1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ.
Основной целью данной статьи является подробное описание процесса изготовления ручного режущего инструмента из обойм подшипников по методу Виктора Ивановича. Описание данного метода присутствует на форуме в теме «Мой любимый самодельный инструмент», в данной статье, исходя из имеющегося материала, я решил показать изготовление плоских подборников различной ширины.

2. ИСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИНСТРУМЕНТЫ.
В качестве исходных материалов использовались обоймы подшипников с внешним диаметром 95, 65 и 65 мм, их ширина составляла 25, 12 и 7 мм соответственно, далее по тексту я буду называть их 1, 2 и 3. Приведенные здесь размеры могут несколько отличаться от истинных, поскольку сразу произвести замеры я не удосужился, а затем для определения диаметров пришлось «рисовать - обводить» окружности, но если я и ошибся, то не на много.
Особенно примечательна была самая крупная обойма (номер 1), она имела строго прямоугольное сечение. Вероятно, подшипник был роликовый, причем ролики имели слабую конусность. Далее на фото будет видна блестящая полоса рабочей поверхности, по которой они - ролики «бегали». Оба других подшипника были обычными шариковыми однорядными.
Из инструмента использовались: наждак (точило), сверлильный станок, горелка газовая, пассатижи, молоток, грубый напильник, наждачка (шкурка), шарошка цилиндрическая (?), тиски.

3. ХОД РАБОТЫ.
Суть метода заключается в придании части обоймы подшипника определенной формы с последующей «расковкой – выпрямлением» так называемого хвостовика при сохранении заводской закалки рабочей части. Во как загнул! Другими словами обойму надо первоначально разрезать, затем выточить будущий хвостовик и путем нагрева его докрасна придать ему молотком требуемую прямую форму под нужным углом к лезвию. При нагреве будущее лезвие должно находиться в жестяной банке с мокрым песком, чтобы не потерять закалку. На фото 1 показана схема «разделки» обоймы подшипника.
Фото 1.

Как показано на схеме, обойму надо резать в двух местах. При этом количество заготовок, получающихся из одной обоймы, зависит от её размеров. Из обойм 1 и 3 получилось по две заготовки, а из 2 только одна. Все три обоймы резались на ребре точильного круга. Первый «рез» выполнялся нежно, с частым охлаждением и не до конца. А при втором периодичность охлаждения должна была обеспечить комфортность рукам и только… Цель – экономия времени. После этого обойма аккуратно, через алюминиевые или деревянные губки зажималась в тиски и ещё более аккуратно переламливалась. ОПАСАТЬСЯ ОСКОЛКОВ! Полученные заготовки, естественно, были поджарены с одной стороны. С этой, жареной, стороны и вытачивался хвостовик.

Фото 2.

Фото 3.

Фото 4.

Крупным заготовкам из обоймы 1 была придана клиновидная форма, фото 3. Это позволит повысить «маневренность» будущего инструмента и облегчит процесс распрямления или «ковки – гибки» хвостовика. Для проведения оного процесса, как уже сообщалось выше, использовалась банка с мокрым песком, газовая горелка и пассатижи, фото 5.

Фото 5.

Результаты процесса представлены на фото 6, 7 и 8.

Фото 6.

Фото 7.

Фото 8.

Всего было получено пять заготовок, три из которых имели внутреннюю канавку. Поскольку целью данной работы было получение плоских подборников, то от этих канавок нам необходимо избавиться. Процесс «избавления – вывода» осуществлялся с помощью цилиндрической шарошки Ø 16 мм и высотой 24 мм и сверлильного станка, Фото 9 и 10.

Фото 9.

Фото 10.

Как выяснилось дело это достаточно трудоёмкое. Канавку у заготовки из обоймы 2 (ширина 12 мм) выводил более 3 х часов. А на две заготовки из обоймы 3 (ширина 7 мм) ушло приблизительно по часу. Во всех перечисленных случаях на самом кончике будущего лезвия канавку целиком убрать не удалось, не выведенные концы пришлось обрезать, фото 11. Температура обрабатываемых заготовок контролировалась «вручную», охлаждение частое.

Фото 11.

Итак, заготовки лезвий готовы. Теперь пришла пора задуматься о ручках. Им в данном повествовании мне хотелось уделить особое внимание. В последнее время я делаю ручки с предохранительными металлическими кольцами, так мне больше нравится. Не буду спорить, что вклеенное на эпоксидку лезвие будет долго и надежно служить до самого полного и логического конца, но согласитесь товарищи, что колечко придает стамеске более «эстетический» вид. Оно в какой-то мере предохраняет ручку от случайных «коцок» о камень при заточке – правке, ну и плюс общее повышение прочности .
Итак, колечки, их я делал из внутренних обойм подшипников, обтачивая на точиле по всей наружной поверхности на конус. Чтобы процесс обточки шёл аккуратно, и поверхность колечка стачивалась равномерно необходимо подобрать подходящую оправку. В качестве оправки обычно использовался простой болт, но его диаметр должен быть близок к внутреннему диаметру колечка, чтобы оно свободно вращалось на нём, но без «болтанки», Фото 12.

