Исследования и опыт работы показывают, что при правильном, научно обоснованном подходе к выбору полимерной композиции изготавливаемые из них подшипники, втулки, уплотнения и другие элементы узлов трения механизмов и машин оказываются не только дешевле применяемых из баббита, бронзы и других металлов, но и долговечнее их. НИИОГРом (Г.В. Вильчик, В.А. Бабурин) на основании проведенных исследований разработаны конструкции и технология изготовления из полимерных композиций деталей узлов трения вскрышной техники открытых работ — экскаваторов Э-3, ЭКГ-4, ЭКГ-8, ЭШ-10/60 и др.
Анализ условий работы и нагрузочно-скоростных режимов подшипников скольжения экскаваторов и крупногабаритных деталей типа втулок позволил рекомендовать для их создания полиамиды П-68, АК-80/20, АК-85/15, АК-7, капроновые и другие композиции, обладающие высокими антифрикционными свойствами, необходимыми физико-механическими свойствами, высокой технологичностью. Испытания втулок из полиамидных смол» проведенные в условиях промышленной эксплуатации, показали принципиальную возможность использования их в узлах трения экскаваторов вместо бронзовых. Износостойкость полиамидов в 2—3 раза выше, чем бронзы и латуни. Износ валов и осей, сопряженных с полиамидными втулками, уменьшается в 5—6 раз.
Использование полиамидов (особенно наполненных графитом, дисульфидом молибдена и т. п.) в узлах трения с легким нагрузочно-скоростным режимом работы позволяет исключить полностью или частично смазку пар трения при эксплуатации» что значительно снижает трудоемкость техобслуживания экскаваторов.
Втулки из полиамида АК-85/15, наполненного 1,5% дисульфида молибдена были установлены, например, в ролики экскаваторов СЭ-3 и ЭКГ-8И. Натяг при монтаже был принят 1,5—1,6 мм. Втулки работали в паре со стальными осями, закаленными до твердости Re 55. Смазочные отверстия были заглушены. Для сравнения на некоторых экскаваторах с экспериментальными роликами были оставлены и ролики обычной конструкции, которые регулярно смазывались.
После года эксплуатации износ втулок составил в среднем 0,5 мм, обычных роликов — 1 мм. Заметного износа стальных осей, работавших в паре с полиамидными втулками, не обнаружено. После двух лет зазор в паре ось—втулка составил 3— 3,5 мм.
Таким образом, при монтажном зазоре 2 мм (для экскаватора СЭ-3) износ втулок составил 1—1,5 мм, осей — практически не наблюдался (0,1 мм и менее). Отверстия роликов обычной конструкции износились в среднем на 4—7 мм, некоторые оси износились до шпилек крепления, и зазор в сопряжении составил 7—30 мм.
Проведенные НИИОГРом работы позволили выявить ряд узлов трения экскаваторов, где принципиально возможно применение вместо традиционных материалов (бронзы, латуни) полиамидных смол. Кроме роликовых кругов, детали из полиамидов успешно работали, например, в ходовых механизмах экскаваторов СЭ-3, ЭКГ-4, ЭКГ-4,6. Полиамидные смолы в качестве заменителей выбраны с учетом технологических особенностей.
Из полиамидных композиций вместо бронзы и латуней НИИГРом рекомендовано выпускать крупногабаритные втулки для многих узлов оборудования экскаваторов: опорных колес» бортовых редукторов, ведущих валов, натяжных колес, опорноповоротных кругов, седловых подшипников, муфт предельного момента.
Эффективность замены цветных металлов полиамидными складывается из следующих составляющих:
- снижения стоимости материала (объемная стоимость полиамидных смол в 3,5—4 раза ниже стоимости бронзы и латуни);
- снижения трудоемкости изготовления деталей;
- экономии материала вследствие меньших припусков на механическую обработку (коэффициент использования материала возрастает с 0,6-0,7 до 0,7-0,8);
- снижения износа сопряженных валов и осей.
В ряде случаев использование полиамидов, наполненных дисульфидом молибдена, графитом в узлах трения с легким нагрузочно-скоростным режимом (например, в роликовом круге), позволяет исключить смазку пар трения во время эксплуатации, снизить затраты на техобслуживание экскаватора, уменьшить простои, а следовательно, повысить производительность, улучшить условия труда машиниста экскаватора.
Опыт работы по изготовлению деталей из полиамидных смол показал (по данным НИИОГРа), что экономический эффект от применения в узлах трения экскаваторов 1 т полиамидных деталей вместо бронзовых составляет 10—12 тыс. руб. Использование всех возможностей пластамасс, широкое применение их в узлах трения позволит экономить цветные металлы, увеличить износостойкость узлов.
Подшипники из пластмасс находят эффективное применение также в зарубежной угольной промышленности. В ФРГ при флотации шламов благодаря применению пластмассовых подшипников из полиамидного листового материала удалось значительно упростить и, следовательно, удешевить всю систему подшипников импеллерного вала. Экономия от применения 144 подшипников из пластмассы вместо чугунных на обогатительной фабрике шахты «Геттельборн» превысила 8 тыс.марок.
С внедрением пластмассовых подшипников улучшилось решение не только проблемы износа, но и проблемы смазки. Пластмассовые подшипники смазывают только один раз — при установке на подвижной поверхности.
Главная