Металлические подшипники

Металлические подшипники или подшипники с металлическими вкладышами различаются по конструкции (расположение вкладышей и их форма), материалу, температурному режиму работы.

а)Конструкции подшипников прокатных станов в основном почти аналогичны. Подшипник обычно состоит из вкладышей и подушек.

В зависимости от направления сил, действующих от шейки валков на подшипники последние бывают открытого и закрытого типа. В первом случае вкладыши устанавливаются только в местах, где давление воспринимается со стороны шейки валка, во втором - вкладыши охватывают шейку полностью.

Расположение вкладышей и подушек в рабочих клетях различных прокатных станов показано на фиг. 220, а, б, в, г, д, е. Боковые вкладыши по сравнению с основными делаются небольшими, так как боковые давления незначительны по сравнению с вертикальными.

Верхние подушки и вкладыши верхних валков и нижние подушка и вкладыши нижних валков делаются более массивными, чем нижние подушки и вкладыши верхнего валка, потому что на первые передаются большие давления. У нижнего валка верхней подушки и вкла­дыша нет вовсе.

Основные вкладыши подшипника средних валков обыкновенных станов трио делаются одинаковыми, боковые отсутствуют, а на станах трио Лаута, кроме основных, устанавливаются также боковые вкладыши.

На тонколистовых станах горячей (фиг. 220. г) и на станах холод­ной прокатки (фиг. 220, д) подшипники в большинстве случаев уста­навливаются с четырьмя вкладышами для верхнего валка и тремя — для нижнего, хотя подшипник нижнего валка часто состоит лишь из одного, но весьма массивного вкладыша, охватывающего почти поло­вину шейки.

По форме основные вкладыши (фиг. 221, а. б, в, г, д) можно разделить на четырехугольные — прямоугольные и косоугольные (а и б), цилиндрические (в), шестиугольные (г), восьмиугольные (д) и др.

На фиг. 221, а представлен нижний вкладыш простейшего типа, применяемый еще и до сих пор в старых прокатных установках, в то время как в новых установках он видоизменен (фиг. 221, б). Новая конструкция считается значительно улучшенной в отношении экономии металла, затрачиваемого на изготовление вкладыша.

Фиг. 220. Расположение вкладышей в станах: а — обжимном реверсивном; б — трио сорто­вом; в — толсто- и среднелистовом трио Лаута; г - тонколистовом; д — холодной прокатки; е — горячей прокатки; — верхний валок; - нижний валок; — средний валок; 1 - белый металл; 2 — баббит с бронзой; 3 — бронза.

 

 

Фиг. 221. Формы вкладышей: а — четырехугольные с прямыми углами; б — с косыми углами;

в — цилиндрические; г — шестиугольные; д — восьмиугольные

Фиг. 222. Нижний (а) и боковой (б) составные вкладыши пильгерных станов

 

Еще большая экономия достигается в материале при изготовлении круглых вкладышей (фиг. 221, в), причем для противодействия враще­нию вкладыша в подушке нижней части вкладыша (см. на фиг. 221, в справа) придают прямоугольную форму, а показанному на фиг. 221, в слева — форму ласточкина хвоста.

По форме близок к круглому вкладыш шестиугольного сечения (фиг. 221, г) и восьмиугольный вкладыш новой конструкции Девиса (фиг. 221, д).

Преимуществом такого вкладыша является наличие зазоров, до­пускающих расширение шеек и способствующих собиранию смазки в этом месте.

Вкладыши, охватывающие шейку валка полностью или частично, изготовляются составными (фиг. 222, а и б) или сплошными (фиг. 223, а и б).

Размеры вкладышей зависят от диаметра и шейки валка. Они выбираются [64] с таким расчетом, чтобы угол охвата был равен примерно =120—180° (фиг. 224).

