Текстолитовые подшипники скольжения для узлов трения
Текстолитовые подшипники конструкционные элементы узлов трения, изготовленные из слоистого прессованного материала на основе хлопчатобумажной ткани и термореактивной фенолформальдегидной смолы. В отличие от металлических аналогов, работают в паре с валом без приработочного износа и не требуют постоянной подачи смазки. Применяются в условиях ограниченной смазки, абразивной среды и высоких ударных нагрузок, где баббитовые или бронзовые втулки демонстрируют недостаточную стойкость.
Конструктивные особенности и материалы
Основой служат марки текстолита ПТ (подшипниковый) и ПТК (подшипниковый конструкционный), выпускаемые по ГОСТ 5-78. Материал формируется из нескольких слоёв хлопчатобумажной ткани, пропитанных резольной смолой и спрессованных под давлением от 100 до 150 кгс/см при температуре от 150 до 170 C. Структура обеспечивает анизотропию свойств: высокая прочность при сжатии в направлении, перпендикулярном слоям, и повышенная стойкость к истиранию вдоль слоёв.
Рабочая поверхность подшипника формируется механической обработкой расточкой и развёртыванием. Допустимая шероховатость поверхности вала не ниже Ra 0,8 мкм. Зазор в сопряжении устанавливается в пределах от 0,1 до 0,3 мм в зависимости от диаметра и режима эксплуатации. При водяной смазке зазор увеличивают на 2030 % для компенсации набухания материала.
Эксплуатационные характеристики
Текстолитовые вкладыши сохраняют работоспособность при температурах от 40 до +90 C. Кратковременно допускается нагрев до +120 C без потери геометрической стабильности. Коэффициент трения в паре со стальным валом при смазке водой составляет от 0,05 до 0,08, при масляной смазке от 0,04 до 0,06. В режиме сухого трения коэффициент возрастает до 0,20,3, что ограничивает применение без смазки низкоскоростными узлами.
Допустимая удельная нагрузка для марки ПТ до 300 кгс/см при статическом нагружении и до 150 кгс/см при динамическом. Скорость скольжения ограничена значением 5 м/с при водяной смазке и 2 м/с при масляной. Превышение этих параметров приводит к термической деструкции связующего и расслоению материала.
Применение в промышленном оборудовании
- Опорные и направляющие подшипники гребных валов морских и речных судов работают при смазке забортной водой.
- Вкладыши прокатных станов и рольгангов металлургических агрегатов воспринимают ударные нагрузки при захвате заготовки.
- Подшипники насосов для перекачки сточных вод и пульпы устойчивы к абразивному износу.
- Направляющие втулки гидротурбин и запорной арматуры гидротехнических сооружений.
- Опоры скольжения в приводах шнековых питателей и дробильного оборудования горнорудной отрасли.
- Подшипники роликов ленточных конвейеров на обогатительных фабриках.
Преимущества перед металлическими втулками
Текстолитовые подшипники не подвержены схватыванию с валом при нарушении смазки материал работает как самосмазывающийся за счёт выделения связанной влаги. При попадании абразивных частиц они внедряются в мягкую структуру текстолита, не повреждая поверхность вала. Масса детали в 45 раз ниже, чем у бронзовой втулки аналогичного размера, что упрощает монтаж и снижает инерционность узла.
Стоимость изготовления подшипника из текстолита ниже, чем из антифрикционных бронз или баббитов, при сопоставимом ресурсе в условиях водяной смазки. Материал не вызывает электрохимической коррозии в паре с латунными или нержавеющими валами.
| Параметр | Марка ПТ | Марка ПТК | Бронза БрО10Ф1 | Баббит Б88 |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности при сжатии, МПа | от 150 до 180 | от 180 до 210 | от 180 до 220 | от 80 до 100 |
| Рабочая температура, C | от 40 до +90 | от 40 до +90 | от 250 до +250 | до +120 |
| Коэффициент трения (вода) | от 0,05 до 0,08 | от 0,05 до 0,07 | от 0,08 до 0,12 | от 0,06 до 0,10 |
| Плотность, г/см | от 1,3 до 1,4 | от 1,3 до 1,4 | от 8,7 до 8,9 | от 7,3 до 7,5 |
Монтаж и обслуживание
Установка текстолитового вкладыша выполняется запрессовкой в корпус с натягом от 0,05 до 0,15 мм. После запрессовки внутренний диаметр растачивается до номинального размера для компенсации упругой деформации. Фиксация от проворота обеспечивается штифтами или стопорными винтами, утопленными заподлицо с рабочей поверхностью.
При эксплуатации с водяной смазкой требуется обеспечить непрерывную подачу воды в зону трения. Перерывы в подаче более 10 минут приводят к подсыханию поверхности и повышенному износу. Для масляной смазки применяются индустриальные масла марок И-30А или И-40А с вязкостью от 28 до 50 мм/с при 40 C.
Вопросы и ответы (FAQ)
Чем текстолитовый подшипник отличается от капронового?
Текстолит имеет более высокую жёсткость и стабильность размеров при нагреве, выдерживает удельные нагрузки до 300 кгс/см. Капрон склонен к ползучести под нагрузкой и требует больших зазоров. Текстолит предпочтителен для узлов с ударными нагрузками и ограниченной смазкой.
Какой зазор устанавливается при монтаже на стальной вал?
Для диаметров от 50 до 200 мм зазор принимается от 0,1 до 0,3 мм. При водяной смазке зазор увеличивают на 2030 % из-за набухания материала. Точное значение рассчитывается с учётом теплового расширения и допусков на обработку.
Допускается ли работа текстолитового подшипника без смазки?
Кратковременно при скорости скольжения до 0,5 м/с и удельной нагрузке до 50 кгс/см. В постоянном режиме сухого трения ресурс снижается в 510 раз из-за термической деструкции связующего. Рекомендуется предусматривать резервную подачу смазки.
Какие марки текстолита применяются для подшипников?
Основные марки ПТ и ПТК по ГОСТ 5-78. Марка ПТК отличается повышенной прочностью при сжатии и используется для высоконагруженных узлов. Для работы в морской воде применяется текстолит марки ПТ-1 с улучшенной водостойкостью.
