Двигатели
внутреннего сгорания

 
         

 

Главная
Основы конструирования
Расчеты
Силы и моменты
Поршневая группа
Шатуны и штоки
Коленчатые валы
Подшипники
Система газораспределения
Корпусные детали
Анализ конструкции
Устройство и
принцип действия

КШМ
ГРМ
Система смазки
Система охлаждения
Система питания
Система зажигания
Пуск двигателей
Увеличение мощности
Разное

Материалы подшипников

Вкладыши стационарных и судовых мало- и среднеоборотных двигателей иногда выполняют толстостенными толщиной 5-20 мм из сталей 15, 20 и 30 реже из чугуна СЧ 20, СЧ 25. Для предохранения стальных вкладышей от фреттинг-коррозии их покрывают медью. В современных быстроходных форсированных двигателях обычно используют тонкостенные вкладыши толщиной 1,5-5 мм, которые лучше прилегают к постели подшипника. Для заливки вкладышей используют баббиты, сплавы на медной основе, а также сплавы алюминия, кадмия, серебра с различными покрытиями.
Лучшими баббитами, обладающими высокими антифрикционными свойствами, являются Б88 и Б83 на основе олова.
Их применяют для заливки вкладышей коренных и шатунных подшипников тихоходных судовых двигателей большой мощности. Такие подшипники могут работать при ктак Ц = 184-20 МПа и скоростях скольжения Ф-бм/с. Коэффициент трения при работе баббита Б83 со смазочным материалом равен 0,005. Нагрев подшипника вследствие снижения твердости баббита не должен превышать 110°С. Однако из-за высокой стоимости, дефицитности олова, а также низкого сопротивления усталости и плохой прирабатываемости при толщине заливки, меньшей 1 мм, эти баббиты находят ограниченное применение.
Более низкую стоимость имеют следующие свинцовистые баббиты: БН с присадкой никеля (9-11% олова), или с присадкой теллура (9-11% олова) и БК2 (1,5-2,5% олова). Коэффициент трения сплава при работе со смазочным материалом составляет для БН 0,006, для БК2 0,009.
Баббит БН, используемый в подшипниках дизелей, сохраняет работоспособность при /спшх = 15-^18 МПа и окружной скорости до 6 м/с. Температура подшипника при этом не должна превышать 110°С. Баббит БК2 обладает большими сопротивлением усталости и долговечностью, чем баббит Б83, и применяется для заливки тонкостенных вкладышей подшипников.
В быстроходных форсированных двигателях применяются бронзы БрСЗО (27-31% свинца) и оловянистые (20-24% свинца,
1-2%      олова). Вкладыши из бронзы БрСЗО допускают нагрузку ктях = 30 МПа, из оловянистой бронзы ктях = 35 МПа при окружной скорости до 12 м/с. Коэффициент трения при смазывании равен 0,009. Недостатками применения свинцовистой бронзы является необходимость использования валов с поверхностями повышенной твердости (HRC 52 и более), а также вымывание свинца из сплава при попадании воды в масло. Для предотвращения этого рабочие поверхности вкладышей покрывают слоем олова или свинцовооловянистым сплавом.
Все более широкое распространение в быстроходных дизелях находят сплавы на основе алюминия. Они обладают высокими сопротивлением усталости, теплопроводностью, коррозионной стойкостью. Однако большая твердость сплава ухудшает прирабатываемость и повышает возможность изнашивания шеек. Сплав А09-2 (8-10% олова, 0,8-1,2% никеля,
2-2,5%  меди) допускает нагрузку ктях Д° 25 МПа при скорости скольжения до 15 м/с. Для вкладышей подшипников он используется в виде тонкостенной биметаллической ленты. Алюминиевый сплав А020-1 (17-23% олова, 0,7-1,2% меди) используют при максимальной нагрузке до 30 МПа и окружной скорости до 20 м/с. Он также выпускается в виде биметаллической ленты.
