В статье рассмотрены вопросы применения подшипников скольжения на основе древесно-композиционных материалов в рабочих органах комплекса машин и механизмов хлопкоочистительного производства.
In article questions of application of bearings of sliding on the basis of tree composite materials in working bodies of a complex of cars and mechanisms a clap of cleaning manufacture are considered.
В хлопкоочистительной промышленности стоит острая проблема –проблема мелкого хлопкового пуха, который проникает в узел трения, сгущает смазку, превращая её в твёрдые комки, способствуя тем самым быстрому износу узла трения. В качестве узлов трения в большинстве случаев применяют подшипники качения (ПК). Но они не способны нормально работать при наличии большого количества хлопкового пуха в смазке. При всех имеющихся достоинствах подшипники качения обладают недостатками. Прежде всего, они имеют довольно большие габариты и изготавливаются из высококачественной стали марки ШХ-15. К тому же, работоспособность их в условиях запылённости окружающей среды низкая. Эти подшипники неразъёмные, нерегулируемые и поэтому частая их замена чревата большими материальными и трудовыми затратами, поэтому нами изучался вопрос применения других подшипников. Предлагаемая конструкция подшипника скольжения на древесной основе представляет собой металлическую втулку с закреплёнными внутри вкладышами из модифицированной древесины. Один из таких конструкций приведен на рис.1, который разработан на кафедре «Технологические машины и оборудования». В основе этой конструкции лежит изготовление цельной втулки из модифицированной древесины. Втулка изготавливается из древесных заготовок с припуском на механическую обработку и на осадку при прессовании.Имеется возможность применения в этих узлах подшипников скольжения (ПС) из древесно-полимерных композиционных материалов (ДПКМ) на основе цельной древесины. Однако, себестоимость таких подшипников мало отличается от аналогичных ПК, хотя ресурс их работы в условиях запылённости цехов значительно выше. Для снижения производственных затрат было решено разработать и изготовить ПС на основе древесины изместного сырья-тала и тополя. Новая конструкция подшипника проста в изготовлении, не трудоёмка по отношению к первоначальной, а следовательно, более экономична при массовом и среднем производстве.
Технология изготовления состоит в следующем:
‒ сушка и пропитка образцов в масляной ванне двумя ступенями;
‒ охлаждение образцов в ванне (12–24 часов);
‒ хранение пропитанных образцов заготовок на складе, ожидая своей очереди для модифицирования и прессования. При этом их сушка или набухание будут ничтожными, а растрескивание практически исключается;
‒ нагрев модифицированной жидкости (92 % масло + 4 % полиэтилен + 4 % сажи либо графита) до t=150–160ºC (1,0–1,5 часа);
‒ нагрев и частичная пропитка заготовок в предварительно нагретой модифицированной жидкости t=150–160ºC (2 часа);
‒ прессование горячих заготовок до необходимой степени прессования и выдержка под нагрузкой в пресс-форме в течении 10–15 минут для охлаждения до t=40–50ºC (p=150–200 кг/см²);
‒ нормализация прессованных заготовок (24–48 часов);
‒ хранение СДМП в ванне с холодным обезвоженным маслом той же марки, которым и были пропитаны заготовки до прессования. Выбор связующих (древесины), полимеров и наполнителей должен быть осуществлен с учетом целевого назначения изделий и требований, предъявляемых к материалом подшипников скольжения. Согласно этим требованиям древесина, полимер и наполнители должны обладать высокими антифрикционными (коэффициент трения) и прочностными (ударная вязкость, разрушающее напряжение при сжатии, твердость) свойствами, а также высокой износостойкостью, гигроскопичностью, водостойкостью, технологичностью, низкой стоимостью и недефицитностью.
Хорошо известно, что в некоторых случаях с металлом успешно конкурируют некоторые сорта пластмасс. Но дерево?.. И вместе с тем именно так. Все трамвайные парки Москвы, Санкт-Петербурга и Харькова в моторно-осевых подшипниках тяговых двигателей трамвая вместо бронзовых вкладышей применяют вкладыши из древесной пресс-крошки. Только в одном Санкт — Петербурге работники железнодорожных сетей экономят на этом более 70 тонн латуни в год. Еще больше — 1000 тонн латуни и попутно еще 300 тонн железа — ежегодно экономят строители электропоездов используя древесную пресс-крошку для ряда «традиционных» металлических деталей. К этому стоит добавить, что применение пресс-крошки вместо металла заметно облегчает ремонт электровозов, ведь «деревянная» деталь в 8–10 раз легче «железной».
Перечень достоинств древесной пресс-крошки и другого подобного материала — трессмассы достаточно велик. Здесь вы найдете высокую прочность при изгибе и при сжатии, износоустойчивость, низкий коэффициент трения, антикоррозийность, кислото- и водостойкость, газонепроницаемость, низкую теплоемкость и теплопроводность и др. Не случайно к этим дешевым материалам уже обратились транспортники, станкостроители, создатели сельскохозяйственных машин. Есть ли все основания считать, что в этом списке пока еще рано подводить черту.
Подшипники скольжения — это опоры вращающихся деталей, работающих в условиях относительного скольжения поверхности цапфы по поверхности подшипника, разделенных слоем смазки. Подшипники скольжения применяют в качестве опор особо точных, быстроходных и тяжело нагруженных механизмов. В условиях ударных и вибрационных нагрузок подшипники скольжения хорошо работают благодаря демпфирующей способности масляного слоя. Их можно эксплуатировать в воде, в агрессивных средах, при сильном загрязнении масла.
Подшипник скольжения состоит из корпуса, вкладышей, фиксирующих элементов, а также защитных и смазочных устройств. Корпуса бывают цельные и разъемные. Цельные проще в изготовлении, а разъемные позволяют облегчить сборку и регулировку зазора.
При высоких скоростях и нагрузках вкладыши делают из высокооловянистых баббитов, свинцовистых бронз, оловянно-свинцовистых и свинцовистых баббитов и сплавов на алюминиевой и цинковой основе. В тихоходных, умеренно нагруженных подшипниках используют антифрикционные чугуны. Вкладыши из металлокерамических материалов (железографитовые и бронзографитовые) имеют большой процент пор, которые предварительно пропитывают маслом, поэтому их применяют в подшипниках, работающих без подачи смазки. Вкладыши изготовляют также из неметаллических материалов — фторопласта, текстолита, прессованной древесины, твердых пород дерева.
В подшипнике скольжения поверхности вала и вкладыша должны быть разделены слоем смазки. Необходимое для этого избыточное давление в гидродинамических подшипниках создается путем вращения вала, который увлекает масло в постепенно суживающийся зазор и образует масляный клин, препятствующий сближению вала с вкладышем.
Литература:
- Тиллаев М. Т. Процесс пильного джинирования ҳлопка-сырца Монография. Ташкент, ―Фан‖, 2005.
- Л. И. Гудим, Б. С. Сажин. Вихревые пылеуловители и их применение для обеспыливания воздуха на хлопкозаводах //Хлопковая промышленность. 1988.
