На головну

I. Мета роботи

  1. I. Роботи Г. П. Щедровицького
  2. I. Мета роботи
  3. I. Мета роботи
  4. I. Мета роботи
  5. II. Загальна характеристика методологічної роботи
  6. II. Роботи інших авторів

Вивчення особливостей структури і властивостей металевих сплавів, що застосовуються для виготовлення деталей підшипників кочення і ковзання.

II. теоретичне обґрунтування

У машинобудуванні широке поширення маютьпідшипники кочення і ковзання, Використовувані в якості опор валів і обертових осей. Термін служби підшипників в основному лімітується зносом тертьових поверхонь. знос - Результат зношування - процесу відділення частинок матеріалу з поверхні тіла при терті, що супроводжується зміною розмірів тіла.

При терті контактуючих поверхонь між ними виникають механічне та адгезионное взаємодії.

механічне взаємодія виражається в пружному і пластичній деформації (і в ряді випадків мікрорезанія) микронеровностей поверхонь в місцях їх дотику.

Пластичне деформування мікрооб'ємів поверхневого шару упровадилися нерівностями призводить до їх інтенсивного зміцнення (наклепу, см. Роботу 3), втрати пластичності і подальшого крихкому руйнуванню, тобто до підвищення інтенсивності зношування. Ще більше її зростання спостерігається при мікрорезанія, яке можливо не тільки упровадилися нерівностями контактує поверхні, але і рухливими твердими частинками (абразивне зношування). Підвищення твердості матеріалу ускладнює пластичну деформацію і мікрорезанія і, відповідно, збільшує його зносостійкість.

адгезионное взаємодія - Це фізико-хімічну взаємодію атомів контактуючих матеріалів, яке може приводити до прилипання, схоплюванню (заїдання), що труться. Руйнування адгезійних зв'язків викликає інтенсивний знос поверхонь (виривання частинок з менш міцного матеріалу). Зниження міцності адгезійних зв'язків запобігає схоплення і, отже, підвищує зносостійкість. Стійкість до схоплюванню зростає зі збільшенням твердості матеріалів, але найбільш ефективний шлях - це поділ труться мастилом.

Таким чином, основними шляхами підвищення зносостійкості є збільшення твердості изнашиваемого матеріалу і зниження міцності адгезійного зв'язку контактуючих поверхонь.

При роботі підшипників кочення виникають значні змінні (циклічні) напруги в зоні контакту кульок або роликів з біговими доріжками кілець. Ці напруги викликають місцеву пластичну деформацію, обумовлюють процеси зародження в поверхневому шарі втомних мікротріщин і, як результат, відділення частинок з утворенням ямок викришування. У зв'язку з цим матеріали для підшипників кочення повинні мати високу контактної витривалістю - опором поверхневому усталостному викришування.

Підвищення контактної витривалості заснована на збільшенні опору поверхневих шарів тіл кочення розвитку пластичної деформації. Це може бути досягнуто тільки при високій твердості поверхні. Тому основними матеріалами для виготовлення великогабаритних підшипників кочення є загартовані і нізкоотпущенние високовуглецеві стали з твердістю HRCэ 60 ... 64. це низьколеговані хромисті шарікоподшипниковиє стали, Що містять близько 1% вуглецю (ГОСТ 801-78) - табл. 11.1.

Основна мета легування цих сталей хромом, а також Mn і Si - це підвищення прокаливаемости (див. Роботу 7). Чим більше ступінь легування, тим більше критичний діаметр гартованих деталей (див. Табл. 11.1), тим більший підшипник може бути виготовлений з даної стали. Так, кульки і ролики діаметром більше 30 мм і кільця з товщиною стінки більше 15 мм рекомендується виготовляти зі сталі ШХ15ГС (ШХ20ГС).

Підвищення прокаливаемости пов'язано зі зменшенням критичної швидкості гарту внаслідок легування (див. Роботу 7). У зв'язку з цим шарікоподшипниковиє стали гартують в маслі. Режим термічної обробки і остаточна структура подібні заевтектоідних інструментальним сталям (роботи 6, 7). Це неповна гарт (830 ... 850 ° С) і низький відпустку (150 ... 170 ° С), остаточна структура - мартенсит з рівномірно розподіленими вторинними карбідами [48].

