Из какой стали делают подшипники

Подшипниковая сталь ШХ15

из какой стали делают подшипники

Развитие металлургии привело к появлению сталей с особыми эксплуатационными характеристиками. Они применяются при изготовлении определенных изделий, которые должны обладать особыми качествами. Примером назовем подшипниковую сталь ШХ15, которая хорошо выдерживает воздействие высокой температуры. Стандарт ГОСТ  для ШХ15 определяет применение определенных стандартов при маркировке.

Углеродистая сталь ШХ15

Основные свойства стали

В промышленности шарико-подшипниковая сталь ШХ 15 получила широкое распространение. Это связано с особыми эксплуатационными характеристиками, которые позволяют применять металл при создании подшипников и лезвия. Название стали связано с тем, что практически все подшипники изготавливаются при применении этого материала.

Характеристики стали ШХ15 следующие:

  1. Повышенная твердость поверхности. Подшипники и режущая кромка лезвия при эксплуатации подвергаются износу. Для того чтобы поверхность изделия не реагировала на механическое воздействие существенно повышается показатель твердости.
  2. Износостойкость определяет то, что поверхность не реагирует на трение и другое воздействие. Металл ШХ9 и ШХ15 характеризуются высокой износостойкостью, поэтому создаваемые изделия могут прослужить в течение длительного периода.
  3. Устойчивость к коррозии также можно назвать привлекательным качеством рассматриваемого металла. Ржавчина, которая появляется на поверхности, снижает срок службы изделия. Сталь ШХ15 не относится к нержавейкам. Поэтому на высокую устойчивость к высокой влажности и химически агрессивной среде рассчитывать не следует.
  4. Стойкость к смятию. Точечное воздействие высокой нагрузки может привести к образованию вмятины, но рассматриваемый металл характеризуется высокой устойчивостью к подобному воздействию.
  5. Пластичность и вязкость также учитываются при создании различных изделий.
  6. Структура прекрасно поддается термической обработке. Как правило, проводится закалка после придания требуемой формы и размеров. Кроме закалки выполняется отжиг и ковка, которые также могут улучшить структуру материала.
  7. Склонность к отпускной хрупкости определяет то, что после закалки могут появится структурные дефекты. Они могут повысить хрупкость получаемого изделия.
  8. Плохая свариваемость. Повысить твердость смогли за счет повышения концентрации углерода. Однако, этот химический элемент существенно усложняет процесс сварки. Как правило, для повышения качества сварного шва проводится подогрев заготовки.

Свойства подшипниковой стали ШХ 15

Марка стали ШХ15, расшифровка которой проводится в соответствии с установленными стандартами ГОСТ, хорошо поддается различным видам обработки и обладает стойкостью к смятию. Кроме этого, поверхность характеризуется высокой твердостью. Температура критических точек довольно высока, она учитывается при проведении термической обработки.

Скачать ГОСТ 801-78

Расшифровка стали

  • Ш — шарико-подшипниковая сталь;
  • Х — наличие легирующего элемента хрома в объеме не более 1,5%.

Химический состав и структура

Рассматриваемая марка стали ШХ15 имеет необычный состав, который и определяет особые эксплуатационные характеристики. Марка относится к низколегированным хромистым сталям. Это определяет то, что в составе большое количество специальных добавок, которые и придают прочность, стойкость и коррозионную стойкость. В состав включаются следующие элементы:

  1. Большая концентрация углерода определяет повышенную твердость структуры. Показатель концентрации углерода составляет 0,95-1%.
  2. Марганец включается в состав практически любой стали. В рассматриваемом случае концентрация 0,2-0,4%.
  3. Кремний повышает прочность и другие характеристики материала. ШХ 15 имеет показатель в диапазоне от 0,17-0,37%.
  4. В большинстве случаев коррозионная стойкость достигается за счет добавления большого количества хрома. ШХ 15 характеризуется невысокой устойчивостью к воздействию агрессивных химических веществ и влаги, так как хрома в составе только 1,35-1,65%.

Микроструктура шх15 после закалки в масле

Небольшое количество хрома определяет то, что он не образует собственные карбиды, остается в твердом растворе и может входить в состав цементита. Структура характеризуется однородностью при небольших карбидах. Именно это свойство приводит к повышению износостойкости.

Особенности обработки

Сегодня термообработка проводится для увеличения основных качеств металла довольно часто. Среди особенностей отметим:

  1. Довольно часто проводится закалка ШХ15. Она позволяет существенно повысить твердость поверхностного слоя. Стоит учитывать, что после закалки провести заточку режущей кромки достаточно сложно. Закаленную сталь ШХ 15 сложно обрабатывать резанием. Именно поэтому закалка проводится после придания заготовке требуемой формы и размеров. Термической обработки режимы во многом зависят от температуры критических точек. Стоит учитывать, что охлаждение в воде приводит к образованию структурных и поверхностных деформацией. Охлаждение на открытом воздухе проводится только в случае больших размеров изделия.
  2. Отжиг стали ШХ15 проводится при температуре около 800 градусов Целься. Подобная обработка позволяет устранить внутренние напряжения, которые становятся причиной появления трещин и других дефектов. Как правило, отжиг проводят после закалки изделия. Для проведения подобного процесса могут использовать различное оборудование.
  3. Заготовка может подвергаться и ковке, для чего проводится разогрев до 1150 градусов Цельсия. Охлаждение проводится на открытом воздухе или в яме. При ковке структура материала становится более плотной и устойчивой к различному воздействию.

При рассмотрении основных качеств учитывается склонность к отпускной хрупкости, а также возможность проводить обработку резанием. Для термической обработки может применяться самое различное оборудование. Высокая температура плавления определяет то, что в домашних условиях улучшение проводится крайне редко.

Сферы применения

Применение стали ШХ15 во многом связано с высокой твердостью и прочностью структуры, а также несущественной коррозионной стойкостью и износоустойчивостью. Сплав используется для получения:

  1. Шариков, используемых при изготовлении подшипников. Во время эксплуатации подшипников этот элемент подвергается сильному механическому воздействию. Поэтому их изготовлению уделяется особое внимание, часто изделие подвергается закалке.
  2. Роликов диаметром до 23 мм. Встречаются в продаже и роликовые подшипники, которые рассчитаны на большую нагрузку.
  3. Плунжеров.
  4. Нагнетательных клапанов. Они также подвержены существенному воздействию на момент эксплуатации.
  5. Роликов толкателей.

Шарик стальной для подшипника ШХ-15

Тот момент, что сплав ШХ 15 называется подшипниковой определяет ее применение при создании подобных изделий. Они могут выдерживать длительную эксплуатацию, выдерживают трение и другое механическое воздействие, высокую температуру.

Ножи из стали ШХ15

Сталь ШХ15 характеризуется универсальностью в применении. Она используется при получении самых различных ножей, как и сплав ШХ16. На сегодняшний день марка считается одной из самых популярных, что связано с низкой стоимостью. Нож ШХ15 характеризуется следующими качествами:

  1. Лезвие служит на протяжении длительного периода. Хорошая износостойкость определяет то, что не нужно часто выполнять заточку режущей кромки.
  2. Режущая кромка долго держит свою заточку.
  3. Поверхность не поддается заточке. Поэтому после ее потери ее восстановить достаточно сложно.
  4. Режущая кромка не подвержена воздействию влаги и различных химических элементов. На протяжении длительного периода на поверхности не появляется ржавчина или окисления.
  5. Получаемое лезвие не хрупкое, поверхность твердая. Именно поэтому область применения ножа существенно расширяется.

Сталь ШХ15 применяется при создании изделий, которые эксплуатируются при самых тяжелых условиях. Однако, материал не является универсальным, что связано с относительно невысокой коррозионной стойкостью.

Источник: https://stankiexpert.ru/spravochnik/materialovedenie/stal-shkh-15.html

Предназначение подшипников

из какой стали делают подшипники

Подшипник представляет собой сложносоставной сборочный узел, который состоит из нескольких основных элементов: внешнего и внутреннего колец, тел качения, сепаратора и специального желоба качения. Подобная конструкция позволяет выполнять вращательное направленное движение, обеспечивая при этом минимальный уровень трения.

Собственно, в связи с этими особенностями, основное предназначение подшипников и заключается в том, чтобы зафиксировать вращающуюся деталь в механизме, позволяя ей при этом осуществлять как вращение, так и качение, а в некоторых случаях и линейное перемещение с минимально возможным коэффициентом трения поверхности.

