Винипластовые подшипники ВН: конструкционные характеристики и области применения
Подшипники из винипласта марки ВН представляют собой антифрикционные элементы скольжения, изготовленные из непластифицированного поливинилхлорида. Материал ВН — жёсткий термопласт с плотностью 1,35–1,45 г/см, температурой эксплуатации от –10 C до +60 C и пределом прочности при сжатии 80–100 МПа. Подшипники данного типа применяются в узлах трения, где требуется химическая стойкость к агрессивным средам при умеренных нагрузках и низких скоростях скольжения.
Технические параметры подшипников из винипласта ВН
Винипластовые подшипники ВН работают при удельном давлении до 10 МПа и скорости скольжения до 0,5 м/с. Коэффициент трения по стали без смазки составляет 0,15–0,25, с водяной смазкой — 0,05–0,10. Материал обладает нулевым водопоглощением, что обеспечивает стабильность геометрических размеров во влажной среде. Теплостойкость по Вика — не менее 70 C. Подшипники не поддерживают горение и относятся к классу трудносгораемых материалов.
| Параметр | Значение | Единица | Условия | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Плотность | 1,38–1,42 | г/см | 20 C | ГОСТ 15139 |
| Предел прочности при сжатии | 85–100 | МПа | 20 C | ГОСТ 4651 |
| Коэффициент трения | 0,15–0,25 | — | по стали, без смазки | ГОСТ 11629 |
| Максимальная рабочая температура | +60 | C | длительная эксплуатация | ГОСТ 12021 |
| Минимальная рабочая температура | –10 | C | без ударных нагрузок | ГОСТ 12021 |
| Водопоглощение | 0,0–0,2 | % | 24 ч, 20 C | ГОСТ 4650 |
Химическая стойкость и среда эксплуатации
Винипласт ВН сохраняет работоспособность в контакте с концентрированными минеральными кислотами (серной до 70 %, соляной до 35 %), щелочами, растворами солей и окислителями. Подшипники разрушаются при контакте с ароматическими углеводородами (бензол, толуол), кетонами, сложными эфирами и хлорированными углеводородами. В узлах трения насосного оборудования, гальванических линий и травильных ванн винипластовые вкладыши заменяют бронзовые и баббитовые подшипники, исключая электрохимическую коррозию.
Типовые области применения
- Насосы для перекачки кислот и щелочей — подшипники скольжения валов в погружных и полупогружных агрегатах.
- Гальванические автоматические линии — вкладыши транспортёрных роликов и направляющих.
- Травильные и промывочные ванны металлургических производств — опорные узлы мешалок и штанг.
- Химические реакторы с перемешивающими устройствами — подшипники нижних опор валов.
- Системы водоочистки и нейтрализации стоков — узлы трения скребковых механизмов.
- Пищевые производства с кислыми средами — подшипники транспортёров и фасовочного оборудования.
Монтаж и эксплуатационные ограничения
Подшипники из винипласта ВН запрессовываются в корпус с натягом 0,05–0,10 мм при температуре 20 C. Для компенсации теплового расширения (коэффициент 0,00007 1/C) предусматривается монтажный зазор 0,1–0,3 % от диаметра вала. Обработка посадочных поверхностей выполняется резцом с передним углом 15–20 без применения СОЖ на основе масел. Шероховатость поверхности трения — Ra 0,8–1,6 мкм. При превышении удельного давления 10 МПа или скорости скольжения 0,5 м/с наблюдается интенсивный абразивный износ и размягчение материала.
Вопросы и ответы
При какой температуре винипластовые подшипники ВН теряют несущую способность?
При нагреве выше +60 C материал переходит в высокоэластичное состояние, твёрдость резко снижается, и подшипник деформируется под нагрузкой. Кратковременный нагрев до +70 C допустим без механического нагружения.
Можно ли применять подшипники из винипласта ВН в среде бензола или ацетона?
Нет. Ароматические углеводороды и кетоны вызывают набухание и растворение непластифицированного ПВХ. В таких средах винипласт теряет прочность и геометрическую стабильность в течение нескольких часов.
Какой зазор необходим при монтаже подшипника ВН на вал диаметром 40 мм?
При рабочей температуре до +40 C монтажный зазор составляет 0,04–0,12 мм на диаметр. Для температур до +60 C зазор увеличивается до 0,10–0,20 мм с учётом коэффициента теплового расширения 0,00007 1/C.
Заменяют ли винипластовые подшипники бронзовые вкладыши в насосах?
Да, в агрегатах для перекачки кислот и щелочей при удельном давлении до 10 МПа и скорости до 0,5 м/с. Винипласт исключает электрохимическую коррозию и не требует подачи масляной смазки.
