-ВМ, СФД-БС, СФД-ДМ, СФД-АФ (полицеталь (основа), ПТФЭ, MoS2 и др.)	СК	9,0	7,0	3,6	3,0	2,2	1,6	1,2	0,9
		13,0	9,0	5,0	4,0	2,8	2,2	1,8	1,4
	200	7,0	5,0	3,0	2,6	2,0	13	1Д	0,8
		10,0	7,0	4,0	3,3	2,6	2,1	1,7	1,3
	100	5,0	3,8	2,8	2,4	1,8	1,4	1,0	0,7
		7,0	5,0	3,6	3,0	2,4	2,0	1,6	1,3
		Одноразовое смазывание
	СК	5,0	3,5	1,8	1,5	1,2	0,9	0,7	0,6
		8,0	5,0	2,7	2,2	1,6	1,2	0,9	0,7
	200	3,5	2,4	1,6	1,3	1,0	0,8	0,7	0,5
		5,0	3,5	23	1,9	1,5	1,0	0,8	0,7
	100	2,8	2,1	1,4	11	0,9	0,7	0,6	0,5
		3,5	2,7	1,7	1,5	1,3	0,9	0,7	0,6
ATM-2 (полиамид 6 (основа), графит, термоантрацит)	СК	4,0	3,0	1,4	1,2	1,0	0,7	0,6	03
		6,0	4,0	2,0	1,6	1,2	0,8	0,7	0,5
	200	3,0	1,9	1,2	1,0	0,8	0,6	0,5	0,4
		4,0	2,8	1,8	1,4	1,0	0,7	0,6	0,5
	100	2,0	1,5	1,0	0,8	0,6	0,5	0,4	03
		2,8	2,0	1,4	1,2	0,9	0,6	0,5	0,4

^{1* В} числителе указано допустимое значение [p_av] подшипника с зазором, соответствующим посадке Е10/h8, а в знаменателе – с зазором, соответствующим посадке D10/h8.

^2* СК – стенка корпуса.

^3* Ширина ТПС l=0,8d, толщина рабочего слоя t=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 Ra0,63 мкм для втулок, изготовленных по Н8, и Ra0,32 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

Рабочий диаметр подшипника, мм	Тип корпуса (см. табл. 25б)
	СК	Шестерня диаметром, мм
		200	100
10	0,160/0,200	0,140/0,175	0,120/0,140
15	0,120/0,160	0,100/0,130	0,080/0,100
20	0,090/0,135	0,070/0,105	0,050/0,080
25	0,075/0,105	0,060/0,090	0,045/0,070
30	0,060/0,085	0,050/0,070	0,040/0,055
40	0,050/0,070	0,045/0,060	0,040/0,045
50	0,045/0,060	0,045/0,055	0,035/0,040
60	0,045/0,055	0,040/0,055	0,035/0,040

Примечание. В числителе приведены допустимые значения f·p_av при теплопроводности материала, равной 0,3Вт/(м·°С), в знаменателе – при 0,8Вт/(м·°С).

26. Втулки свертные из металлофторопласта

Втулки  применяют в узлах трения скольжения.

Размеры, мм

d	D	D1	S	L
				Ряды длин
12	16/18	22/25	2/3	10	12	16
14	18/20	22/25	2/3	12	14	18
16	20/22	25/28	2/3	14	16	20
18	22/25	28/32	2,5/3,6	14	18	22
20	25/28	30/36	2,5/4	16	20	25
22	26/30	32/36	2,5/4	16	22	28
25	30/32	36/40	2,5/4	16	25	32
28	32/36	38/42	2,5/4	16	28	36
32	36/40	42/48	2,5/4	20	32	40
36	40/42	45/48	2,5/4	22	36	45
40	45/48	50/52	2,5/4	25	40	50
45	50/55	55/58	3/4	28	45	56
50	55/60	60/65	3/5	32	50	63
55	60/35	67/71	3/5	36	56	71
60	65/70	71/75	3/5	40	60	71
65	70/80	75/85	3/6	45	68	80
70	75/85	85/90	3/6	50	71	80
75	80/85	85/90	3,5/6	50	75	90
80	85/90	90/95	3,5/6	50	80	100

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

d (откл. по Н7 и Н8)	D (откл. по u7)	D1	S	с ±0,1	r	h	L-0,2***
5	7	12	1,0	0,3	1,0	0,9	4-8
6	8	14					4-10
7	9	16					4-10
8	10	18					4-12
10	13	20	1,5	0,5	1,5	1,4	6-16
12	15	22					6-18
14	17	24					8-22
16	19	26					8-24
18	21	28					10-26
20	23	30					10-30
22	25	33					12-34
24	27	36					12-36
26	29	39					16-40
28	31	42					16-42
30	33	45					16-44
32	35	48					16-48
34	37	52					18-56
35	38	54					18-56
38	41	57					18-56
40	43	60					18-60
42	45	65					20-60
45	50	67	2,5	0,8	2,0	2,4	22-60
48	53	73					24-60
50	55	75					26-65
55	60	82					28-65
60	65	90					28-65
65	70	95					28-65
70	75	105					30-65
75	80	112					30-65
80	85	120					32-65
85	90	125					32-70
90	95	130					36-70
100	105	140					40-70
110	115	150					40-70
120	125	160					40-70

* 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; 70мм.