Фото 12.

Фото 13.

В процессе обточки колечко вращается на оправке, чтобы оно не «убежало» его надо чем-то придерживать, но только не руками. На фото 13 в левой руке болт с оправкой, а в правой короткий сплющенный на конце пруток (отвертка тоже бы подошла), ограничивающий перемещение кольца. Точить необходимо до полного исчезновения центральной канавки. При работе СТРОГО СЛЕДИТЬ ЗА ЗАЗОРОМ между камнем и упором точила! На фото 14 представлен конечный результат.

Фото 14.

Материалом для ручек обычно служили различные элементы «утилизированной» мебели, чаще всего ножки от стульев и шкафов. Материал: дуб, бук и какая-то разновидность красного дерева. В гос. учреждениях этого добра в своё время можно было найти в больших количествах, главное, чтобы домашние не возражали преображению жилой площади в складскую. На фото 15 показана бывшая ножка от шкафа. На торцевой поверхности отмечен внутренний диаметр насаживаемого кольца. «Посадочное» место обрабатываем напильником равномерно со всех сторон с незначительной конусностью, главное не перестараться. Кольцо должно заходить на посадочное место достаточно плотно.

Фото 15.

Фото 16.

Затем используя тиски в качестве винтового пресса окончательно надеваем колечко, действовать аккуратно без резких движений, Фото 16. Колечко должно перемещаться равномерно без перекосов. При этом допускается протачивать посадочную поверхность не на всю глубину кольца, главное отсутствие зазора между его нижним краем и поверхностью дерева. Все равно при вклейке лезвия торцевая поверхность будет затоплена эпоксидкой. Кстати бук, по моим наблюдениям, при процедуре «запрессовки» ведет себя более пластично, чем дуб или красное дерево, что позволяет вдавить колечко поглубже и убрать возможные щелки, вызванные неравномерностью проточки. После обработки напильником результат выглядел примерно так, как на фото 17.

Фото 17.

Таким образом под каждое лезвие была изготовлена своя ручка, как правило их длина не превышала 110 мм. В каждой ручке было просверлено отверстие под свой хвостовик. И, естественно, была проведена операция «вклейки».
При вклейке крупных лезвий, полученных из обоймы 1, использовался забугорный эпоксидный клеевой состав DoneDeaL DD6573, а в остальных случаях наш классический ЭДП. Иностранный клей мне не понравился, несмотря на удобство дозировки – там два шприца с одним поршнем. Слишком легко он отделился от стенок металлической (!) ёмкости, в которой я его перемешивал. Как будет работать покажет время… Результаты моих трудов, после придания ручкам окончательной формы с помощью напильника и шкурок, показаны на фото 18 и 19. Здесь 4 из 5 будущих подборников, фото одного широкого не сохранилось, извиняйте…

Фото 18.

Фото 19.

Для окончательной отделки ручек я решил воспользоваться методом, описанным на страницах этого сайта Виктором Ивановичем, а именно обжигом ().
Результат заставил меня задуматься о бренности всего сущего в этом мире, фото 20.

Фото 20.

Как видно на фото, на ручках появились значительные трещины. До этого момента подобной беды у меня не случалось, а обжег я их уже более двадцати штук, причем обрабатываемые ручки были выполнены из разных пород дерева и имели разную толщину. Здесь же из четырёх обжигаемых за один раз ручек потрескались три (ручки двух широких стамесок из обоймы 1 были обожжены отдельно и без «приключений», а нижняя стамеска на Фото 20 к теме относится только касательно обжига, ручка 12 миллиметровой стамески из обоймы 2 была единственной «выжившей»).
Размышляя о причине постигшей меня неприятности, пришёл к выводу, что с большой степенью вероятности виной всему стал режим обжига. Газовая горелка засорилась, и пламя было значительно меньше, чем в прошлые разы (это факт). Как-нибудь специально надо будет проверить…
Поразмыслив, решил ручки не переделывать, вклейка оказалась достаточно надёжной. На фото 21 представлены окончательные результаты после шлифовки и полировки рукоятей.

Фото 21.

Понимаю, что для большей части аудитории наиболее интересно практическое применение данного инструмента. Что ж, товарищи, постараюсь со временем раскрыть эту тему. Спасибо за внимание.