Итоговое предназначение подшипников зависит от нескольких сторонних факторов. Во-первых, существуют различные виды подшипников и их классификации, например, по способу восприятия нагрузок.

Само собой, каждая разновидность обладает своей уникальной конструкцией, а от этого во многом и зависят технические характеристики подшипников. Во-вторых, существуют различные области применения подшипников, каждая из которых имеет свои персональные особенности.

Например, в машиностроении этим изделиям нужно выдерживать колоссальные нагрузки, а вот в детских игрушках требуются изделия уже менее стойкие к высоким механическим воздействиям.

Однако, вне зависимости от того, к какой области применения подшипников можно отнести те или иные виды подшипников, для стабильной работы каждого из них требуется специальная смазка. В некоторых случаях для таких целей применяют разные синтетические вещества.

Иногда используют органические смазки для подшипников, кроме того, есть еще и минеральные смазочные вещества. В принципе, какого бы типа ни была смазочная среда, ее основная задача состоит в том, чтобы не дать соприкоснуться телам качения с поверхностью.

Для достижения наилучшей эксплуатации изделия, его смазочная жидкость выбирается по характеристикам под предназначение подшипников.

Виды подшипников и их классификация

Современные метизные заводы для разных нужд промышленности выпускают разные виды подшипников и их классификация подразделяется на три основные разновидности:

Классификация подшипников Характер воспринимаемой нагрузки:
Радиальные подшипники Радиальная
Упорные подшипники Осевая
Радиально-упорные подшипники И радиальная, и осевая

В первом случае, радиальная нагрузка подразумевает собой ту нагрузку, которая имеет перпендикулярную направленность по отношению к геометрической оси вала. Во втором же случае, осевая нагрузка — это та нагрузка, которая воздействует на ось подшипника только лишь в одном из направлений. В третьем случае, подшипники будут способны одновременно воспринимать оба типа нагрузок, но с преобладающей осевой.

Если рассматривать виды подшипников, то основных разновидностей будет всего 2:

  • Подшипники качения
  • Подшипники скольжения

Несмотря на то, что в целом принцип работы подшипника подразумевает свободное вращение внутри него какой-либо цапфы, движущие его элементы могут быть различными. Например, подшипник скольжения в качестве вращающего элемента имеет только кольцо.

При этом кольцо может быть цельным, и такой подшипник называют неразъемным. Принцип его функционирования заключается в том, что вал помещается во внутреннее кольцо, которое осуществляет вращение по отношению ко внешнему корпусу. Так же существует разъемный подшипник, в котором кольцо состоит из двух отдельных частей.

При этом, вал фиксируют в одной из них, и только после ставят вторую.

При этом, принято считать, что именно разъемные виды подшипников за счет своих конструктивных особенностей наиболее оптимальны в использовании.

Несмотря на то, что технические характеристики подшипников скольжения разъемного типа практически не отличаются от характеристик неразъемных подшипников, наибольшая легкость их монтажа и демонтажа является одним из существенных преимуществ.

Благодаря тому, что внутреннее кольцо у подшипников скольжения выпуклое, а внешнее, наоборот, вогнуто, при воздействии множественных статичных нагрузок такой тип строения позволяет с легкостью производить движение и повороты на небольших скоростях.

Технические характеристики подшипников скольжения
Преимущества Недостатки
Низкий уровень шума при работе Имеют небольшой КПД
Эксплуатация при высоких температурах Ломаются из-за плохого качества смазки
Устойчивость к механическим нагрузкам Требуют контроля за рабочими условиями

В отличии от предыдущей разновидности, подшипники качения между внутренним и наружным корпусами имеют вспомогательные элементы в форме шаров, цилиндров или же других тел округлой формы, которые могут свободно перекатываться промежду двух данных корпусов.

Важно отметить, что тела качения в таких подшипниках могут устанавливаться на равноудаленном расстоянии друг от друга. Такое размещение позволяет достичь наилучшей эффективности. Для этого тела качения помещают в специальное кольцо-сепаратор. Бывают такие виды подшипников, где сепаратор отсутствует.

В этом случае, внутрь плотно забивают максимальное возможное число тел качения.

При этом, тела качения могут располагаться как в один, так и в два ряда. Как правило, двухрядные подшипники могут выдерживать немного большие объемы нагрузок, поскольку все воздействие воспринимается как раз телами качения.

Выбор формы тела определяют уже исходя из того, какое у подшипников предназначение, и в каком конкретном механизме они будут использоваться. Это важно, потому что каждая такая форма имеет свою определенную степень устойчивости к различным типам механического воздействия.

Кроме того, от формы может зависеть и непосредственный размер подшипника, а это очень немаловажно, так как есть и маленькие и большие механизмы.

Технические характеристики подшипников качения
Преимущества Недостатки
Практически бесшумная эксплуатация Перестают работать в водной среде
Работают даже при высоких температурах Их производство достаточно трудоёмкое
Стойкость к механическим воздействиям Высокая цена и меньшая надежность

Области применения подшипников

Различные промышленные отрасли подразумевают свои специализированные области применения подшипников.

Если рассматривать основные направления, где используется подшипник, а именно, машиностроение, авиастроение, вагоностроение и станкостроение, то можно заметить, что по больше части подшипники используются в составе разных устройств на валах с небольшими диаметрами.

При этом, для эксплуатации при малых или же средних нагрузках обычно задействуют шариковые подшипники. В случае, когда необходима работа с большими нагрузками, то тогда устанавливают роликовые подшипники. А если требуется не только устойчивость к высоким нагрузкам, но и малые габариты, то на помощь приходят уже цилиндрические роликовые подшипники.

Кроме того, подшипники часто применяют еще как составные элементы в различных сферах бытовой направленности. Например, в детских игрушках и в аксессуарах, в бытовой технике, в квадрокоптерах и медицинских аппаратах, например, стоматологических креслах и в томографах.

Кроме того, они встречаются в моторных лодках, в катерах, в велосипедах и в скейтбордах. Нередко они используются в комнатной мебели, а также в раздвижных дверях.

Вообще же, если рассмотреть все области применения подшипников, то можно заметить, что такие изделия охватывают множество разнообразных сфер жизнедеятельности, при этом подшипники существенно их упрощают.

Маркировка подшипников

Одним из заключительных этапов производства подшипников является нанесение на на них специальных опознавательных меток, проще говоря — маркировки. Собственно, сама маркировка подшипников, в зависимости от страны-производителя, может различаться.

В России принято наносить обозначение из заглавных букв и цифр, разбитых на три отдельных блока. Основной — центральный, состоит из 6 цифр. Слева от него через дефис указывается еще одна цифра. Справа от него добавляется специальное буквенное-численное обозначение.

В качестве примера того, как выполняется расшифровка маркировки подшипников, мы рассмотрим модель 6-180306УС17Ш.

Что означает маркировка подшипников

6 18 3 06 У С17 Ш
Класс точности Подвид Тип изделия Серия по наружному диаметру Внутренний диаметр Степень шероховатости Тип смазки Степень шумности
Класс точности
Название Обозначение
Нормальный Не маркируется
Сверхвысокий 2
Особо высокий 4
Высокий 5
Повышенный 6
Пониженный 7 или 8
Тип изделия
Название Обозначение
Радиальный
Сферический 1
Радиальный с короткими роликами 2
Радиальный сферический 3
Игольчатый 4
Радиальный с витыми роликами 5
Радиально-упорный 6
Конический 7
Упорный 8
Упорно-радиальный 9
Серия по наружному диаметру
Название Обозначение
Особо-легкая 1
Легкая 2
Средняя 3
Тяжелая 4
Легкая широкая 5
Средняя широкая 6

Если говорить про внутренний диаметр этих изделий, то необходимо обозначить одну очень важную особенность. Если внутренний диаметр подшипника больше 20 мм, то цифры, которые содержит маркировка подшипников, а именно 06 в нашем случае, нужно умножить на 5. Тогда мы получим итоговый размер — 30 миллиметров. Если диаметр меньше 20 мм., то для определения его значения можно будет воспользоваться следующей таблицей:

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Что такое инструментальная сталь
Обозначение в маркировке Размер внутреннего диаметра в мм.
00 10
01 12
02 15
03 17

 Правая же часть в маркировке подшипников начинается с буквенного обозначения. В данном случае, мы имеем литеру У, которая указывает на допуски материала по степени его шероховатости. Далее идет тип используемой заводом смазки подшипников.