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: Кд3, кроме поверхностей А и В.

Величина зазора в стыке в свободном состоянии втулки – не более 0,2мм.

Отклонение от перпендикулярности поверхностей А и Б относительно В – не более 0,1мм на длине 100мм.

Отклонение от параллельности линии стыка втулки относительно поверхности В - е более 0,3мм на длине 100мм.

Разностенность втулки – не более 0,03мм.

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. Вкладыши гладкие из металлофторопласта

Вкладыши из металлофторопластовой ленты работают в условиях трения без смазки.

Размеры, мм

d (откл. поН7, Н8)	D (откл. по u8)	S	с ±0,1	L-0.2	d (откл. поН7, Н8)	D (откл. по u8)	S	с ±0,1	L-0.2
5	7	1	0,3	4-8	38	41	1,5	0,5	18-56
6	8			4-10	40	43			18-60
7	8			4-10	42	45			18-60
8	10			4-12
10	13	1,5	0,5	6-16	45	50	2,5	0,8	18-65
12	15			6-18	48	53			18-70
14	17			8-22	50	55			18-75
16	19			8-24	55	60			20-80
18	21			10-26	60	65			20-90
20	23			10-30	65	70			24-90
22	25			12-34	70	75			24-90
24	27			12-36	75	80			26-90
26	29			16-40	80	85			26-90
28	31			16-42	85	90			26-90
30	33			16-44	90	95			26-90
32	35			16-48	100	105			26-90
34	37			20-50	110	115			26-90
35	38			20-56	120	125			26-90

* 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: Кд3, кроме поверхности В.

Величина зазора в стыке в свободном состоянии втулки не более 0,2мм.

Отклонение от перпендикулярности поверхностей А и Б относительно поверхности В – не более 0,1мм на длине 100мм.

Отклонение от параллельности линии стыка втулки относительно поверхности В – не более 0,3мм на длине 100мм.

Разностенность втулки – не более 0,03мм.

29. Рекомендуемая долговечность втулок по числу циклов и переменной нагрузке

d втулок, мм		Нагрузка, МПа, не более			Возможный износ, мм, не более
Номинал	Отклонение	250	125	62,5
		Циклы, не более
5-18	По Н8	15000	60000	150000	0,10
	» Н7	7000	30000	75000	0,05
20-40	По Н8	10000	50000	100000	0,12
	» Н7	5000	25000	50000	0,07
4 и выше	По Н8	10000	50000	100000	0,20
	» Н7	5000	25000	50000	0,10

Вращение валов, осей и других деталей во втулках должно быть легким, без заеданий.

Рекомендуемые нагрузки на втулки и 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 0,01м/с.

При повышении температуры до 260^(o)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 50МПа, 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 0,06мм. 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:

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

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

Типовые случаи приложения нагрузки при применении втулок	Допускаемые значения pv, МПа·м/с (при износе не более 0,1мм)
	Покрытие вала: гладкое хромирование; время работы 1000ч	Другие виды покрытий при отсутствии коррозии вала; время работы 1000ч
Постоянная нагрузка вращающегося вала, фиксированная по отношению к втулке Постоянная нагрузка вращающегося вала относительно втулки Переменная по величине нагрузка вала при возвратно-вращательном движении	0,31 0,42 0,47	0,23 0,31 0,42

кинетический (μ_кин) – от 0,07 вначале до 0,2 к концу работы;

статический (μ_стат) – 0,10 вначале до 0,22 к концу работы.

Для повышения долговечности рекомендуется изготовление втулок с полностью снятым приработочным слоем на металлофторопластовой ленте и упрочнение поверхности антифрикционного слоя разглаживающими протяжками с натягом, не превышающим 0,1мм. 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 + 3t₃),

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.

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

Рис. 8. Рекомендуемая форма разглаживающей протяжки

Подсчет размеров развертки заготовки для втулки с буртиком (рис. 10).

Высота развертки 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

где r₁ = Н - Н_ц

Примеры применения втулок приведены на рис. 11 и 12.

Рис. 9. Развертка заготовки втулки без буртика:

а -  втулка: б – развертка

Рис. 10. Развертка заготовки втулки с буртиком:

а - втулка; б - развертка: размер Н_ц - цилиндрическая часть заготовки

Рис. 11. Пример применения втулок без буртика

Рис. 12. Пример применения втулок с буртиком

---

email: KarimovI@rambler.ru

Адрес: Россия, 450071, г.Уфа, почтовый ящик 21

Теоретическая механика Сопротивление материалов

Прикладная механика Строительная механика Теория машин и механизмов

00:00:00