Дата публикации: 21/08/2009

Как сообщает Государственная телекомпания «Томск» , во время реконструкции местной ГРЭС-2 (расположена в сибирском городе Томск, принадлежит ОАО «ТГК-11» ) при разборке старой паровой турбины японского производства было обнаружено, что все подшипники турбины были изготовлены из… красного дерева. Турбина мощностью 30 000 л.с. (29 МВт) была установлена еще в 1948 году и проработала до 2001 года.

Первоначально турбина стояла на одном из кораблей японского императорского флота. Однако после II Мировой Войны, когда часть японских кораблей была передана СССР, а потом пущена на слом, паровая установка с одного их таких кораблей была снята и привезена в Томск на достраивающуюся тогда ГРЭС-2. После войны для восстанавливающейся советской экономики требовалось все больше энергии, но многие машиностроительные заводы в начале мирного периода еще не могли многое что производить, так как сказывалась послевоенная разруха и необходимость перехода на выпуск гражданской продукции. Поэтому в тогдашнем СССР были вынуждены устанавливать на электростанции машины из бывших фашистских стран (Германии, Японии и их союзников) полученные в качестве трофеев и по репарационным договорам. Нередко оборудование было уже изношено, технической документации не было вообще, требовалась значительная адаптация к местным условиям. Но, несмотря ни на что, томским энергетикам удалось в 1952 году пустить в строй вторую очередь ГРЭС-2, на которой и была установлена турбина, некогда работавшая на военном корабле из далекой страны восходящего солнца. Почти полвека японская турбина прослужила томичам верой и правдой, и только вначале XXI века она была окончательно остановлена.

На фотографии: начало строительства Томской ГРЭС-2 (1943-1945 гг.)

Фото: ТГК-11

На строящейся Томской государственной районной электростанции №2 сразу после войны были вынуждены использовать трофейное оборудование. Так туда попала и турбина с подшипниками из красного дерева с японского военного корабля

В настоящее время старая турбина полностью демонтирована, а на место ее устанавливается современная российская - Т-50 мощностью 50 МВт производства концерна «Силовые машины» . На 30 сентября этого года намечен ее запуск. Срок службы новый турбины должен составить 30-40 лет.

Краткая справка

Из-за тяжелых рабочих условий часто в энергетических турбинах применяются подшипники скольжения. Подшипники скольжения из древесных материалов можно встретить в установках устаревшей конструкции. В качестве основного конструкционного материала для таких подшипников использовались твердые древесные породы (например, самшит и бакаут) и древесные пластики. В современных турбинах используются подшипники скольжения из металлических и синтетических сплавов. Находят применение и подшипники качения, и прогрессивные магнитные подшипники. Более подробно с этими типами подшипников можно ознакомиться в статье .

В зависимости от рода трения в подшипнике различают подшипники скольжения , в которых опорная поверхность оси или вала скользит по рабочей поверхности подшипника, и подшипники качения , в которых развивается трение качения благодаря установке шариков или роликов между опорными поверхностями оси или вала и подшипника.

Подшипники качения по сравнению с подшипниками скольжения обладают рядом достоинств.

• В современном машиностроении подшипники скольжения ограничены лишь некоторыми областями, например, для быстроходных валов , в режиме работы которых долговечность подшипников качения очень мала;
• для осей и валов, требующих точной установки;
• для валов очень большого диаметра, для которых не изготовляют стандартных подшипников качения;
• когда подшипники по условиям сборки должны быть разъемными (например, для коленчатого вала);
• когда в связи с восприятием подшипником ударных и вибрационных нагрузок используется демпфирующее действие масляного слоя подшипника скольжения;
• при работе подшипников в воде, агрессивной среде и т. п.,
• когда подшипники качения неработоспособны;
• для тихоходных осей и валов неответственных механизмов, когда подшипники скольжения оказываются проще по конструкции и дешевле подшипников качения
.

В зависимости от направления воспринимаемой нагрузки подшипники скольжения различают:

• радиальные для восприятия радиальных, т. е. перпендикулярных осям и валам, нагрузок;
• упорные , или подпятники , для восприятия нагрузок, расположенных вдоль осевых линий осей и валов;
• радиально-упорные для восприятия одновременно радиальных и осевых нагрузок.

При одновременном действии на ось или вал радиальных и осевых нагрузок обычно применяют сочетание радиальных и упорных подшипников и значительно реже пользуются радиально упорными подшипниками скольжения. Основные требования к подшипникам скольжения:

• конструкции и материалы подшипников должны обеспечивать минимальные потери на трение и износ валов, иметь достаточную прочность и жесткость, чтобы противостоять действующим на них силам и вызываемым ими деформациям и сотрясениям;
• размеры трущихся поверхностей должны быть достаточными для восприятия действующего на них давления без выдавливания смазки и для отвода развивающейся от трения теплоты;
• сборка подшипников, установка осей и валов и обслуживание (особенно смазка на ходу) должны быть по возможности простыми.