В нашем же случае, это смазка С17, то есть многоцелевая смазка ГОСТ 21150-87 марки Литол-24, которая выдерживает значения температуры в диапазоне от -40°С до +120°. В заключении указывают класс шумности изделия. По умолчанию он обозначается литерой «Ш». В зависимости от его требований по возрастающей шкале это обозначение нумеруется цифрами 1, 2, 3 и так далее.

Кроме того, в некоторых случаях, маркировка подшипников может содержать еще и другие специализированные обозначения от завода.

Источник: https://s-agroservis.ru/inform/company-news/prednaznachenye_podshipnicov/

Из какой стали делают подшипники

из какой стали делают подшипники

Характеристики применения стали ШХ15, а также процесс ее производства привели к тому, что ее стали относить к группе конструкционных сталей.

Структура стали

Важнейшее требование, которое предъявляется к данному типу стали, — это высокая твердость. Для того чтобы достичь такого показателя, используют большое количество углерода в качестве легирующего элемента, а также добавляют некоторое количество хрома.

В момент поставки данной стали ее структура — это феррито-карбидная смесь. Чаще всего при поставке данного вида пишут, что она — отожженная на зернистый перлит. Также важно отметить, что к характеристикам применения стали ШХ15 относится и высокая пластичность, которая обязательно должна быть соблюдена, так как сырье этой марки часто используется для производства различных пластичных конструкций.

Температура закалки стали, при которой она проходит термическую обработку, — 830-840 градусов по Цельсию. Отпуск же сырья осуществляется в температуре от 150 до 160 градусов, а время, требуемое на завершение операции, составляет 1-2 часа.

Карбидная фаза

Дальнейшие характеристики применения стали ШХ15 во многом зависят от карбидной фазы и от ее успешного завершения. Если рассматривать ее протекание под микроскопом, то можно наблюдать, что при успешном ее завершении, усилие, которое требуется для разрушения матрицы — 140 кН.

Для того чтобы достичь такого показателя, шарик, являющийся основным элементом структуры, должен иметь однородную матрицу, а также достаточно однородные карбиды. Одинаковыми они должны быть как по размеру, так и по своему распределению в матрице.

Если же во время обработки что-то пошло не так, то усилие, требуемое для разрушения структуры, может упасть до 68 кН. Если это происходит, значит, структура шарика получилась неоднородной. Карбиды в данном случае могут быть расположены неравномерно и/или иметь неодинаковый размер.

Этот показатель очень существенный для стали.

Дефекты карбидной фазы

Так как характеристики применения стали ШХ15 во многом зависят от протекания карбидной фазы, то важно знать, какие могут быть дефекты этого процесса:

  • Один из первых дефектов — это карбидная полосчатость. Он возникает из-за того, что присутствует неоднородность структуры стали после ее закалки. В тех участках, где присутствует большое количество карбидов, появляется мартенситно-трооститная структура, а в тех местах, где количество этого вещества мало, появляется игольчатый мартенсит.
  • Еще один дефект, который может возникнуть, — это карбидная ликвация. В подшипниковом типе стали часто встречается крупное включение карбидов, которые располагаются вдоль направления прокатки — это и называется карбидной ликвацией. Дефект этого явления заключается в том, что эти элементы характеризуются высокой прочностью, но и высокой хрупкостью. Чаще всего такие элементы разрушаются при выходе стали на рабочую поверхность, из-за чего образуется очаг разрушения. Ярко выраженный дефект этого типа сильно увеличивает изнашиваемость шарикоподшипниковой стали.

Подшипники из стали

Из-за характеристик применения стали ШХ15 ее стали часто использовать для производства шариков, роликов и колец подшипников.

Стоит отметить, что при работе данных деталей они постоянно подвергаются высоким знакопеременным напряжениям. Также важно понимать, что ролик или шарик, а также дорожка из колец испытывают высокую нагрузку в единый момент времени, которая распределяется по очень малому участку плоскости. Из-за этого в таких участках попеременно возникают такие знакопеременные напряжения порядка 3-5 МН/м2 (300-500 кгс/см2).

Именно из-за таких нагрузок температура закалки стали очень высока, чтобы придать высокую прочность материалу. Также важно отметить, что такие высокие нагрузки не проходят бесследно, они оставляют небольшую деформацию элементов подшипника.

Из-за этого на подшипнике образуются усталостные трещины.

Появление этих дефектов приводит к тому, что при прохождении этого участка происходит удар, из-за которого деформация лишь усиливается, а в конечном счете подшипник полностью выходит из строя.

Подшипниковая сталь: характеристики

Данная марка стали применяется для производства шариков диаметром до 150 мм, роликов диаметром до 23 мм, а также для производства колец подшипников, толщина стенки которых 14 мм. Также эта сталь может использоваться для изготовления втулок плунжеров, нагнетательных клапанов, а также других деталей, для которых главное требование — это высокая твердость, высокая стойкость к износу, а также контактная прочность.

Подшипниковая сталь данной марки также обладает рядом определенных характеристик, таких как: склонность к отпускной хрупкости или флокеночувствительность. Пределы кратковременной прочности данного материала находятся в районе от 590 до 750 МПа.

Предел пропорциональности для данного материала — 370-410 МПа. Относительное удлинение материала при разрыве составляет 20%. Сталь марки ШХ15 обладает относительным сужением — 45%.

Кроме этого, есть и характеристика ударной вязкости, показатель которой 440 кДж/м2.

Свойства стали ШХ15

Если говорить о свойствах данной марки, то нужно обратить внимание на ее химический состав, который во многом влияет на образование этих свойств. Сталь ШХ15 содержит в своем составе такие химические элементы:

  • С — 0,95 -1.0;
  • Si — 0,17-0,37;
  • Mn — 0,2-0,4;
  • Cr — 1,35-1,65.

Также данная марка характеризуется еще одним параметром — критическая точка температуры. Для стали ШХ15 этот показатель находится в районе от 735 до 765 градусов по Цельсию.

Для того чтобы достичь нужной прочности, этот тип сплава подвергают сильному нагреву, температура которого превышает эвтектоидное превращение. Он обеспечивает нужную концентрацию такого элемента как С и Cr в составе стали в твердом виде, а также делает структуру мелкого однородного зерна.

Расшифровка стали ШХ15, которая получается в итоге проведения всех этих операций следующая: буква Ш обозначает, что материал принадлежит к группе подшипниковых сталей, а буква Х указывает на то, что в составе сырья имеется такой материал, как хром, являющийся одним из легированных элементов.

Сталь ШХ15 — углеродистая и малолегированная сталь, которая в изготовлении ножей приобрела название «углеродистой». Данный материал используется уже примерно в течение 100 лет. Основная область применения данного материала — это подшипниковые, износостойкие и режущие детали или элементы.

Также стоит отметить, что данная группа стали является классической для изготовления ножей и за рубежом. Нож из ШХ15 будет обладать огромной прочностью, а также значительной остротой. Такие изделия используют чаще всего для каких-либо режущих инструментов, однако из нее же можно изготавливать и обычные кухонные ножи.

  Электроплазменная полировка нержавеющей стали

Особенности использования

Расшифровка стали ШХ15 говорит сама за себя, однако стоит добавить, что 15 — это показатель количества хрома в материале, которого там содержится в количестве 1,5%.

При эксплуатации изделий из данной стали в метастабильной среде с высокими нагрузками вполне возможны геометрические изменения размеров детали.

После проведения наблюдений за закаленными образцами и их изменений в размерах, а также после проведения рентгенографических исследований люди установили, что для стабилизации такого вещества, как мартенсит, необходима закалка сырья в течение 2-4 часов при температуре в 150 градусов по Цельсию.

Если же необходимо стабилизировать мартенсит для дальнейшей эксплуатации вещества в повышенных температурных условиях, то процесс отпуска должен проходить при температурном пороге, который будет превышать рабочую температуру на 50-100 градусов по Цельсию.

Можно отметить, что основная причина, почему после закалки и отпуска сталь изменяет свои геометрические параметры — это влияние остаточного аустенита. Для того чтобы привести наглядный пример, можно представить такое утверждение: 1% аутенсита при превращении в мартенсит будет изменять размер детали на 1•10-4. Для более понятного определения это означает, что изменение размера произойдет на 10 мкм на каждые 100 мм размера.

