Способ изготовления подшипника скольжения Советский патент 1987 года по МПК B22F3/24 F16C17/00 

1

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам изготовления неразъемных подшипников скольжения.

Цель изобретения - повышение долговечности подшипника скольжения.

Изготавливают неразъемный подшипник скольжения гидромашины со стальной втул- , кой, на внутренней поверхности которой находится слой антифрикционного материала.

Наличие в антифрикционном слое монтажных напряжений приводит к суммирова- ю где d - внутренний диаметр втулки; dc -

где б - натяг по диаметру dc (разность диаметров скрепляемых поверхностей); dc - диаметр скрепления; EI и 2 - модули упругости материала втулки и корпуса блока подшипников; Vi и V2 - коэффициенты Пуассона материала втулки и корпуса блока подшипников; Ki и Кг - коэффициенты:

dc

к-1 диаметр скрепления; D - наружный диаметр корпуса блока подшипников.

нию их с эксплуатационными, возникающими от действия рабочих нагрузок на подшипник. Это может вызвать текучесть антифрикционного материала, нарушение геометрии подшипника и схватывание поверхностей трения подшипника и вала, что снижает долговечность подшипника.

Для полной разгрузки антифрикционного слоя от монтажных напряжений необходимо, чтобы упругое напряженное состояние втулки, устанавливаемой в технологический стакан, а затем и в отверстие корпуса подшипника сохранялось.

Идентичность упругого напряженного состояния втулки в стакане и корпусе достигается, если исходить из равенства контактных напряжений по наружному диаметру втулки при ее скреплении со стаканом и корпусом подшипника.

При этом антифрикционный слой на внутренней поверхности втулки разгружен от монтажных напряжений при посадке в стакан или корпус, а при выпрессовке втулки нагружен растягивающими напряжениями, ориентированными по окружности. Эти напряжения возникают за счет того, что упруго сжатая втулка, возвращаясь к своему разгруженному состоянию, растягивает слой антифрикционного материала.

Материал втулки и блока подшипников сталь 45, материал антифрикционного слоя баббит Б83. Температура начала рекристаллизации стали 45 650-700° С, темпе- .ратура плавления баббита Б83 380-420°С. Размеры втулки 072X085X70 мм, размеры корпуса 085Х 0 125Х 100 мм, толщина слоя баббита 1 мм.

Монтажный натяг (разница наружного диаметра втулки и диаметра отверстия корпуса - диаметральный натяг) задают, исходя из конструктивных соображений, равным 0,06 мм.

Изготавливают заготовку втулки, имеющую на внутренней поверхности расточку под слой антифрикционного материала. Размер сечения втулки по сечению заливки 072 X 085 мм, длина 76 мм.

Контактные напряжения по наружному диаметру втулки при скреплении ее с корпусом подшипника определяют, используя за- висимость /

.

.(I)

где б - натяг по диаметру dc (разность диаметров скрепляемых поверхностей); dc - диаметр скрепления; EI и 2 - модули упругости материала втулки и корпуса блока подшипников; Vi и V2 - коэффициенты Пуассона материала втулки и корпуса блока подшипников; Ki и Кг - коэффициенты:

внутренний диам

dc

d - внутренний диаметр втулки; dc -

диаметр скрепления; D - наружный диаметр корпуса блока подшипников.

При 6 0,060 мм; dc 85 мм; Ei 2 21,000 кгc/cм ; К 72/85 0,85; Кг 85/125-0,68; Vi 2 0,28 имеем по формуле 1.

Рк 16,6 МПа .

Предварительные размеры технологического стакана устанавливают равными: 085X0110X76 мм. Материал стакана сталь 40Х.

Исходя из условия равенства величины контактного напряжения по наружному диаметру втулки при скреплении втулки с корпусом определяют требуемый натяг при скреплении втулки со стаканом.

Исходя из зависимости (1), полагая известным значением ,б6 кгс/мм 16,6 МПа

при ,85 и 0,77,

и

имеем

5 d,PK(ii|-VO + 4()h

0,068 им.

Таким образом, окончательные размеры технологического стакана 084,932Х 0 ЮОХ X 76 мм.

В результате запрессовки втулка сжимается так, что ее напряженное состояние соответствует требуемому напряженному состоянию при запрессовке ее в корпус подшипника, так как контактные напряжения на поверхностях скрепления в том и дру- гом случае совпадают.

Для увеличения прочности сцепления наплавляемого слоя баббита с материалом втулки проводят лужение ее внутренней поверхности.

Затем стакан вместе с втулкой на- гревают и проводят наплавку баббита. В результате охлаждения монтажные напряжения в антифрикционном слое отсутствуют при сохранении сжатого состояния втулки.

После проведения торцования втулку монтируют в корпус подшипника. Для этого технологический стакан устанавливают на торец подготовленного для задрессовки отверстия корпуса блока подшипников. Прилагая осевое усилие к втулке, выпрессовыва- ют втулку из стакана. Непосредственная запрессойка втулки в корпус из технологического стакана, минуя свободное состояние втулки, не приводит к нагружению антифрикционного слоя силами упруго сжатой втулки.

Поэтому антифрикционный слой, сформированный в условиях упруго сжатой втулки, не нагружается монтажными напряжениями при установке втулки в корпус блока подшипника. Тем самым создается резерв по нагружению антифрикционного слоя рабочими нагрузками. При нагружении одинаковыми нагрузками подшипник, изготовленный по предлагаемому способу имеет большую долговечность 1800 ч по сравнению с 5000 ч, в случае изготовления подшипника по известному способу.

Формула изобретения Способ изготовления подшипника скольжения, включающий нагрев втулки подшипника, нанесение на ее внутреннюю поверхность слоя легкоплавкого антифрикционного материала с температурой плавления не выше температуры рекристаллизации- материала втулки, охлаждение и последующий монтаж втулки в отверстие корпуса подшипника по посадке с натягом, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности подшипника, перед нагревом втулку устанавливают с натягом в технологический стакан, после нанесения слоя втулку выпрессовывают из стакана одновременно с монтажом ее в корпус подшипника, при этом величину натяга устанавливают из условия равенства контактных напряжений при посадке втулки в технологический стакан и корпус подшипника.

Изобретение относится к способам изготовления неразъемных подшипников скольжения. Цель изобретения - повышение долговечности подшипника. Суш,ность изобретения заключается в том, что втулку устанавливают с натягом в технологический стакан. Нагревают втулку совместно со стаканом, наносят на внутреннюю поверхность втулки слой легкоплавкого антифрикционного материала с температурой не выше температуры рекристаллизации материала втулки. Охлаждают и выпрессовывают втулку из стакана с одновременным ее монтажом в корпус подшипника. При этом величину натяга определяют из условия равенства контактных напряжений при посадке втулки в технологический стакан и корпус подшипника. i СЛ гчэ 00 4 О5 ;о оо