Фиг. 223. Нижний (а) и боковой (б) сплошные вкладыши валков пильгерных станов

Фиг. 224. Основные размеры вкладышей подшипников открытого типа

 

В подшипниках с боковыми вкладышами (фиг. 224) ширина основ­ного вкладыша в зависимости от диаметра берется равной примерно:

бокового С =

поддерживающего (нижнего) — .

Толщина основного вкладыша выбирается в зависимости от конст­рукции, причем для бронзовых вкладышей она берется равной

=0,08 +4 мм.

Обычно размеры вкладышей выбираются конструктивно в зависи­мости от типа стана и характера нагрузок, передаваемых на подшип­ники. Целесообразно, выбрав размеры вкладышей, проверить их на нагревание и удельное давление.

Для составных вкладышей пильгерных станов (см. фиг. 222, а и б) толщины нижнего, верхнего и бокового вкладышей и толщины их буртов принимаются одинаковыми:

= 0,15

где —диаметр шейки, мм.

Ширина нижнего и верхнего вкладышей принимается равной

Ширина бокового вкладыша

Размеры сплошных вкладышей определяются конструктивно в за­висимости от размеров шеек валков и способа закрепления вкладышей в подушках.

б) Материалами для металлических вкладышей служат: бронза (оловянистая, марганцевая, алюминиевая, свинцовистая и др.), баббиты (оловянистые, свинцово-сурьмянистые и др.) и чугуны.

Бронзы имеют широкое применение для изготовления вкладышей /подшипников прокатных станов;уют марганец, алюминий и в большом проценте цинк (до 38%) и свинец (до 40%).

Благодаря трудам конференции по антифрикционным сплавам и исследователь­ским работам, проведенным на ряде заводов [152], удалось вместо оловянистых бронз для подшипникового металла получить бронзы марганцевые, кремнистые, алю­миниевые, не только не уступающие по своему качеству оловянистым, но и превос­ходящие их.

Были проведены сравнительные испытания различных бронз, состав которых приведен в табл. 35.

Таблица 35

Химический состав исследованных бронз (в %) [125]

Данные механических испытаний указанных сплавов на твердость, разрыв, сжатие, трение и износ приведены в табл. 36.

Таблица 36

Результаты механических испытаний бронз [125]

Таким образом, сплавы № 4, 5, 6 вполне удовлетворительно могут заменить оловянйстые бронзы.

В последнее время получены марганцовистые латуни (68—75% , 37% , 2% , 2% и 0,25% ), превосходящие по свойствам оловянистую бронзу как антифрикционный сплав. Они вызывают несколько большее истирание стального вала, чем оловянистая бронза, но в несколько раз меньшее, чем баббиты марки В-2.

В Европе [126] в связи с дефицитностью олова и меди оловянйстые и пушеч­ные бронзы, применявшиеся прежде для изготовления подшипников, стали заменять свинцовистыми бронзами с одновременным изменением конструкции подшипника, приведшим к уменьшению его веса в 2—3 раза. Стальной вкладыш подшипника по­крывается тонким слоем свинцовистой бронзы.

Необходимо отметить, что свинцовистые бронзы обладают высоким коэффициентом безопасности при перерывах в подаче смазки, что при других материалах может привести к серьезным авариям.

Благодаря низкому коэффициенту расширения стального вкладыша, покрытого свинцовистой бронзой, зазор в подшипнике мало изменяется. В станах холодной прокатки при большой точности прокатываемого материала эти подшипники явля­ются незаменимыми. Срок службы таких подшипников в 4—5 раз больше срока службы подшипников баббитовых.

Единственным недостатком этих подшипников является трудность и, следова­тельно, дороговизна их производства.

Химический состав и механические свойства свинцовисто-оловянистых бронз, применяемых в Европе для подшипников прокатных станов, приведен в табл. 37.

Во всех случаях подшипники, приведенные в таблице, изготовляются цельными.

Баббитовые вкладыши (табл. 38 [125]) применяются в прокатных станах, где удельное давление не превышает 200—230 кг/см .

 

 

Таблица 37