Источник: https://steelfactoryrus.com/iz-kakoy-stali-delayut-podshipniki/

Корпус подшипника

Подшипниковый корпус – деталь или единица сборочная, предназначенная для фиксации одного либо группы подшипников и их установки в машину. Их классификация включает следующие виды:

  • по принципу крепления – на лапах, фланцевые, с креплениями особых типов, например, для линейного перемещения (Т), для поворота;
  • по количеству подшипников на один, два, группу;
  • по материалу – чугунные, стальные, алюминиевые, из нержавеющей стали, пластмассовые;
  • по виду заготовки – сварные, литые, отштампованные, кованные, из цельной заготовки;
  • разъемные и неразъемные;
  • стандартизованные, покупные серийные, проектируемые для конкретной машины.

При крупносерийном производстве наиболее рациональным, дешевым является метод получения заготовок корпуса для подшипников методом литья. Чаще используется чугунное литье из серого чугуна, обеспечивающее жесткость, прочность при невысоких затратах.

При особых требованиях применяется стальное, алюминиевое литье. Однако литье требует затрат на формы, литейную оснастку. В единичном или мелкосерийном производстве такие затраты не окупаются. В этом случае используются сварные заготовки. Материалом обычно является низкоуглеродистая сталь Ст3 или сталь 20.

В пищевой промышленности при возможности контакта с продуктом, необходимости санитарной обработки, мойки применяют нержавеющую сталь, например 12Х18Н10Т. Опоры подшипниковые из пластмасс выполняют в основном литьем под давлением. Корпуса из прочного химически стойкого пластика, нержавейки кроме пищевой индустрии используются в оборудовании для химии.

Для натяжных опор чаще в качестве материала применяют серый чугун, образующий хорошую пару трения со стальными направляющими.

Из цельного проката, например, круга опоры, выполняют при небольших размерах.

Вне зависимости от вида заготовки корпуса подвергают черновой, чистовой механической обработке. Обычно вначале обрабатывают фрезерованием плоскости опорные лап или точением фланец. Используя опорные поверхности как базу, растачивают отверстие под подшипник.

При необходимости обрабатывают торцы под крышки, выполняют канавки для пружинных упорных колец, поверхности под уплотнительные устройства. Сверлятся крепежные отверстия на фланцах, лапах, отверстия для крышек. Выполняются резьбовые отверстия для масленок, каналы и отверстия подачи смазки.

Нередко для возможности регулировки на лапах выполняют не отверстия, а пазы.

Расточки под подшипники обычно выполняются цилиндрическими на проход.

В отдельных случаях под осевую фиксацию подшипников выполняется заточка.

В корпусах со сферическим верхним кольцом посадочная поверхность растачивается по сфере.

В опорах под два подшипника расточки выполняются на концах корпуса. Для уменьшения объема точной обработки в центральной части корпуса отверстие имеет больший, чем у подшипника диаметр. При литье центральный стержень формы делают на концах диаметрами под расточку, а в центре диаметром большим, чем у подшипника. Сварные корпуса под два подшипника обычно выполняют из трубы диаметром большим, чем у подшипника, так чтобы на концах приварить бобышки с отверстиями под припуск расточки.

В отдельных случаях при реализации схемы врастяжку диаметр трубы сварного корпуса подбирают по размеру упорного заплечика подшипника, выполняя на торцах расточки.

Значения чистоты расточки опоры под наружное кольцо при диаметре до 80 мм Rа 0,81,6, а в диапазоне диаметров 80500 мм Rа 1,6.

При установке подшипника в корпус нагрузка вращательная обычно воздействует на кольцо внутреннее. В таком случае размер расточки корпуса выполняется с допуском:

  • H7 в большинстве случаев;
  • G7 при повышенных температурах вала;
  • JS6 при повышенных скоростях.

Разъемные корпуса, состоящие из основания и крышки, позволяют облегчить монтаж подшипников, отрегулировать зазор, выполнить ремонт. Крепление основания крышкой производится шпильками с гайками. Однако такие корпуса сложнее в изготовлении и дороже, что ограничивает их применение.

Стандартизованные и покупные корпуса

Существуют стандартизованные корпуса подшипников по ГОСТ, применение которых позволяет ускорить процесс проектирования, избегать ошибок, снизить затраты на производство. Литые корпуса типа ШМ по ГОСТ 13218.1-80 применяются для диаметров подшипников 47 150 мм. Это широкие корпуса на лапах с расточкой сквозного типа. Они являются неразъемыми. Для осевой фиксации подшипников предусмотрены места для крепления крышек на торцах.

Серия ШМ для диаметров 160400 мм определяется ГОСТ 13218.2-80.

Стандарт государственный 13218.3-80 определяет размеры, требования технические неразъемного узкого корпуса типа УМ на лапах, с расточкой насквозь для диаметров внешнего кольца 80150 мм. Для размерного ряда 160400 мм конструктивные параметры серии УМ определяются ГОСТ 13218.4-80.

Стандартизованные широкие литые большие опоры ШБ с креплением лапами и расточкой сквозной для подшипников качения определяются ГОСТ 13218.5-80 при расточках 80150 мм и ГОСТ 13218.6-80 для диаметров 160400 мм.

Размеры и требования к узким большим корпусам с лапами УБ задаются ГОСТ 13218.7-80 под диаметры 80150 мм и ГОСТ 13218.8-80 при расточках 160400 мм.

Конструкция, размеры разъемных широких корпусов РШ на лапах с расточкой насквозь для подшипников качения наружными диаметрами 110400 мм определены ГОСТ 13218.9-80, а для серии разъемных узких РУ — ГОСТ 13218.10-80.

Стандартизованные корпуса подшипников обычно применяются попарно для реализации закрепления длинного вала по схеме плавающей опоры. Выбор опоры производится по диаметру, ширине подшипника качения, уровню нагрузки. С торцов опоры закрываются крышками глухими или с уплотнениями для вала.

В плавающую опору подшипник ставится с зазорами по сторонам, а в фиксирующей опоре можно ставить дистанционные кольца или выполнить крышки с заточками соответствующего размера.

В случае, если сложно обеспечить строгую соосность, используют сферические самоустанавливающиеся шарико либо роликоподшипники, допускающие небольшой перекос оси вала.

Для таких опор подходят стандартизованные крышки торцовые с уплотнениями манжетами армированными:

  • низкие ГОСТ 13219.5-81 для диаметров 47100 мм;
  • низкие ГОСТ 13219.6-81 для диаметров 110400 мм;
  • средние ГОСТ 13219.7-81 для диаметров 47100 мм;
  • средние ГОСТ 13219.8-81 для диаметров 110400 мм;
  • высокие ГОСТ 13219.9-81 для диаметров 47100 мм;
  • высокие ГОСТ 13219.10-81 для диаметров 110400 мм.

Используются также стандартные крышки торцовые с канавками лабиринтного уплотнения низкие, средние, высокие на диаметры 47400 мм по ГОСТ 13219.11-81 ГОСТ 13219.16-81.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как посчитать вес металлического листа

В ряде случаев можно использовать готовые покупные корпуса для подшипников. Их выпускает целый ряд производителей. Особенно большой выбор предлагает SKF.

Стационарные разъемные опоры серии SNL, заменяющие устаревшие SNH, созданы под установку подшипников на втулке закрепительной и допускают разнообразные варианты уплотнений, смазки. Серия SNL характеризуется улучшенной прочностью и повышенным теплоотводом. Монтаж в оборудование производится на лапах двумя болтами, а на типоразмерах 511609 с обозначением FSNL четырьмя болтами. В основании намечены положения под фиксирующие штифты.

Фиксирующий штифт в корпусе подшипника

Размерный ряд рассчитан на валы диаметрами 20160 мм. Опора может использоваться как плавающая, так и фиксирующая при добавке двух дистанционных колец марки FRB с указанием ширины и диаметра наружного в мм, которые заказываются вместе с опорой. Основание и крышка опоры не являются взаимозаменяемыми и используются как один комплект. Возможна комплектация четырьмя типами уплотнений на температурный диапазон -40+100 градусов Цельсия:

  • манжеты с двумя кромками TSNG, допускающие скорость окружную до восьми м/с;
  • уплотнения V-подобные TSNA на окружную скорость 7 м/с;
  • улучшенные уплотнения типа таконит TSNND до 12 м/с;
  • уплотнения лабиринтные TSNS при любой скорости окружной и температур -50200 градусов.

Опоры серий 5,6 используются для подшипников с отверстием коническим на втулке закрепительной, а серий 2,3 для подшипников с отверстием цилиндрическим.

При необходимости можно использовать глухую торцевую крышку марки ASNH. В корпусах предусмотрены отверстия под масленки. Материал корпуса серый чугун, допуск расточки G7, осевое расстояние до опорной плоскости выполнено точностью js11.

