ГЛАВА XXVIII. ПОДШИПНИКОВЫЕ СПЛАВЫ И ПРИПОИ
1. Требования к подшипниковым сплавам
Подшипниковыми сплавами называются сплавы, из которых изготавливают вкладыши подшипников.
Для этой цели применяют чугун, бронзу и легкоплавкие сплавы на основе свинца, олова, цинка или алюминия, так называемые баббиты.
Несмотря на все большее применение в машинах подшипников качения (шариковых или роликовых подшипников), подшипники скольжения применяются достаточно широко.
Металл вкладыша должен обладать следующими свойствами:
1) коэффициент трения со стальной поверхностью должен быть небольшим; 2) обе трущиеся поверхности должны мало изнашиваться; 3) этот материал должен выдерживать достаточные удельные давления.
Первое и второе требования удовлетворяются тогда, когда поверхность вала и вкладыша разделена пленкой смазки. Если структура вкладыша неоднородна и состоит из твердых включений и мягкой основы, то после непродолжительной работы («приработки») на поверхности вкладыша образуется микрорельеф — выступают твердые включения и между валом и вкладышем образуется пространство, в котором удерживается смазка (так называемый «принцип
Подобной структурой обладают сплавы олова и сплавы свинца. Однако эти сплавы из-за своей низкой прочности не могут выдерживать больших давлений, а вследствие низкой температуры плавления — сравнительно небольшого нагрева.
В современном машиностроении, как уже указывалось, для вкладышей подшипников применяют чугуны, бронзы и баббиты, а также пористые спеченные материалы.
Чугунные вкладыши изготавливают из серого перлитного чугуна (марки
); это самый дешевый материал для вкладышей; он может выдерживать значительные удельные давления,
но из-за более высокого коэффициента трения (у пары сталь — чугун по сравнению с парой бронза—сталь или баббит—сталь) чугунные вкладыши не следует применять в быстроходных двигателях.
Бронзовые вкладыши изготавливают из оловянистой и свинцовистой бронз, с некоторыми мы познакомились в предыдущей главе. Благодаря неоднородной структуре бронзы (у оловянистой бронзы
-твердый раствор является мягкой основой, а эвтектоид а
— твердыми включением) смазка хорошо удерживается на поверхности вкладыша. Бронзы обладают высокой прочностью. Сказанное позволяет применять бронзовые вкладыши для ответственных подшипников, работающих в тяжелых условиях (большие удельные давления, большие числа оборотов).
При применении очень мягких легкоплавких подшипниковых сплавов обеспечивается меньший износ шейки вала. Баббиты, кроме того, имеют и минимальный коэффициент трения со сталью и хорошо удерживают смазку. Поэтому наряду с чугунными и бронзовыми вкладышами в машиностроении для вкладышей подшипников широко применяют легкоплавкие сплавы на основе олова, свинца, а также цинка и алюминия.