Сплавы на основе кадмия получили широкое распространение для заливки вкладышей подшипников автомобильных двигателей за рубежом. Эти сплавы (97-98,5% кадмия, до 1,5% никеля, магния и серебра, 0,7-1,7% меди), защищенные от коррозии пленкой индия, являются по своим свойствам промежуточными между лучшими баббитами и свинцовистой бронзой. Они хорошо сплавляются со сталью и при их применении меньше изнашивается вал.
Подшипниковые сплавы должны обладать высокими антифрикционными свойствами, хорошими теплопроводностью и сплавляемостью с основной вкладыша.
Заливку тонкостенных вкладышей быстроходных дизелей нередко выполняют многослойной для улучшения прираба-тываемости и повышения износостойкости подшипников.
В автомобильных дизелях стальную ленту толщиной 2-2,5 мм покрывают слоем 0,45-0,5 мм свинцовистой бронзы, 0,015-0,025 мм свинцовооловянистого сплава и слоем 0,003-0,004 мм оловянистой полуды. Для улучшения прира-батываемости вкладышей их иногда вместо полуды покрывают кадмием или индием. Вкладыши, покрытые слоем алюминиевого сплава, для улучшения прирабатываемости и уменьшения абразивного износа в начальной стадии работы двигателя покрывают гальваническим способом слоем полуды толщиной 0,02-0,03 мм. Ведутся работы по использованию в качестве заливки вкладышей материалов, полученных спеканием. Поверхность такого вкладыша, имеющая сетчатую структуру, заливается оловом или композитным составом на основе синтетических материалов. Такие подшипники повышают надежность конструкции и позволяют экономить цветные металлы.
В двигателях с принудительным воспламенением широкое распространение получил сплав на основе свинца (5,5—6,5% олова, 5,5-6,5% сурьмы, 0,3% меди). Такие подшипники обычно выполняют триметаллическими: стальная лента толщиной 1,5-1,7 мм, медно-никелевый подслой 0,25-0,45 мм, полученный спеканием порошка, и антифрикционный слой из указанного сплава толщиной 0,08-0,13 мм. Допускаемое максимальное давление составляет 15 МПа.
Работоспособность подшипника характеризуют также распрямление (рис. 191, а) и выступание вкладыша (рис. 191,6). Распрямление вкладыша, т.е. увеличение его диаметра в свободном состоянии, обеспечивает прилегание вкладыша к постели при сборке. Величину распрямления вкладыша выбирают в зависимости от диаметра и толщины вкладыша. В процессе эксплуатации двигателя распрямление уменьшается, что затрудняет монтаж при переборках. При посадке вкладыша в постель его деформируют на величину 2Дгп под действием силы 2F, и он принимает цилиндрическую форму. При штамповке вкладыша в свободном состоянии его внешняя поверхность не является цилиндрической, а должна изменяться по закону
Дг = Дгп(1 — 2<р/тс) cos ф,
где ф-угол по окружности вкладыша, изменяющийся от 0 до тс.
Выступание вкладыша Ah характеризует его деформацию и прилегание к постели при затяжке подшипника болтами. Величину Ah рассчитывают, исходя из допускаемых напряжений на торцах атор и давления вкладыша р0 на расточку, по зависимостям
В практике двигателе-с троен и я принято проверять на краску прилегание внешней поверхности вкладыша к гнезду контрольного приспособления под тарированной нагрузкой на стык. Пятно контакта должно составлять не менее 70-90% поверхности, где Р-нагрузка на торец вкладыша; Е - модуль упругости основания вкладыша; F-площадь поперечного сечения основания вкладыша; гср-средний радиус вкладыша; ^-коэффициент уменьшения площади за счет выточек.
Значение р0 должно быть не менее 5 МПа, а ^ 100 МПа. Обычно Ah лежит в пределах 0,05-0,1 мм. С графиком для выбранного масла определяет значения ||| и г|ср, при которых должен осуществляться тепловой баланс подшипника.

1 2 3 4 5

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 



  Разработано специально для liciss.ru, все права защищены.
Копирование материалов сайта разрешается только с указанием прямой индексируемой ссылки на источник.