Обозначение корпуса SNL под вал 40 мм с подшипниками на втулке закрепительной, двумя уплотнениями SNL 509 TL, где:

  • SNL 509 корпус;
  • TSN 509 L — уплотнения.

При необходимости обозначение торцевой крышки под него ASNH 509.

Корпуса разъемные стационарные на лапах типа SONL со смазкой ванной масляной предназначены для роликоподшипников сферических типа 222 или тороидальных типа С22 и выполнены из чугуна серого либо высокопрочного.

Система централизованной подачи смазки в корпус подщипника

Крупногабаритные разъемные корпуса стационарные SDG под подшипники сферические на втулке закрепительной для валов 125530 мм, при втулке стяжной на 135600 мм, с отверстием цилиндрическим 140710 мм.

Стационарные корпуса неразъемные на лапах SBD с подшипниками на втулках закрепительных идут под валы 90400 мм, подшипники с отверстием цилиндрическим 100420 мм.

Поставляются также неразъемные корпуса на лапах TVN под валы 2075 мм, TN на шарикоподшипники самоустанавливающиеся 2060 мм, под эти же шарикоподшипники фланцевые треугольные корпуса с тремя отверстиями I-1200, фланцевые неразъемные треугольные или квадратные корпуса 7225 под валы 20100 мм.

Оригинальные опоры

Далеко не всегда удается подобрать стандартизованные либо покупные опоры. Нередко возникает необходимость в нестандартных опорах.
Корпус подшипника чертеж выполняют исходя из конструкции машины. При этом желательно использовать конструкторские программы трехмерного конструирования. В процессе проектирования можно использовать справочные материалы, содержащиеся во втором томе Справочника конструктора-машиностроителя в трех томах Анурьева.

Источник: http://themechanic.ru/bearings/b-articles/korpus-podshypnika

Подшипниковая сталь: виды, особенности и характеристики

Подшипники порой несут чрезвычайновысокие нагрузки, поэтому к их надежности, прочности и долговечностипредъявляются высокие требования. Стали для изготовления подшипников – этосоставы высочайшего качества, отличающиеся максимальной износоустойчивостью ипрекрасно справляющиеся с большими контактными нагрузками.

Виды стали

Все смеси принято классифицировать подвум параметрам:

— для деталей, используемых при высокихтемпературных режимах и подверженных воздействию агрессивных химическихагентов. В категорию включаются жаропрочные и коррозиестойкие металлы;

— для деталей, функционирующих встандартных условиях. К ним причисляются составы с содержанием хрома имарганца, хромистые смеси с добавлением молибдена и кремния.

Среди составов первой группыпопулярностью обладают марки 95Х18-Ш, 11Х18М-ШД и др.Такие маркиприменяются в изготовлении приборных подшипников качения, работающих вагрессивной среде.

— обозначение «Ш» означает,что детали относятся к особо высокому классу и произведена по методу стандартной электрошлаковой переплавки,

— обозначение «ШД» – с помощью вакуумно-дуговой переплавки.Такая сталь используется в прецизионных подшипниках с классом точности выше P4, тоесть P2, P3, P4. Класс точностиP2 считается сверхвысоким встречается очень редко.

Во второй категории признанными лидераминазывают модели ШХ15, ШХ15СГ, ШХ20СГ.

Качества подшипниковых составов

Специфика их применения такова, чтосоставляющие деталей качения (роликовые, шариковые, кольцевые элементы)постоянно пребывают под влиянием высокого знакопеременного напряжения. Из-заэтого их поверхность подвергается растяжению по краям и сжатию в центре. Величинанагрузок способна достигать 500 кГ/см2, что существенно деформирует деталь,приводя со временем к образованию усталостных трещин.

Шариковые подшипниковые изделияподвержены механическому разрушению металла (истиранию). Силы трения приводят ктому, что от конструкций начинают откалываться мелкие элементы, а их абразивныйизнос значительно ускоряется.

Перечисленные факторы свидетельствуют отом, что композиционные составы для подшипников обязаны отвечать:

— максимально высоким качествам прочности;

— устойчивости к механическомуизнашиванию;

— значительной упругости;

— минимальной хрупкости, сочетающейся свысокой сопротивляемостью усталости металла.

Подшипниковые составы не должны иметьнеметаллические включения. Требование обусловлено их функциональной спецификой,поскольку компоненты деталей контактируют между собой рабочими поверхностями.Если технология не соблюдается, они быстро приходят в непригодность.

Компоненты смесей

Все элементы указаны в процентномотношении:

— ШХ20СГ. : кремний – 0,55-0,85;углерод – 0,9-1; марганец, хром – 1,4-1,7, сера – 0,02, никель – 0,03, фосфор –0,25.

— ШХ15. Кремний – 0,17-0,37; углерод –0,95-1,05; хром – 1,3-1,65; марганец – 0,2-0,4; прочие элементы – аналогичнопредыдущим пунктам.

— 11Х18М-ШД. Кремний – 0,53-0,93; углерод– 1,1-1,2; хром – 16,5-18; марганец – 0,5-1; сера – 0,15; медь и никель – 0,3;фосфор – 0,025.

Составы для подшипниковых конструкцийимеют углеродные примеси. Благодаря углероду удается обеспечить устойчивость кистиранию, повысить показатели прочности после термической обработки самого изделия.

Марганец и хром, добавляемые в составкомпозиции(композиционный материал), увеличивают сопротивляемость к истиранию и одновременно с этимпридают изделию твердость. Однако оба этих компонента являются раскислителями испособны понизить вязкость металлического состава, поэтому их количество должнооставаться строго в определенных рамках.

Ключевым элементом в составеподшипникового сплава является хром. Карбиды этого вещества усиливаютустойчивость металла к изнашиванию и его твердость, обеспечивают нужнуюмелкозернистую структуру, не позволяет ему чрезмерно накаляться, повышаетстойкость мартенсита против отпуска.

Вредные примеси

Прочие примеси негативно сказываются накачествах композиции(композиционный материал), поэтому их содержание строго ограничивается:

— никель. Большое количество веществазначительно снижает твердость сплава;

— медь. Избыток в составе смесиувеличивает риск деформации и опасных повреждений;

— фосфор. Провоцирует хрупкость металла ирастрескивание при закалке;

— свинец, олово, мышьяк, азот. Количествоэтого материала в десятитысячной части процента вызывает окрашивание металла.

За рубежом становится популярной точказрения, что сера производит положительный эффект на подшипниковую смесь,облегчая обработку и способствуя длительному сроку эксплуатации. Однакоотечественные металлурги с этим не согласны, поскольку металлы с примесью серысвыше 0,15% подвержены усталости и быстрому истиранию.

Источник: https://newpodshipnik.ru/podshipnikovaya-stal-vidy-osobennosti-i-harakteristiki

Лом подшипников

Спрос на подшипники наблюдается в различных отраслях промышленности, на бытовом уровне. Даже пункты приема вторичных металлов не обходят это изделие своим вниманием. Действительно, подшипники, в зависимости от модели, отличаются содержанием разнообразных металлов, сплавов:

Поэтому сдавать подшипники на лом, можно достаточно выгодно, по ценам, сравнимым со стоимостью отходов цветных металлов.

Источник качественной легированной стали

Ценность подшипников, завалявшихся в гараже еще с союзных времен, обуславливается качеством металла. Под лом цельных конструкций или их частей из легированной стали отводится отдельная категория 3Б3.

Лом подшипников, скопившийся на производстве

Как правило, основные узлы изделия: шарики, кольца и ролики; изготовлены из шарикоподшипниковой стали, номенклатура марок которой достаточно широка — ШХ15, ШХ15СГ, ШХ20СГ, ШХ4, ШХ6, ШХ9 и т.д. Конкретный вид металла выбирается на основе эксплуатационных характеристик. Высокоуглеродистые марки стали характерны следующим подшипникам:

  1. Эксплуатируемым при стандартных условиях. Изделие содержит сталь легированную хромом, с добавками марганца, кремния молибдена (марки ШХ4, ШХ15 и ШХ20СГ).
  2. Работающим под предельной нагрузкой, включая агрессивные среды или высокотемпературный режим. Используется теплостойкий, а также коррозионно-устойчивый металл. Применяемые в таких подшипниках марки стали, выплавлены по технологии электрошлакового или вакуумно-дугового переплава, например 95Х18-Ш и 11Х18М-ШД, соответственно.

Реже конструкция может содержать стали с низким содержанием углерода, поскольку такой металл существенно уступает по уровню твердости.

