Подшипники скольжения

1. Подшипники скольжения металлополимерные

Подшипник скольжения - это опора или направляющая, в которой цапфа (опорная поверхность вала) скользит по поверхности вкладыша (подшипника). По направлению воспринимаемой нагрузки подшипники подразделяются на радиальные - воспринимают нагрузку в радиальном направлении и упорные (осевые) - воспринимают нагрузку в осевом направлении. При совместном действии радиальных и осевых нагрузок применяют совмещенные опоры, в которых осевую нагрузку воспринимают торцы вкладышей или специальные гребни.

Полимерные подшипники скольжения применяются: при ударных и вибрационных нагрузках; для точных опор с постоянной жесткостью; для опор с малыми радиальными размерами; для особо крупных и миниатюрных опор; при работе в экстремальных условиях (высокие температуры, абразивные и агрессивные среды).

Подшипники скольжения применяют в паровых и газовых турбинах, насосах, запорной арматуре, компрессорах и других машинах.

Металлополимерные подшипники скольжения или лента, листы, из которых они изготавливаются представляют собой многослойный композиционный материал и предназначены для работы в узлах трения без смазки многих видов оборудования, где недопустимо или крайне нежелательно применение смазки, а также при наличии смазочно-охлаждающих сред. Эти подшипники скольжения не требуют специального обслуживания, являются самосмазывающимися, в них достигается значительное снижение коэффициента трения за счет применения антифрикционного фторопластового слоя.

Наша компания предлагает своим потребителям не просто импортозамещающую продукцию - металлополимерные подшипники (МПП), разработанные и производимые на нашем заводе, превосходят по своим характеристикам как зарубежные, так и отечественные аналоги, обеспечивая возможность заменить традиционную МФЛ или продукцию европейских производителей, повысив эксплуатационные качества узла и снизив затраты. Отличия наших МПП обеспечиваются особым способом крепления и армирования рабочего слоя этих уплотнений. Металлополимерные подшипники, состоящие из металлической подложки, адгезионного подслоя и фторопластового слоя, усиленного стеклотканью, существенным образом отличаются от подшипников из металлофторопластовой ленты (МФЛ), представляющие собой слой фторопласта толщиной 50 мкм, когезионно соединенный с фторопластом, запрессованным в пористый бронзовый слой, который, в свою очередь, наплавлен на металлическую подложку. МПП производства ООО "Константа-2" лишены минусов, сопровождающих применение бронзы в составе изделия. Они имеют высокую химическую стойкость к таким проблемным для изделий других производителей веществам как сероводород, сернистая кислота, метанол и другие агрессивные агенты.

Металлофторопластовые подшипники сочетают низкий коэффициент трения, малые габариты с высокой несущей способностью, нечувствительность к температурным колебаниям, что обусловливают их широкое применение. Подшипники из ленты МФЛ выдерживают статическую нагрузку 250 МПа и динамическую 180 МПа при коэффициенте трения 0.1 — 0.2. Металлофторопластовые подшипники выдерживают статические нагрузки 400 МПа и динамические 250 МПа, обладая низким коэффициентом трения в диапазоне 0.05 - 0.1.

Металлополимерные подшипники изготавливаются двух типов:
Первый тип изготавливается из сетки с различным размером ячеек и толщиной проволоки из сталей 20, 12Х18Н9Т, бронзы, латуни, меди. В качестве антифрикционного слоя применяются фторопласт 4ПН, композиции на основе фторопласта: Ф4С15М5, Ф4К20, Констафтор 300, Констафтор Пл, или композиция на основе полиэфирэфиркетона Констафтор 1000.
Второй тип изготавливается на металлической пластине из Ст3, сталей 08пс, 12Х18Н10 (08Х18Н10Т), алюминия. В качестве антифрикционного слоя применяется композиция на основе армированного стеклотканью или металлической сетки фторопласта Ф-4Д или композиций на основе полиэфирэфиркетона марки "Констафтор 1000", полиоксиметилена, сверхвысокомолекулярного полиэтилена.

МПП изготавливаются в соответствии с ТУ 28.15.23-008-34724672-2022 "Металлополимерные подшипники скольжения" (текст ТУ наша компания предоставляет по запросу).