Для уменьшения трения в подшипниках, повышения к. п. д., снижения износа и нагрева до минимума трущиеся поверхности смазывают маслом или другим смазочным материалом. В зависимости от толщины масляного слоя подшипник работает в режиме жидкостного , полужидкостного или полусухого трения .

При жидкостном трении рабочие поверхности вала и подшипника полностью разделяет слой смазки, толщина которого больше сумм неровностей обработки поверхностей вала и подшипника. При полусухом трении между валом и подшипником преобладает сухое трение, а при полужидкостном - жидкостное трение. Различают также граничное трение , при котором сплошной слой масла настолько тонок, что он теряет свойства вязкой жидкости.

Рис. 1

Самый благоприятный режим работы подшипника скольжения - при жидкостном трении, которое обеспечивает износостойкость, сопротивление заеданию вала и высокий к. п. д. подшипника. Для создания этого трения в масляном слое должно быть гидродинамическое (создаваемое вращением вала) или гидростатическое (от насоса) избыточное давление. Для получения жидкостного трения обычно применяют подшипники с гидродинамической смазкой, сущность которой в следующем. Вал при вращении под действием внешних сил занимает в подшипнике эксцентричное положение (рис. 1, а) и увлекает масло в зазор между ним и подшипником. В образовавшемся масляном клине создается гидродинамическое давление, обеспечивающее в подшипнике жидкостное трение. Эпюра распределения гидродинамического давления в подшипнике по окружности показана на (рис. 1, а), по длине - на рис. (1, б). Так как конструкция подшипников с гидростатическим давлением сложнее конструкции подшипников с гидродинамическим давлением, то их применяют преимущественно для тяжелых тихоходных валов и других деталей и узлов машин (например, тяжёлых шаровых мельниц, больших телескопов и т. п.).

Рис. 2

Подшипник скольжения состоит из корпуса и помещенных в нем вкладышей (рис. 2, а; 3), на которые непосредственно опирается ось или вал. корпус обычно делают из чугуна, вкладыши для уменьшения трения изготовляют из материалов, которые в паре с цапфой вала имеют незначительный коэффициент трения. Замена вкладышей при износе стоит значительно дешевле, чем замена всего подшипника. В ручных приводах, где износ подшипников незначительный, применяют и безвкладышные подшипники скольжения (рис. 2, б). Подшипник скольжения изготовляют либо в отдельном корпусе (рис. 2; 3), прикрепляемом болтами к детали, на которой он устанавливается, либо в корпусе, выполненном как одно целое с деталью, например станиной машины, корпусом редуктора и т. п. Наружная форма корпуса подшипника определяется в зависимости от того, где устанавливается подшипник (рис. 2; 3).

Рис. 3

Различают неразъемные (рис. 2) и разъемные (рис. 3) подшипники скольжения. Корпус и вкладыши неразъемного подшипника цельные. Вкладыш изготовляют в виде втулки (рис. 4, а), которую запрессовывают в корпус подшипника. Корпус разъемного подшипника состоит из двух частей (рис. 3): основания 1 , воспринимающего нагрузку со стороны оси или вала, и крышки 2 , прикрепляемой к основанию корпуса болтами или шпильками. Вкладышей в разъемном подшипнике обычно два - верхний 3 и нижний 4 . Иногда применяют многовкладышевые разъемные подшипники .

Рис. 4

Конструкция неразъемных подшипников проще и дешевле разъемных, но они неудобны при монтаже осей и валов. Поэтому эти подшипники обычно применяют для концевых цапф осей и валов небольших диаметров. Разъемные подшипники удобны при монтаже осей и валов и допускают регулировку зазоров путем сближения крышки и основания, поэтому их применяют наиболее широко. Для правильной работы подшипника скольжения разъем его корпуса рекомендуется выполнять перпендикулярно направлению нагрузки, воспринимаемой подшипником. Для предупреждения боковых смещений крышки относительно основания корпуса плоскость разъема корпуса обычно делают ступенчатой (см. рис. 3) или предусматривают центрирующие штифты.

