Стеклотекстолит подшипниковый СТЭФ — конструкционный материал для узлов трения
Стеклотекстолит СТЭФ — листовой прессованный материал на основе стеклоткани и феноло-формальдегидного связующего, предназначенный для изготовления подшипников скольжения, работающих в тяжелых условиях эксплуатации. В отличие от общепромышленных марок стеклотекстолита, подшипниковый СТЭФ характеризуется повышенными антифрикционными свойствами и пониженным коэффициентом трения в паре со стальными валами.
Материал формируется методом горячего прессования пропитанных слоев стеклоткани при давлении до 15 МПа. Структура СТЭФ отличается высокой плотностью и отсутствием сквозной пористости, что обеспечивает стабильные триботехнические характеристики при работе в водной среде и в условиях ограниченной смазки. Предел прочности при сжатии достигает 180–220 МПа, что позволяет применять материал в узлах с высокими удельными нагрузками.
Технические характеристики подшипникового стеклотекстолита СТЭФ
Ключевое отличие СТЭФ от конструкционных марок стеклотекстолита — оптимизированный состав связующего, снижающий коэффициент трения до 0,08–0,15 при работе со смазкой и до 0,2–0,3 без смазочного материала. Материал сохраняет работоспособность при температурах от –40 до +105 C, что позволяет использовать его в узлах трения насосного оборудования и прокатных станов.
| Параметр | Значение | Метод испытания | Условия | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности при сжатии | 180–220 МПа | ГОСТ 4651 | перпендикулярно слоям | при 20 C |
| Предел прочности при изгибе | 140–170 МПа | ГОСТ 4648 | вдоль основы | толщина 10 мм |
| Коэффициент трения | 0,08–0,15 | ГОСТ 11629 | со смазкой | сталь 45 |
| Водопоглощение | 0,6–1,2 % | ГОСТ 4650 | 24 ч | толщина 10 мм |
| Теплостойкость | 105 C | ГОСТ 21515 | длительная | по Мартенсу |
| Удельная ударная вязкость | 35–45 кДж/м | ГОСТ 4647 | вдоль основы | образец без надреза |
Применение стеклотекстолита СТЭФ в подшипниковых узлах
Подшипники скольжения из СТЭФ применяются в качестве альтернативы бронзовым и баббитовым вкладышам в оборудовании, где требуется устойчивость к абразивному износу и работа в агрессивных средах. Основные области использования:
- опорные и упорные подшипники гребных валов морских и речных судов — работают при водяной смазке без масляной ванны;
- направляющие втулки и подшипники прокатных станов — воспринимают ударные нагрузки при захвате металла;
- узлы трения насосов для перекачки технической воды и сточных вод — устойчивы к абразивным частицам;
- подшипники скольжения турбогенераторов и гидротурбин — работают при знакопеременных нагрузках;
- втулки и вкладыши кранового оборудования и экскаваторов — эксплуатируются при низких скоростях скольжения.
При конструировании подшипниковых узлов из СТЭФ необходимо учитывать низкую теплопроводность материала (0,3–0,4 Вт/(мК)) и предусматривать эффективный отвод тепла через корпус узла или подачу смазки. Рекомендуемая удельная нагрузка для подшипников скольжения — до 15 МПа при скорости скольжения до 2 м/с. Рабочий зазор в паре со стальным валом назначается в пределах 0,1–0,3 % от диаметра вала.
Особенности обработки и монтажа
Стеклотекстолит СТЭФ поддается механической обработке режущим инструментом с твердосплавными пластинами. При точении и сверлении необходимо исключать перегрев материала — температура в зоне резания не должна превышать 120 C, иначе возможно расслоение кромок. Рекомендуемая подача при точении — 0,1–0,3 мм/об, скорость резания — 80–150 м/мин.
При запрессовке втулок из СТЭФ в корпусные детали натяг не должен превышать 0,1–0,2 мм, иначе возможна потеря геометрической стабильности из-за низкого модуля упругости материала (7–10 ГПа). Для компенсации температурных деформаций в узлах с металлическими валами предусматривают осевой зазор 0,5–1,0 мм.
Вопросы и ответы
Чем СТЭФ отличается от обычного стеклотекстолита?
Подшипниковый СТЭФ имеет модифицированное феноло-формальдегидное связующее с антифрикционными добавками, что снижает коэффициент трения в паре со сталью до 0,08–0,15. Конструкционные марки стеклотекстолита (СТ, СТЭ) не оптимизированы для работы в узлах трения и показывают более высокий износ.
Можно ли использовать СТЭФ без смазки?
Материал допускает кратковременную работу без смазки при удельных нагрузках до 5 МПа и скоростях скольжения до 0,5 м/с. Для длительной эксплуатации требуется водяная или масляная смазка — в водной среде СТЭФ работает наиболее эффективно.
Какие валы подходят для пары со СТЭФ?
Рекомендуется использовать валы из закаленной стали с твердостью поверхности не менее 40 HRC и шероховатостью Ra 0,4–0,8 мкм. При работе в абразивной среде твердость вала повышают до 55–60 HRC.
Какой срок службы подшипников из СТЭФ?
При соблюдении режимов смазки и нагрузок ресурс подшипников из СТЭФ составляет 15 000–30 000 часов. Интенсивность изнашивания в водной среде — 0,01–0,05 мм/1000 ч, что сопоставимо с бронзовыми вкладышами.