Пример условного обозначения согласно ТУ:
МПП 2 АУ 350-65-2,5-СВ ТУ 28.15.23-008-34724672-2022

1	2	3	4	5	6	7	8	9
МПП	2	А	У	350	65	2,5	СВ	ТУ 4791-008-347246723-2009

Где

1. Тип изделия:

• МПП - Радиальный металлополимерный подшипник-свёртная втулка (рис. 1а, рис. 1б);
• МПЛ - Металлополимерный лист (лента) (рис. 2);
• МПФ - Радиально-упорный фланцевый подшипник (рис. 3);
• МПШ - Металлополимерный упорный подшипник (шайба) (рис. 4);
• МПС - Металлополимерный сферический подшипник (рис. 5);
• МПВ - Вкладыш для сферического подшипника (рис. 6).

2. Тип подшипника:

• 1 - подложка сетка (рис. 1а);
• 2 - подложка лист (рис. 1б);
• 3 - с перфорированным антифрикционным слоем;
• 4 - с тонким антифрикционным слоем, полученным напылением полимера на стальную подложку.

3. Материал антифрикционного слоя:

• А - армированный стекловолокном фторопласт Ф-4;
• Б - армированный металлической сеткой фторопласт Ф-4;
• В - антифрикционная композиция на основе фторопласта;
• Г - армированный фирменный материал на основе полиэфирэфиркетона;
• Д - фирменный материал "Констафтор ПЛ";
• Ж - композиция бронзы с впрессованным слоем фторопласта (МФЛ);
• З - антифрикционная композиция на основе полиоксиметилена;
• И - антифрикционная композиция на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена;
• К - армированный углеволокном фторопласт Ф-4.

4. Материал подложки:

• У - углеродистая сталь;
• Н - нержавеющая сталь;
• Л - латунь или медь;
• Ал - алюминиевый сплав.

5,6,7. Геометрические размеры:

8. Материал армирующего слоя:

• СВ - стекловолокно;
• УВ - углеволокно;
• МС - металлическая сетка.

9. Технические условия:

Подшипники проходят периодические испытания на специальном испытательном стенде, позволяющем измерять количество циклов вращения, нагрузку на подшипник, коэффициент трения, момент при вращении, износ подшипника после циклирования.

Применение

Подшипники применяются в машиностроении, пищевой, текстильной, целлюлозно-бумажной, химической и нефтегазовой промышленности в узлах вращения в запорной арматуре и насосах.

Подшипники без смазки предпочтительны для оборудования, эксплуатирующегося при больших нагрузках в коррозионноактивных средах, где использование подшипников с бронзовым слоем невозможно

Применение в криогенной технике обусловлено сопоставимыми значениями коэффициента линейного расширения подшипников с металлами и сохранением антифрикционных свойств полимерного слоя при низких температурах

Основными характеристиками подшипников скольжения являются допустимые нагрузки в статическом, динамическом и переходных режимах, коэффициент трения.

Важным параметром, определяющим работоспособность и долговечность подшипников скольжения, является параметр pV, где p - давление в подшипнике в МПа, V - линейная скорость скольжения в м/с. Эта величина различна при сухом и жидкостном трении скольжения, что объясняется условиями разогрева и теплопередачи в подшипниковом узле. Для металлофторопластовых подшипников при сухом трении эта величина составляет не более 1 МПа • м/с. При наличии смазки она может достигать 2,5 МПа • м/с

Подшипники с антифрикционным слоем из "Констафтор-1000" или "Констафтор-1000П" имеют более высокие предельные величины pV и боле высокий коэффициент трения.

При повышении pV нагрузочная способность подшипников скольжения снижается - уменьшается долговечность, выражаемая в циклах нагружения, времени эксплуатации или пройденного пути. Так при V примерно равной 0 м/с (статическая нагрузка) p_max достигает 400 МПа, при V до 0,01 м/с (динамическое нагружение без колебаний) p_max не более 250 МПа. При наличии резких толчков, колебаний, перекосов и т.д., повышенной скороти p_max снижается до 50 МПа. При наличии смазки в подшипниковом узле, при прочих равных условиях, увеличивается его срок службы и так же растёт предельная скорость скольжения.

Надеемся эти простые рекомендации помогут на начальном этапе проектирования. Окончательное проектирование подшипникового узла потребует, помимо этого, знание:

• предполагаемой компоновки;
• температуры эксплуатации;
• характеристики среды (если это жидкостное трение);
• шероховатости сопрягаемых поверхностей;
• характер и величина внешних воздействий на подшипниковый узел.