В случае большой деформации вала или невозможности осуществления точного монтажа применяют самоустанавливающиеся подшипники скольжения , вкладыши которых обычно выполняют со сферическими опорными поверхностями (рис. 4, а), а иногда с опорными поверхностями в виде узкого пояса с малой угловой жесткостью (рис. 4, б). В подшипниках скольжения быстроходных малонагруженных валов, а также в подшипниках большой несущей способности для предупреждения вибрации валов при работе в режиме жидкостного трения применяют самоустанавливающиеся сегментные вкладыши (рис. 4, в), которые благодаря образованию нескольких масляных клиньев обеспечивают устойчивую работу подшипников и высокую несущую способность. В подпятнике скольжения (рис. 6, а) кольцевая пята опирается на опорное кольцо, которое для самоустановки в случае перекоса вала сопрягается с корпусом подпятника по сферической поверхности и предохраняется от вращения штифтами. Для создания в подпятниках масляных клиньев, обеспечивающих жидкостное трение, на рабочей поверхности кольца делают радиальные канавки (рис. 5, а) и на выделенных между ними сегментах - скосы в окружном направлении (рис. 5, б). Канавки служат для растекания масла, а скосы сегментов - для попадания масла на рабочие поверхности пяты и подпятника. При постоянном вращении вала скосы делают односторонними (см. рис. 5, б), при реверсивном двусторонними. Для увеличения несущей способности и надежности работы подпятников применяют подпятники скольжения с самоустанавливающимися сегментами (рис. 5, в), в которых образование масляных клиньев происходит во время работы автоматически.

Рис. 5
Рис. 6

Корпуса подшипников обычно выполняют из чугуна СЧ15, СЧ18 и СЧ20. Вкладыши подшипников скольжения изготовляют из бронз, чугунов, пластмасс и других материалов. Широко применяют чугунные или бронзовые вкладыши с баббитовой заливкой.

Вкладыши из легких антифрикционных материалов - баббитов и свинцовых бронз - изготовляют биметаллическими; в этих вкладышах тонкий антифрикционный слой наплавляют на стальную, чугунную (см. рис 4, а, б) или бронзовую (в ответственных случаях) основу. Биметаллические вкладыши из свинцовых бронз штампуют из стальной ленты, на которую наносят бронзу. Бронзовые вкладыши из оловянных, алюминиевых, кремнистых и т. п. бронз выполняют обычно сплошными однородными (см. рис. 2; 3). Бронзовые вкладыши обладают высокими прочностью и жесткостью, хорошо работают при ударах, но сравнительно медленно прирабатываются.

Вкладыши с баббитовой заливкой хорошо прирабатываются, стойки против заедания, юное цапф при них минимальный. Эти вкладыши особенно хорошо зарекомендовали себя при больших скоростях и постоянном вращении осей и валов в одну сторону. При работе с ударами и реверсивном вращении оси или вала рекомендуют бронзовые вкладыши. При длительных перерывах в работе и малой окружной скорости оси или вала применяют вкладыши из антифрикционных чугунов, которые значительно дешевле бронзовых, или вкладыши с баббитовой заливкой.

В некоторых подшипниках скольжения применяют металлокерамические вкладыши из порошков железа или бронзы с добавлением графита и других примесей путем прессования под высоким давлением и последующего спекания при высокой температуре. Достоинство металлокерамических вкладышей - высокая пористость их материалов (объем пор составляет 15...40% объема вкладыша), благодаря чему они пропитываются маслом и могут в течение продолжительного времени работать без смазки. Пластмассовые вкладыши подшипников скольжения изготовляют из древеснослоистых пластиков (ДСП), текстолита, текстоволокнита, полиамидов (в отечественной практике применяют капрон, нейлон, смолы 68 и АК-7) и фторопластов (тефлона). Основные достоинства пластмассовых вкладышей - отсутствие заедания вала, хорошая прирабатываемость, возможность смазки водой или другой жидкостью. Наиболее распространены вкладыши из текстолита и ДСП, которые широко применяют в прокатных станах, шаровых мельницах, гидравлических и других машинах с тяжелым режимом работы. Вкладыши из текстолита и ДСП изготовляют наборными из отдельных элементов, которые устанавливают в металлических кассетах (рис. 7, а). Текстоволокнитовые, а иногда и текстолитовые вкладыши изготовляют цельнопрессованными. Нейлоновые, капроновые и тефлоновые вкладыши выполняют на металлической основе, на которую наносят тонкий слой нейлона, капрона или тефлона. Эти вкладыши (в особенности тефлоновые) в паре со стальной цапфой имеют очень низкий коэффициент трения и могут работать без смазки.

Рис. 7

В некоторых подшипниках применяют вкладыши из дерева (бакаута, самшита и других твердых пород), резины и некоторых других материалов.

Конструкция деревянных вкладышей такая же, как и вкладышей из ДСП, и они имеют те же области применения.