Определить на глаз тип стали изделия можно исходя из его размеров: для более крупных узлов, тел качения используется легированный металл с повышенной концентрацией кремния и марганца. Детали крупногабаритных видов обычно изготавливаются из марки ШХ20СГ. Специальная сталь ШХ4, применяется внутри железнодорожных подшипников качения. Эта марка отличается регламентированной прокаливаемостью.

Сплавы цветных металлов на основе олова и свинца

Специальные антифрикционные сплавы Баббиты, чье замысловатое название взято от фамилии их разработчика, предназначены непосредственно для применения внутри подшипников. Металл заливается или напыляется по корпусу вкладыша изделия.

Вкладыш подшипника с баббитовой наплавкой

Основу этого подшипникового сплава составляют олово и свинец, тогда как, присадками выступают другие цветные металлы: медь, никель, кадмий, натрий, магний и прочие.

Менее ценные, как вторичный металл, баббиты на основе свинца интенсивно используются для заливки подшипников дизельных двигателей, прокатных станков, что связано с их более высокой рабочей температурой по сравнению с антифрикционным сплавом на основе олова. В основном это марка марки Б16, хотя встречаются и другие разновидности, например БН, БКА или БК2Ш.

Подшипники подвижного состава железнодорожного транспорта содержат свинцово-калиевый баббит. Напротив свинцово-цинковый сплав СОС6 применяется в конструкциях, эксплуатируемых при высоком давлении и температуре, например автомобильные дизельные двигатели. Стандартные условия работы, при давлении на уровне до 15 МПа, приемлемы для подшипников, залитых баббитом с высоким содержанием олова, — сплава, наиболее ценного в пунктах приема вторичного металла.

Медные сплавы

Рассматривая металлическое изделие в качестве лома, особое внимание следует уделить подшипникам скольжения. Их основные узлы: втулки, пружины и вкладыши; часто изготавливаются из медного сплава – литейной оловянной бронзы. Альтернативно, фасонные отливки подшипников нередко изготавливаются из алюминиевой бронзы, не содержащей олова.

https://www.youtube.com/watch?v=_CqdItraHaM

Последние годы на смену медному сплаву для изготовления втулок скольжения приходят неметаллические материалы: фторопласт, капролон. Однако, полностью вытеснить бронзу, несмотря на удобство монтажа, они не могут, поскольку сильно уступают в долговечности.

Часть корпуса подшипника скольжения

Альтернативным металлическим материалом для изготовления втулок скольжения выступает латунь. Этот медный сплав нашел более универсальное применение в узлах данного вида изделий. Латунь используют, как замену стали, при изготовлении сепараторов для подшипников качения.

Особенности сдачи специализированного лома

Ситуация на рынке сдачи подшипников неоднозначная. В качестве отходов сдаются как отслужившие ресурс изделия, так и новые «китайские образцы». Приобретаются неликвиды или продукция длительного складского хранения. Изделия принимаются целиком, а также отдельными узлами. Естественно, основным фактором, определяющим стоимость лома, остается тип металла. Изделия, изготовленные из медных сплавов, баббитов, превосходят по стоимости стальные подшипники.

Источник: http://xlom.ru/vidy-metalloloma/lom-podshipnikov/

Стали для подшипников

К подшипниковым сталям предъявляются высокие требования в основном по твердости, износостойкости и пределу усталости. Эти требования обеспечиваются сочетанием оптимального химического состава и термической обработки на необходимую твердость. Для шарикоподшипниковых сталей общего назначения (типа ШХ15) твердость после термообработки обычно составляет 60-64 HRC (закалка + низкий отпуск 150 — 190°C, 1,5-2 часа).

Кроме этого, часто к подшипниковым сталям предъявляются требования по минимальному содержанию неметаллических включений и карбидной ликвации, которые могут вызывать преждевременную поломку изделия.

Кроме закалки и отпуска, для сталей, от которых требуется размерная стабильность, применяют обработку холодом при -80°C.

Большинство шарикоподшипниковых сталей содержат в структуре хром, который способствует образованию карбидов. Благодаря этому повышается твердость и износостойкость шариков и роликов. Хромистая сталь, например ШХ15, после закалки и низкого отпуска будет иметь в структуре низкоотпущенный мартенсит и небольшое количество карбидов.

Марки подшипниковых сталей

Стали для подшипников подразделяются на стали общего назначения (ШХ15, ШХ20СГ), стали работающие в условиях агрессивных сред (95Х18) и стали для подшипников, работающих при динамических нагрузках (20Х18Н4А, 20Х18Н4ВА, 18ХГТ). Последняя группа сталей упрочняется цементацией на слой 0,8 — 3,5 мм. и иногда дополнительно подвергается наклепу поверхности, который позволяет повысить усталостные характеристики стали.

Маркировка сталей для подшипников

Стали 20Х18Н4А, 20Х18Н4ВА, 18ХГТ, 95Х18 маркируются, как все конструкционные стали.

В сталях группы ШХ, буква Ш показывает, что это шарикоподшипниковая сталь, а буква Х с последующими цифрами обозначают содержание хрома. Так, например, в стали ШХ15 содержится около 1,5%Cr (1.3 — 1.65%Cr по ГОСТ 801-78). Все стали этой группы содержат примерно 1% углерода. По тому же ГОСТ 801-78, химический состав этих сталей выглядит следующим образом

Кроме хрома в маркировке могут указываться кремний и марганец — ШХ15СГ, ШХ20СГ (см. химсостав по ГОСТу).

Подшипниковые стали, полученные специальными методами выплавки, дополнительно обозначают через дефис в конце наименования марки следующими буквами:

Ш — электрошлаковый переплав (ШХ15СГ-Ш). Встречается обозначение ДШ — двойной переплав

В — внепечная обработка с вакуумированием

ПВ — прямое восстановление

Источник: https://HeatTreatment.ru/podshipnikovye-stali.html

Подшипниковые материалы и технология их термической обработки

Из сталей, легированных хромом, с учетом высокого комплекса механических свойств, особенной стойкости против износа от истирания, и сравнительно невысокой стоимости для изготовления деталей подшипников были выбраны стали группы ШХ: для шариков и роликов — ШХ6, ШХ9, ШХ12, для колец — ШХ15. В качестве исходной заготовки для изготовления колец использовали пруток или поковки (штамповки) из него.

До Великой Отечественной войны в общем объеме стали, используемой для выпуска подшипников, 99,5 % составляли стали типа ШХ и лишь 0,5 % — другие марки. Основными видами термической обработки были закалка и отпуск. Наружный диаметр подшипников не превышал 400 мм.

Однако уже в начале 50-х годов XX века потребовались подшипники с наружным диаметром до 1,42 м с усложненной конфигурацией колец, для закалки которых требовались горячие среды, закалочные устройства с вращающимися валками, штампы и другие приспособления.

Кроме того, появилась необходимость в использовании такой трудоемкой операции химико-термической обработки, как цементация в твердом карбюризаторе. В это время уже использовали для изготовления подшипников около 10 % цементируемых и других сталей.

Получили распространение трехслойные композиции для вкладышей из стали, пористого Cu-Ni сплава и свинцового сплава.

Крупногабаритные подшипники сначала изготовляли из стали ШХ15, однако вследствие появления на поверхности колец после закалки мягких трооститных пятен, все кольца диаметром более 200 мм изготовляют из стали ШХ15СГ.

Подшипники, работающие на износ, изготовляют из твердокалящийся стали, а подшипники, подвергающиеся, кроме износа, воздействию значительных ударных нагрузок, — из цементируемых сталей. Для цементации применяют городской газ состава: 9095 % СН4; 13 % СО; 1 % С02; 1 % 02; остальное — азот.

Одновременно с переходом на цементацию с использованием городского газа для деталей крупногабаритных подшипников был осуществлен процесс цементации с применением газообразного кабюризатора в печах с вращающейся ретортой (для колец небольших габаритов из стали 20Х2Н4А) и в толкательных печах типа Ц-160 и ТПЦА (для холодноштампованных колец из стали 18ХГТ).

Для колец толщиной более 35 мм и роликов диаметром более 55 мм используют стали ШХ20СГ (ГОСТ 801-78), 95X18 и 8Х4В9Ф2. Для подшипников железнодорожного транспорта нашли применение баббиты БКА и Б16 (ГОСТ 1209-78).