Условия эксплуатации подшипников:

• рабочие среды: природный газ, нефть, нефтепродукты, органические растворители, аммиак, растворы кислот и щелочей и другие агрессивные среды, а также вода и пар;
• диапазон рабочих температур: для антифрикционного слоя на основе фторопласта - от минус 200ºС до плюс 250 ºС, для антифрикционного слоя из Констафтора 1000 (материал на основе полиэфирэфиркетона) - от минус 200ºС до плюс 280ºС ;

Наружный диаметр D, мм	от 8 до 2000. Предпочтительные толщины: 1 мм; 1,1 мм; 1,5 мм; 1,6 мм; 2 мм, 2,1 мм; 2,5 мм; 2,6 мм. Для облегчения захода подшипника и вала на торцах предусмотрены наружная и внутренняя фаски. Размер фасок 0,5х45 0 или определяются чертежом.
Толщина h, мм	от 0,5 до 3
Материал подложки	Углеродистые стали (Ст3, 08пс), низколегированные (09Г2С), нержавеющие (08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, AISI304, AISI316), сетки латунные, медные, стальные (08Х18Н10Т, Ст3), алюминиевые сплавы и другие варианты по согласованию.
Материал антифрикционного слоя	Армированный фторопласт или полиэфирэфиркетон
Рабочая температура, °С	-270 - +280
Максимальная допустимая статическая нагрузка, МПа	400
Максимальная динамическая нагрузка, МПа	250
Максимальная переменная (колебательная) нагрузка, МПа	80
Максимальная скорость скольжения без смазки, м/с	1,5
Максимальная скорость при наличии смазки, м/с	5

Возможно изготовление подшипников на металлической подложке из сталей путём напыления тонкого слоя полимерного композита с последующей термообработкой.

При необходимости в подшипниках изготавливаются смазочные отверстия или смазочные канавки. Размеры смазочных отверстий и канавок - по ГОСТ ИСО 3547-3-2006 или по согласованным чертежам.

По согласованию с Заказчиком подшипники, с целью исключения процесса коррозии, могут поставляться с защитным цинковым покрытием толщиной 9 мкм (Ц9) по ГОСТ 9.306-85, либо обработанными другими способами: анодирование, алюминирование.

Ниже Вы можете ознакомиться с предпочтительными размерами подшипников и допусков, иные размеры и допуска изготавливаются по согласованию:

• Предпочтительные размеры подшипников и допуска

2. Подшипники скольжения специального назначения

Ниже Вы можете ознакомиться с перечнем выпускаемых бронзографитовых подшипников:

• Бронзографитовые подшипники (радиальные, торцевые, фланцевые)

3. Антифрикционные, износостойкие, антиадгезионные, коррозионностойкие покрытия деталей насосов, запорной арматуры, трубопроводов

Нашей компанией освоено нанесение покрытий на основе высокотермостойких полимеров, что позволяет предложить импортозамещение деталей оборудования, используемого сегодня российским производством, а также использовать преимущества этих покрытий во вновь разрабатываемой продукции машиностроения.

Покрытия на основе полиэфирэфиркетона позволяют резко повысить химическую и коррозионную стойкость, антиадгезионные свойства, износостойкость, снизить коэффициент трения поверхности изделий из металлов, керамики, применяемых в химической промышленности, медицине и электронике. Покрытия толщиной 300-600 мкм наносят электростатистическим напылением порошка РЕЕК с размером частиц 30-80 мкм, для меньшей толщины используют водные дисперсии. Спекание и полимеризация покрытий проходят при 400 °С .

Полифениленсульфид также находит большое применение для получения покрытий на металлический деталях для их защиты от коррозии при повышенных температурах. Подобные покрытия получают плавлением ПФС-композиций, а затем их отверждением при температурах выше температуры плавления (285 °С). Частично отвержденные композиции, в зависимости от степени отверждения, предназначены для нанесения покрытий напылением и другими методами. При добавлении к ПФС политетрафторэтилена получают антиадгезионные твердые износостойкие покрытия.

ПФС-покрытия оптимальны для защиты нефтепроводов, вентилей, фитингов, муфт, емкостей для агрессивных жидкостей (например, для термоэлектрических элементов). Детали из углеродистой стали с ПФС-покрытиями заменяют изделия из дорогих сплавов .

Толщина покрытия: до 600 мкм.

Температура эксплуатации: -150 - +250 °С

Материалы: фторопласт 4 (РТFЕ), фторопласт Ф4МБ (FEP), Ф-50 (PFA),сверхвысокомолекулярный полиэтилен (UHMWPE), полиэфирэфиркетон (РЕЕК), полифениленсульфид (PPS). Покрытия наносятся из порошков или суспензий в электростатическом поле с последующим оплавлением в печах.