Резиновые вкладыши применяют главным образом в подшипниках, работающих в воде, например в подшипниках роторов гидротурбин. Достоинства резиновых вкладышей - высокая податливость, компенсирующая неточность изготовления; пониженная чувствительность к попаданию на рабочую поверхность вкладыша твердых частиц; возможность смазки водой. В резиновых вкладышах слой резины помещают внутри стальной втулки (рис. 6, б) и снабжают продольными канавками для усиления охлаждения подшипника и удаления из него абразивных частиц.

Для некоторых простейших подшипников скольжения корпуса, втулки и вкладыши нормализованы ГОСТ 11521-82, 11525-82 и 11607-82...11610-82. Ненормализованные подшипники скольжения изготовляют по ведомственным нормалям.

Казалось бы, в этой области механики трудно придумать что-нибудь новое: в узлах трения машин и приборов испокон веку применяются подшипники двух основных видов - шариковые или роликовые (качения) и втулочные или вкладышевые (скольжения). Не только устройство, но и материалы их традиционны: сталь, баббит, бронза, текстолит, специальный чугун.

Однако на Выставке достижений народного хозяйства СССР большой интерес новаторов производства вызвали новые виды подшипников скольжения, отмеченные целой серией авторских свидетельств. Их представил на ВДНХ СССР Институт механики металлополимерных систем Академии наук Белорусской ССР - один из участников большой экспозиции, посвященной 250-летию Академии наук СССР.

Научные сотрудники института применили для разработки подшипников современные материалы - пластмассы и получили совершенно новый комплекс свойств, отсутствовавших у прежних конструкций.

Сегодня мы знакомим молодых новаторов из отрядов НТТМ, энтузиастов внедрения новой техники с этими экспонатами ВДНХ СССР, открывающими большие возможности и резервы в экономии дефицитных металлов, повышении долговечности и надежности конструкций самых различных машин и приборов.

«КАЧЕЛИ» ТРЕНИЯ

Он словно техническая головоломка: и на вал не насажен, и в кольцо корпуса не запрессован - и в то же самое время про него можно с полным основанием сказать и первое, и второе.

Называется этот подшипник «самопроворачивающимся» (рис. 1). Он представляет собой полиамидную втулку с продольными внешними и внутренними канавками, которая устанавливается между валом и корпусом подшипника. Посадка скользящая, с небольшими зазорами. В этих зазорах и свойствах полиамидной пластмассы кроется главный секрет подшипника. А заключается он вот в чем.

1 - полиамидная втулка; 2 - вал; 3 - корпус подшипника; е - зазор между втулкой и корпусом; е1 - зазор между втулкой и валом.

В начальный период работы этого узла скольжение происходит по внутренней поверхности втулки: она неподвижно упирается в корпус, и в ней скользит, вращаясь, вал - «работает» зазор «е1» (см. рис. 1). Но вот от трения температура внутренних поверхностей втулки возрастает, происходит их расширение, зазор «е1» исчезает - втулка «схватывается» с валом и начинает вращаться вместе с ним, скользя своей внешней поверхностью внутри корпуса подшипника: «заработал» зазор «е».

В этом режиме вращение идет также до критического нагрева трущейся наружной поверхности втулки, и то время как внутренняя, «прижавшись» к валу, остывает. Снова наступает момент смены трущихся пар:втулка «упирается» в корпус подшипника, а вал получает возможность вращаться внутри ее.

Смена режимов работы полиамидного подшипника происходит, таким образом, автоматически, чередуясь в этих своеобразных «качелях» трения в зависимости от нарастания или снижения температуры в зоне трущихся поверхностей.

Такое чередование способствует отводу излишков тепла с подшипника через металлические элементы: то на вал, то на корпус. Благодаря этому увеличивается износостойкость и долговечность подшипника, который может успешно работать без смазки.

ЗАМОК ИЗ «ЛЕПЕСТКОВ»

Чтобы повысить технологичность сборки и разборки узла трения, в котором в качестве подшипника используется полиамидная втулка, белорусские ученые предложили оригинальную ее конструкцию, исключающую необходимость запрессовки или использования каких-либо упоров, ограничительных шайб и других вспомогательных деталей.

1 - полиамидная втулка; 2 - секционно-лепестковый бортик; 3 - сплошной ограничительный бортик; 4 - корпус узла трения с подшипником (в сборе).

Для фиксации втулки в узлах трения и предотвращения ее осевого смещения этот полиамидный цилиндр имеет два торцовых ограничительных бортика. Один из них - с проточкой и прорезями, которые делят его на отдельные секторы, соединяющиеся с рабочей частью эластичными ножками - «лепестками». Сжатый до минимального диаметра, такой секционно-«лепестковый» бортик свободно проходит посадочное место. С легким щелчком «лепестки» распрямляются, минуя край корпуса, и, словно замок, защелкиваются снаружи, образуя второй бортик. За счет этого обеспечивается надежная фиксация втулки в корпусе узла трения.