Підшипник ковзання - Це опора або напрямна, щодо робочої поверхні якої переміщається (ковзає) контртіло (вал, вісь). У таких парах тертя через сильний тертя і великої площі торкання особливо велика небезпека схоплювання труться, що приводить до їх інтенсивного зносу. Вище зазначалося, що найбільш ефективним методом запобігання схоплювання є поділ труться мастилом. Мастило в багато разів знижує коефіцієнт тертя і відповідно підвищує зносостійкість.

Тому матеріали для втулок і вкладишів підшипників ковзання (підшипникові або антифрикційні матеріали) Повинні добре утримувати мастило на робочій поверхні. У металевих підшипникових сплавах це забезпечується неоднорідною гетерогенною структурою, що складається з м'яких і твердих складових. Поверхня м'яких складових легко стирається в початковий період роботи (підробітки) вузла, в результаті утворюються мікроскопічні канали, по яких циркулює мастило і несуться продукти зносу. Кілька виступаючі тверді складові грають роль опори сталевого вала. Крім того, в разі порушення цілісності мастильного шару (наприклад через перегрів) матеріал м'яких легкоплавких включень може "намазувати" на сталевий вал, оберігаючи його від пошкодження.

Таким чином, зазначена структурна особливість є найважливішою умовою антіфрікционності підшипникових сплавів - їх здатності забезпечувати низький коефіцієнт тертя ковзання при роботі в парі зі сталевим валом.

Традиційними антифрикційними металевими сплавами є сірі чавуни, бронзи и бабіти.

М'якої складової антифрикційних чавунів є графіт, твердої - перлитная або ферито-перлітною основа (див. Роботу 5). Застосовуються антифрикційні сірі (АЧС-1, АЧС-2), високоміцні (АЧВ-1, АЧВ-2) і ковкі (АЧК-1, АЧК-2) чавуни (ГОСТ 1585-85).

чавуни- Дешеві антифрикційні матеріали, але через дуже високих значень твердості і коефіцієнта тертя в парі зі сталлю вони чутливі до недостатності мастила і можуть застосовуватися тільки для роботи при малих швидкостях ковзання.

Добрими антифрикційними властивостями володіють двофазні олов'яні (Див. Роботу 10) і, особливо, свинцеві бронзи. Структура найбільш поширеною свинцевою бронзи БрС30 (30% Pb, 70% Cu) являє собою суміш м'яких кристалів свинцю і більш твердих кристалів міді. Ця бронза використовується для вкладишів підшипників ковзання у вигляді тонкого шару, наплавленого на сталеву стрічку. Такі підшипники працюють при високому тиску і великих швидкостях ковзання.

Найкращими антифрикційними властивостями володіють бабіти (ГОСТ 1320-74) - легкоплавкі сплави на олов'яної або свинцевою основі. Наприклад, хімічний склад олов'яного бабіту Б83: 83% Sn, 11% Sb, 6% Cu; свинцевого Б16: 16% Sn, 16% Sb, 2% Cu, 66% Pb. М'якою структурної складової цих сплавів є тверді розчини легуючих елементів в олові або свинці, а твердими включеннями - кристали інтерметалевих з'єднань різного складу. Бабіти застосовуються для заливки тонкостінних вкладишів підшипників ковзання. Невисока температура плавлення (близько 400 ° С) полегшує цей процес. Використовують бабіти для підшипників відповідального призначення (дизелів, парових турбін, турбонасосів, автомобільних двигунів і т.п.), які працюють при великих навантаженнях і швидкостях.




I. Мета роботи | I. Мета роботи | III. Порядок виконання роботи | II. Теоретичне обґрунтування. | Прожарювана стали | II. теоретичне обґрунтування | III. Порядок виконання роботи | II. теоретичне обґрунтування | III. Порядок виконання роботи | Робота 10 |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати