|
|
Масляные отверстия и канавки
В большинстве подшипников масло для смазки подается через
отверстие, просверленное в корпусе, поэтому в одном из
вкладышей должно располагаться соответствующее отверстие.
Это отверстие должно размещаться в той части подшипника,
радиальные нагрузки на которую минимальные, что обычно имеет
место в центре верхнего вкладыша. Из этого отверстия масло
распространяется по окружности при вращении вала, и давление
заставляет масло растекаться к краям подшипника. В
большинстве устанавливаемых методом запрессовывания
подшипников масляные канавки не нужны и даже не желательны в
тех случаях, когда подшипники подвергаются высоким
нагрузкам, поскольку они не только уменьшают площадь
поверхности подшипника, но и позволяют маслу легко вытекать
из тех мест, где особенно важно удержать его.
Некоторые подшипники, например подшипники нижних головок
шатунов, установлены на движущиеся детали и не могут
снабжаться маслом непосредственно и независимо. В таких
случаях масло подается через отверстие в валу и поэтому нет
необходимости в отверстии для подачи масла во вкладыше.
Чтобы обеспечить непрерывную подачу масла к нижним головкам
шатунов, во вкладыше коренного подшипника проделана
кольцевая канавка, в которую подается масло из главной
масляной магистрали (рис. 27.5).
Отверстие в шатунной шейке поворачивается
вокруг этой канавки на нижней головке шатуна, благодаря чему
обеспечивается непрерывная подача масла из главной масляной
магистрали. Ширина и глубина этих канавок вокруг вкладышей
главных подшипников должны быть не слишком большими, чтобы
обеспечивалась достаточная площадь для опоры головки шатуна.
Материалы подшипников
Валы почти всегда изготавливаются из стали или чугуна и
материал поверхности подшипника должен обеспечивать
удовлетворительную комбинацию с материалом вала. Некоторые
используемые для корпусов материалы могут выбираться из
следующих соображений: например, как чугун, так и алюминий
могут вполне удовлетворительно работать при различных
условиях и могут использоваться без втулок или вкладышей.
Однако при работе на больших оборотах или при больших
нагрузках, или при наличии и того и другого, обычно
предпочтительны другие материалы. Некоторые из них описаны
ниже.
Бронза
Бронза представляет собой сплав меди и олова; свойства этого
сплава зависят от точных пропорций этих металлов, а также от
того, добавляются ли и другие элементы. Широко используемый
сплав обычно содержит небольшое количества фосфора и потому
называется фосфористой бронзой.
Бронзы обычно довольно твердые — хотя и мягче стали — и
хорошо выдерживают нагрузки, но они хуже, чем другие
материалы выдерживают работу с трением на больших скоростях.
В тех случаях, когда подача смазки затруднена, подшипники
скольжения должны быть или предварительно смазаны, или
должны быть самосмазывающимися.
Предварительно смазанные (смазанные перед установкой)
подшипники. Порошковая свинцовая бронза может вдавливаться в
форму и нагреваться до сплавления металлических частиц друг
с другом; этот процесс называется агломерацией (спеканием).
Пористый состав способен поглощать и удерживать смазку,
которая либо наносится сверху, либо подшипник пропитывается
перед установкой. Некоторые втулки изготавливаются из
бронзы, агломерированной вместе со сталью, после чего
наносится слой из полиацеталя. Такая поверхность
обеспечивает хорошую опорную поверхность, даже при наличии
всего лишь следов смазки. В опорной поверхности часто
оставляют полости для удержания масла или смазки.
Самосмазывающиеся подшипники. Как видно из названия, такой
подшипник предназначен для работы без обеспечения смазкой.
Одним из наиболее распространенных типов является подшипник
из трех слоев — стального опорного слоя, промежуточного слоя
из агломерированной бронзы и покрытия или верхнего слоя,
который состоит из смеси свинца с политетрафлуороэтиленом.
Этот синтетический полимер (длинноцепочечный химический
состав) имеет чрезвычайно низкое сопротивление трению, и на
него совершенно не действует большинство растворителей,
включая воду, поэтому он очень часто используется для
покрытия трущихся поверхностей автомобилей.
Белый металл, или баббит
Впервые баббит был получен более века назад и представляет
собой сплав из олова и небольших количеств меди и сурьмы. Он
имеет очень хорошие антифрикционные свойства; когда он
используется вместе с относительно твердым валом, мягкий
материал позволяет твердым частицам проникать внутрь
поверхности, в результате чего уменьшается износ.
Мягкость хороша для способности к поглощению абразивных
частиц, но она является отрицательным свойством, если
необходимо выдерживать большие нагрузки. Повторяющиеся
большие нагрузки приводят к усталости материала (разрушению
и выкрашиванию поверхности), поэтому чтобы уменьшить
опасность появления такой проблемы, применяется тонкостенный
подшипник. Такой подшипник имеет стальную подкладку,
толщиной приблизительно 2 мм, которая покрыта тонким слоем
(приблизительно 0,1 мм) опорного материала. Баббит
использовался в течение ряда лет для коренных подшипников и
подшипников нижних головок шатунов, но высокие инерционные
нагрузки в современных двигателях оказались слишком большими
для того материала. В подшипниках распределительных валов и
для упорных шайб баббит применяется и по сегодняшний день.
Идеальный материал для подшипников нижних головок шатунов и
коренных подшипников должен обладать следующими качествами:
1 Высокая механическая прочность — чтобы выдерживать большие
нагрузки и сопротивляться усталости.
2 Высокая температура плавления — чтобы сопротивляться
повреждениям, вызываемым нагретым до высокой температуры
маслом.
3 Устойчивость к коррозии.
4 Пластичность — чтобы легко деформироваться при появлении
небольшого несовпадения.
5 Хорошие поверхностные свойства — чтобы не допустить
захвата, если пленка масла на мгновение разрушается.
На практике нет таких материалов, которые бы идеально
сочетали в себе все указанные свойства, поэтому выбираемые
сплавы должны удовлетворять требованиям, выдвигаемым
специально для конкретного типа двигателя, так, например,
для двигателя с воспламенением от сжатия требуется материал
с высокой прочностью, тогда как для двигателей с искровым
воспламенением требуется материал, способный выдерживать
воздействие нагретого до высокой температуры масла (выше
120°С) и высоких скоростей трения.
назад
>> |
|