«МЯГКИЙ» ПОДШИПНИК

Среди пластмасс с небольшим коэффициентом трения и высокой износостойкостью поликапроамид самый упругий. Это его качество было успешно использовано для создания необычного «мягкого» подшипника скольжения. Он незаменим для быстро вращающихся валов, где по условиям работы требуется высокая демпфирующая способность узла трения.

Амортизационные свойства подшипника усиливаются особенностями его конструкции. Она довольно проста, несмотря на кажущуюся сложность: такой подшипник может быть изготовлен в обычной пресс-форме.

Его корпус образует два кольца. Внутреннее разрезано на несколько секторов, каждый из которых соединен с наружным кольцом зигзагообразной ножкой, имеющей разную толщину. Такое устройство позволяет компенсировать большие динамические воздействия во всех направлениях. Кроме того, посаженный без зазора, «внатяг», «мягкий» подшипник благодаря пружинящим ножкам несущих секторов будет, несмотря на частичный износ трущейся поверхности, так же плотно облегать вал.

При работе без смазки можно на вал установить лопасти: прогоняя воздух через подшипник, они будут обеспечивать его охлаждение.

СОЮЗ ДЕРЕВА И ПОЛИМЕРА

Они напоминают браслеты: в желтоватое, словно слоновая кость, кольцо из полимера темно-коричневыми квадратиками инкрустации «врезаны» небольшие брусочки дерева. Такие наборные подшипники наиболее эффективны в крупногабаритных узлах трения, особенна там, где есть контакт с абразивно-агрессивными средами и где другие материалы оказываются недолговечными.

Подшипники состоят из деревянных вкладышей, обращенных торцом к рабочей поверхности и скрепленных термопластичным полимером:отходы капрона, поли-

формальдегида, полипропилена. Вкладыши изготовлены также из отходов деревообрабатывающих производств, поэтому подшипники получаются намного дешевле традиционных, а служат дольше. Немаловажно, что их конструкция позволяет упростить и автоматизировать производство, а значит, увеличить производительность труда.

В институте разработана и технология изготовления целиком деревянных подшипников. Здесь создан для этого специальный материал АПД-1, представляющий собой прессованную древесину, наполненную в горячем виде тугоплавкой смазкой из моторного масла и порошка полиэтилена. Такая пропитка, заполняя капиллярную систему заготовки, резко повышает термостабильность антифрикционвых свойств древесины. Подшипники из материала АПД-1 работают на самосмазке.

На гомельских предприятиях, например, новые подшипники используются в узлах трения различных транспортеров вместо шарикоподшипников № 204. Это упростило конструкцию узла, сделало ненужными крышку и корпус подшипника, что экономит по две с половиной тонны металла на каждой тысяче подшипников. Срок службы узла увеличился в 2 раза.

Производство подшипников скольжения из материала АПД-1 может быть организовано на любом лесозаготовительном, деревообрабатывающем и аналогичных им предприятиях из брусковых отходов производства, чти даст немалый экономический эффект.

Л. П. ИВЕРШИНА

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter , чтобы сообщить нам.

Наборный древесно-полимерный подшипник скольжения

дерева в такой установке делается вдвое плотнее, втрое прочнее, вчетверо тверже!

Есть и другой интересный вариант машины для пропитки и прессования древесины (см. рис.). Для снижения сил трения здесь по периметру входного отверстия канала установлены вращающиеся ролики, ось которых перпендикулярна действию сил трения.

Конечно, трудно представить, что «деревяшка» может заменить подшипник со стальными закаленными шариками, катящимися по точно отшлифованной беговой дорожке. Но это действительно так. Возьмем, например, конвейеры, транспортирующие руду, формовочную землю, отходы литейного производства - словом, весьма абразивные сыпучие материалы. Они смешиваются с производственной пылью, смазочным маслом, парами технологических жидкостей и образуют «пасту», опасней которой для подшипников качения, этих аристократов машиностроения, и быть ничего не может. Такая абразивная паста проникает даже через уплотнения подшипниковых узлов и словно наждаком истирает беговые канавки подшипников, а то и вовсе, став твердой и монолитной, заклинивает шарики. Не менее двух-трех раз в год приходится останавливать ленточные транспортеры и заменять ролики. А вот деревянные подшипники, как показали испытания, выдерживают здесь без замены год - полтора. Да и сам ролик, оснащенный ими, обходится на 3-4 рубля дешевле, поскольку металла в нем на несколько килограммов меньше. А роликов-то, по подсчетам машиностроителей, нужно в год 5 млн. штук - только для замены!