Для изготовления наиболее точных и тяжелонагруженных подшипников используют стали типа ШХ15СГ-Ш, 95X18-Ш, 20Х2Н4А-Ш, получаемые методом электрошлакового переплава (ЭШП). В стали ЭШП отсутствуют строчечные грубые неметаллические включения; металл плотный и однородный по макроструктуре, имеет пониженную растравливаемость в горячем и холодном состояниях, обладает более высокими механическими свойствами по сравнению со сталью, полученной обычными методами выплавки.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Что такое стеклопластиковая арматура

Кольца и подшипники из коррозионно-стойкой стали 95X18-Ш после термической обработки в вакууме имеют светлую поверхность, при этом не наблюдается обезуглероживания, что позволило уменьшить припуски на шлифование или для некоторых поверхностей вообще отменить эту операцию.

Теплостойкие подшипники

При изготовлении деталей подшипников из сталей ШХ15, ШХ15СГ и 95X18-Ш, предназначенных для работы при повышенных (до 100 150 °С) температурах, применяют, как правило, специальную термическую обработку.

При этом заготовки колец после ковки (или вытачивания из трубы или прутка) подвергают нормализации и ускоренному отжигу для получения структуры однородного мел­козернистого и точечного перлита.

Совершенствование технологии термической обработки тел качения осуществлялось в двух направлениях: внедрение нагрева ТВЧ и применение контролируемых атмосфер при термической обработке.

Антифрикционные порошковые сплавы

Применение порошковых сплавов для изготовления антифрикционных изделий (подшипников, втулок, вкладышей и др.), работающих на малых частотах вращения вала и при удельной нагрузке не более 1000 МПа, вместо компактных антифрикционных сплавов имеет ряд преимуществ.

  1. Увеличивается долговечность и надежность работы подшипников за счет низкого коэффициента трения (0,040,07), а также содержания в сплаве графита и пор (1530 %), заполненных маслом. Благодаря этому подшипники могут работать в тяжелых условиях, а в отдельных случаях в течение длительного времени (23 года) без введения дополнительной смазки при наличии масляных карманов.
  2. Износ подшипников из пористых сплавов в 78 раз меньше износа подшипников из литых сплавов, причем такие подшипники почти не изнашивают шейки вала.
  3. Изделия получаются с повышенной точностью размеров, без дальнейшей механической обработки, что снижает себестоимость подшипников и других антифрикционных деталей в 23 раза.

При изготовлении подшипников из порошковых антифрикционных материалов уменьшается расход дорогих цветных материалов и сплавов.

Антифрикционные детали чаще изготовляют из следующих пористых сплавов:

  • железографитовых с содержанием 9299,5 % Fe, до 5% Cu, 0,53 % графита;
  • бронзографитовых с содержанием 8688 % Си, 9 10 % Sn, 2 — 3 % С;
  • бронзографитовых с содержанием 57,569,5 % Сu, 3040 % Рb, до 1 % Sn, 0,51,5% С;
  • алюминиево-свинцовых с содержанием до 40 % РЬ, до 7 %Sn, алюминий — остальное и др.

Для улучшения антифрикционных свойств эти сплавы пропитывают серой и другими добавками.

На основе цветных металлов и графита созданы также ингредиентные материалы для втулок и других антифрикционных деталей.

Из порошков латуни с добавкой большого количества графита изготовляют направляющие втулки клапанов двигателей внутреннего сгорания, которые работают без смазки при температуре 430 °С свыше 500 ч, коррози­онно-стойкие конденсаторные трубки для судостроения и детали с дифференцированными свойствами для электро- и химического машиностроения. Использование ингредиентных пористых материалов — перспективное направление в производстве ККМ.

Баббиты

Антифрикционные сплавы на основе олова и свинца Б88 и Б83 состоят из мягкой основы а-раствора сурьмы в олове и р’-фазы твердых включений SnSb. Они применяются для изготовления подшипников, работающих при скоростях скольжения до 50 м/с и удельных давлениях до 20 МПа.

Подшипники из свинцовых баббитов Б16, БН и БС6Д могут работать при скоростях скольжения до 30 м/с, но допускают удельное давление до 100 МПа; их используют в механизмах подвижного состава на железнодорожном транспорте.

В машиностроении расширяется использование кальциевых бабби­тов, содержащих 0,3 1,5 % кальция и 0,1 1,2 % кадмия и имеющих более высокие характеристики прочности (δв > 95 МПа) и коррозионной стойкости.

Перспективным направлением использования баббитов является изготовление биметаллических деталей с повышенными антифрикционными свойствами.

Антифрикционные цинковые сплавы

В машиностроении используются в основном два антифрикционных цинковых сплава: ЦАМ 10-5 и ЦАМ 9,5-1,5. Кроме алюминия и меди, они содержат 0,03 0,06 % Mg. Из сплава ЦАМ 10-5 чаще изготовляют отливки втулок, ползунов, монометаллических вкладышей и т.д.

Сплав ЦАМ 9,5-1,5 используют для получения биметаллических полос и деталей совместно со сталью и алюминиевыми сплавами методом проката.

В деформированном виде ЦАМ 9,5-1,5 используют для биметаллических полос со сталью и алюминиевыми сплавами методом проката и последующей штамповки вкладыша.

Вследствие высоких антифрикционных свойств и достаточной прочности эти сплавы могут заменять бронзы для узлов трения, температура которых не превышает 100 °С.

Источник: https://chiefengineer.ru/tehnicheskie-discipliny/materialovedenie/podshipnikovye-materialy-i-tehnologiya-ih-termicheskoy-obrabotki/

Сталь шх15 для ножей: описание, плюсы и минусы

С незапамятных времен нож входит в жизнь человека, как предмет необходимости. В древности нож представлял из себя заостренный камень, который человек использовал для охоты и защиты от хищников. Со временем нож сильно изменился, ему находилось все больше применений и он плотно вошел в быт и хозяйство.

Сейчас невозможно представить жизнь современного человека без ножа. Он стал необходимым средством для приготовления пищи, туристических походов, охоты и рыбалки, а так же военного дела. Даже в спорте нож нашел себе применение.

Чем различаются ножи между собой

В наше время существуют ножи совершенно разных, порою даже замысловатых форм, в зависимости от того, где они применяются. Рукояти и лезвию придается необходимый эстетические и практический вид. Но решающим фактором, отличающим один нож от другого, является то, из чего он был сделан. Конкретно речь идет о химическом составе стали, из которой изготовлено само лезвие.

Не каждый способен выбрать себе именно ту сталь для ножа, которая ему необходима, так как существует огромное количество разных вариаций этого сплава, химический состав которых определяет их свойства, достоинства и недостатки, слабые и сильные стороны.

Но для выбора ножа необязательно изучать всю таблицу Менделеева, достаточно лишь знать какие свойства имеет та или иная марка стали.

Немного почитав об этом в интернете, вы быстро найдете подходящий для вас сплав. В нашей статье мы конкретно поговорим об одном сплаве, получившим довольно большое распространение.

Что представляет из себя сталь ШХ 15

Сталь ШХ 15 является представителем класса низколегированных хромистых сталей. Это означает, что в состав стали, помимо основных элементов, входят специальные добавки. Они то и придают ей необходимые свойства прочности, стойкости к коррозии и агрессивной среде. Сталь ШХ 15 содержит в своем составе следующие химические элементы:

  1. С — 0,95 -1.0.
  2. Si — 0,17-0,37.
  3. Mn — 0,2-0,4.
  4. Cr — 1,35-1,65.

В сталях этой группы количество хрома достаточно мало, что является главным отличием от высокохромистых сталей. По этой причине хром не образует собственные карбиды, а остается в твердом растворе и также входит в состав цементита.

Если говорить про структурные признаки, то стоит отметить, что все карбиды мелкие. Именно этим определяется высокая контактная выносливость и однородность данной стали.

В целом, как и другие «углеродистые» стали, ШХ 15 отлично держит тонкую кромку.

В промышленности данная марка стали получила широкое распространение благодаря ее повышенной твердости, износостойкости и устойчивости к коррозии. В основном из нее производят ролики и шарики для подшипников. Отсюда и пошло название «подшипниковая сталь». Ножам из такой стали присуща высокая износостойкость, твердость и контактная прочность.

ШХ 15 получила широкое распространение у изготовителей ножей благодаря тому, что она прекрасно поддается температурной обработке, после чего не только приобретает нужную форму, но и в несколько раз улучшает свои показатели прочности. Также при этом достигается очень высокая стойкость к износу, что в свою очередь обеспечивается высокой твердостью стали. Стоит отметить высокую стойкость к смятию, при сохранении таких параметров как пластичность и вязкость.