Еще большую выгоду дают крупногабаритные деревянные подшипники - те, в которых, например, вращаются шнеки диаметром с вагонное колесо, транспортирующие цемент на бетонных заводах. Нагрузки на подшипники столь велики, а цемент так абразивен, что металлические подшипники скольжения приходится заменять через каждые два-

три месяца, останавливая производство. А деревянные подшипники и здесь стоят более года!

Вдвое дольше металлических служат деревянные подшипники в аппаратах для изготовления искусственного волокна, хотя и «купаются» в горячих щелочах и кислотах. Модифицированная древесина с этими врагами металлов просто не реагирует.

Технология и оборудование, разработанные в Институте механики металло-полимерных систем, позволяют получать уплотненную модифицированную древесину не только для подшипникоа Втулки вспомогательных механизмов прокатных станов, фланцы, крышки, рычаги, шкивы металлорежущих станков, детали шахтных вагонеток и подъемно-транспортных машин, детали и узлы электропогрузчиков, силосоуборочных комбайнов, шпа-лоподбивочных машин и вагонов метро - вот далеко не полный список машиностроительных деталей из дерева.

В строительстве дерево тоже, казалось бы, сдавало свои позиции. Кирпич, железобетон, алюминий - что им противопоставить? Но в последнее время появились изобретения, разработки, позволяющие иначе, куда более оптимистично оценивать перспективы дерева и в этой области.

Вдумаемся, почти половину всей заготовленной древесины мы тратим на ремонт, реставрацию и замену растрескавшихся от солнца, разбухших от воды, разъеденных насекомыми и просто сгнивших деревянных конструкций и сооружений. Четверть всей заготовленной за год древесины идет на детали окон и дверей, плинтусов, трибун стадионов, садовых скамеек, дачных домиков. Мы их красим, нередко покрываем лаками, но проходит время и выбрасываем на свалку наш лес, наш труд. Иное дело древесина, обработанная по способу, предложенному московскими изобретателями. В дно ванны с расплавленным оловом вмонтирован вертикальный патрубок, через который подают сжатый воздух. Верхний срез патрубка находится чуть ниже уровня расплава, поэтому на поверхности возникает волна, которая и омывает обрабатываемые деревянные детали. Горячая волна делает поверхность древесины абсолютно гладкой, выявляет текстуру. Температура расплавленного металла почти 232°С, а древесина не обугливается, поскольку процесс идет без доступа воздуха, зато приобретает декоративные, антисептические и другие полезные свойства. Быстро проходит через волну заготовка - получается золотистой, со средней скоростью - коричневой, медленно - черной, как мореный дуб. Обычные строительные детали - плинтусы, оконные рамы, подоконники - приобретают в этой купели сумму новых ценных качеств.

В Белорусском технологическом институте разработали технологию, по которой можно всего за минуту сделать из свежеспиленного дуба - мореный! На дно стальной формы кладут лист

светлого дубового шпона, промазывают его смолой, насыпают слой березовых опилок, накрывают все это вторым листом шпона и, наконец, отполированным листом из нержавеющей стали. Форму ставят под пресс и нагревают до 200"С. При давлении в 200-250 атм березовые опилки «пускают сок». Часть сока проникает через зазоры между стенками и крышкой формы, застывая, герметизирует ее и превращает в своеобразный химический реактор, где идет гидролиз опилок, образуются сахара, выделяются уксусная, щавелевая и другие кислоты, фурфурол. В присутствии кислот образуется связующая смола, скрепляющая опилки в монолитную, прочную и твердую плиту, облицованную дубовым шпоном. Одновременно с этим процессом идет диффузия продуктов гидролиза и в дубовые облицовки, и они темнеют. Примерно через минуту из формы вытаскивают мореный дуб, не менее красивый и прочный, чем пролежавший в воде, как это положено, больше века.

А вот гигантский гиперболоид градирни - деревянного сооружения для охлаждения отработанной воды на тепловых электростанциях. Трех лет не проработал этот деревянный небоскреб, но уже потерял треть своей массы. Горячая вода вымыла из древесины смолистые и минеральные вещества. Еще год-два, и придется остановить градирню на ремонт, потратить сотни кубометров первосортного леса... Или - сорокамет-

Конструкция установки для уплотнения и модификации древесины в ультразвуковом поле: 1 - кожух, 2 - заготовка в зоне контурного уплотнения, 3 - магни-тострикционные пластины, 4 - резиновые прокладки, 5 - волновод, 6 - зона пропитки.