Для закалки оптимальной температурой является показатель в районе 810 — 850 градусов, а температура отпуска в свою очередь варьируется от 150 до 160 градусов. В конечном результате достигается твердость в 61-64 HRC.

Сталь данной марки также обладает рядом следующих характеристик: склонность к отпускной хрупкости или флокеночувствительность. Предел пропорциональности для этого материала составляет 370-410 мПа, а предел кратковременной прочности для данной стали находится в районе от 590 до 750 мПа. Сталь ШХ 15 обладает относительным сужением, равным 45%, а характеристика ударной вязкости составляет примерно 440 кДж/м2.

Итоги

Детально изучив сталь марки ШХ 15 можно однозначно указать на ее достоинства и недостатки.

Достоинства:

  • Однородность.
  • Высокая контактная выносливость.
  • Хорошо поддается обработке.
  • Достаточно высокая твердость.
  • Высокая стойкость к износу.
  • Тонкая кромка при заточке.
  • Стойкость к смятию.
  • Пластичность и вязкость.

Недостатки:

  • Относительно высокая подверженность коррозии.
  • Трудная заточка.

Существует множество разных марок стали. Каждая из них имеет свои преимущества и недостатки. ШХ 15 в свою очередь представляет из себя весьма универсальную сталь, подходящую чуть ли не для любого типа ножей. На данный момент она является одной из наиболее популярных марок с невысокой стоимостью и используемой, в основном, при частной ковке клинков. Изделие из такой стали способно дать желаемый результат от работы, значительно сэкономив при этом бюджет, благодаря своей низкой стоимости.

Источник: https://plusiminusi.ru/stal-shx15-dlya-nozhej-plyusy-i-minusy/

Из чего делают подшипники

Подши́пник (от «под шип») — сборочный узел, являющийся частью опоры или упора и поддерживающий вал, ось или иную подвижную конструкцию с заданной жёсткостью. Фиксирует положение в пространстве, обеспечивает вращение, качение с наименьшим сопротивлением, воспринимает и передаёт нагрузку от подвижного узла на другие части конструкции [1] .

Опора с упорным подшипником называется подпятником.

Основные параметры подшипников:

  • Максимальная динамическая и статическая нагрузка (радиальная и осевая).
  • Максимальная скорость (оборотов в минуту для радиальных подшипников).
  • Посадочные размеры.
  • Класс точности подшипников.
  • Требования к смазке. [2]
  • Ресурс подшипника до появления признаков усталости, в оборотах.
  • Шумы подшипника
  • Вибрации подшипника

Нагружающие подшипник силы подразделяют на:

  • радиальную, действующую в направлении, перпендикулярном оси подшипника;
  • осевую, действующую в направлении, параллельном оси подшипника.

Основные типы подшипников [ править | править код ]

По принципу работы все подшипники можно разделить на несколько типов:

  • подшипники качения;
  • подшипники скольжения;

К подшипникам скольжения также относят:

Основные типы, которые применяются в машиностроении, — это подшипники качения и подшипники скольжения.

Подшипники качения [ править | править код ]

Подшипники качения состоят из двух колец, тел качения (различной формы) и сепаратора (некоторые типы подшипников могут быть без сепаратора), отделяющего тела качения друг от друга, удерживающего на равном расстоянии и направляющего их движение. По наружной поверхности внутреннего кольца и внутренней поверхности наружного кольца (на торцевых поверхностях колец упорных подшипников качения) выполняют желоба — дорожки качения, по которым при работе подшипника катятся тела качения.

Также существуют насыпные подшипники, состоящие из сепаратора и вставленных в него шариков (см. рис. ниже), которые можно вытаскивать.

Имеются подшипники качения, изготовленные без сепаратора. Такие подшипники имеют большее число тел качения и большую грузоподъёмность. Однако предельные частоты вращения бессепараторных подшипников значительно ниже вследствие повышенных моментов сопротивления вращению.

В подшипниках качения возникает преимущественно трение качения (имеются только небольшие потери на трение скольжения между сепаратором и телами качения), поэтому по сравнению с подшипниками скольжения снижаются потери энергии на трение и уменьшается износ. Закрытые подшипники качения (имеющие защитные крышки) практически не требуют обслуживания (замены смазки), открытые — чувствительны к попаданию инородных тел, что может привести к быстрому разрушению подшипника.

Классификация [ править | править код ]

Классификация подшипников качения осуществляется на основе следующих признаков:

  • Шариковые,
  • Роликовые (игольчатые, если ролики тонкие и длинные);
  • По типу воспринимаемой нагрузки
  • Радиальные (нагрузка вдоль оси вала не допускается).
  • Радиально-упорные, упорно-радиальные. Воспринимают нагрузки как вдоль, так и поперёк оси вала. Часто нагрузка вдоль оси только одного направления.
  • Упорные (нагрузка поперёк оси вала не допускается).
  • Шариковые винтовые передачи. Обеспечивают сопряжение винт-гайка через тела качения.
  • По числу рядов тел качения
  • Однорядные,
  • Двухрядные,
  • Многорядные;
  • Самоустанавливающиеся.
  • Несамоустанавливающиеся.
    • По материалу тел качений:
    • Полностью стальные;
    • Гибридные (стальные кольца, тела качения неметаллические. Как правило, керамические);

    Радиальный роликовый подшипник

    Упорный шариковый подшипник

    Упорный роликовый подшипник

    Радиально-упорный шариковый подшипник

    Радиально-упорный шариковый подшипник с четырёхточечным контактом

    Радиально-упорный роликовый подшипник (конический)

    Самоустанавливающийся двухрядный радиальный шариковый подшипник

    Самоустанавливающийся радиальный роликовый подшипник

    Самоустанавливающийся радиально-упорный роликовый подшипник

    Самоустанавливающийся двухрядный радиальный роликовый подшипник с бочкообразными роликами (сферический)

    Сепаратор с роликами игольчатого подшипника

    Шариковая винтовая передача

    Механика [ править | править код ]

    Подшипник представляет собой по существу планетарный механизм, в котором водилом является сепаратор, функции центральных колёс выполняют внутреннее и наружное кольца, а тела качения заменяют сателлиты.

    Частота вращения сепаратора или частота вращения шариков вокруг оси подшипника
    n c = n 1 2 ( 1 − D ω d m ) left(1->>
    ight)>

    где n1 — частота вращения внутреннего кольца радиального шарикоподшипника,
    Dω — диаметр шарика.
    dm = 0,5(D+d) — диаметр окружности, проходящей через оси всех тел качения (шариков или роликов).

    Частота вращения шарика относительно сепаратора
    n s p = n 1 2 ( d m D ω − D ω d m ) left(>>->>
    ight)>

    Частота вращения сепаратора при вращении наружного кольца
    n c ∗ = n 3 2 ( 1 + D ω d m ) left(1+>>
    ight)>

    где n3 — частота вращения внешнего кольца радиального шарикоподшипника.

    Для радиально-упорного подшипника
    n c = n 1 2 ( 1 − D ω cos ⁡ α d m ) left(1->>
    ight)>

    n s p = n 1 2 ( d m D ω − D ω cos 2 ⁡ α d m ) left(>>->>
    ight)>

    Из приведённых выше соотношений следует, что при вращении внутреннего кольца сепаратор вращается в ту же сторону. Частота вращения сепаратора зависит от диаметра Dω шариков при неизменном dm: она возрастает при уменьшении Dω и уменьшается при увеличении Dω.

    В связи с этим разноразмерность шариков в комплекте подшипника является причиной повышенного износа и выхода из строя сепаратора и подшипника в целом.

    При вращении тел качения вокруг оси подшипника на каждое из них действует нагружающая дополнительно дорожку качения наружного кольца центробежная сила

    F c = 0 , 5 m d m ω c 2 ,

    где m — масса тела качения,
    ωс — угловая скорость сепаратора.

    Центробежные силы вызывают перегрузку подшипника при работе на повышенной частоте вращения, повышенное тепловыделение (перегрев подшипника) и ускоренное изнашивание сепаратора. Всё это сокращает срок службы подшипника.

    В упорном подшипнике, кроме центробежных сил, на шарики действует обусловленный изменением направления оси вращения шариков в пространстве гироскопический момент

    M r = J ω c ω s p

    Гироскопический момент будет действовать на шарики и во вращающемся радиально-упорном шарикоподшипнике при действии осевой нагрузки

    Источник: https://ravon-r2.ru/iz-chego-delajut-podshipniki/

    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Металлы и их обработка
    -- Сайдб лев (липк) -->