Cuscinetti a strisciamento: design, tipi, produzione, scopo, vantaggi e svantaggi

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

Generatori, motori a combustione interna, ecc. utilizzano cuscinetti a manicotto. Si tratta di parti in grado di trasmettere coppia, garantendo il normale funzionamento dei meccanismi. I cuscinetti hanno un design specifico. Ciò fornisce un certo insieme di caratteristiche tecniche e operative della parte. Le caratteristiche del design dei cuscinetti a strisciamento, le loro varietà, vantaggi e svantaggi saranno discussi di seguito.

Informazioni generali

I cuscinetti a strisciamento (GOST 3189-89) sono il tipo più antico di tali parti. Sono utilizzati come elemento di parti rotanti per trasmettere il movimento traslatorio. Questo è il componente principale del supporto dell'albero, che assicura il processo della sua rotazione nel processo di scorrimento del perno sulla superficie del cuscinetto.

In primo pianola parte percepisce carichi assiali e radiali che sono stati applicati all'albero. Il corretto funzionamento dell'unità dipende dalla qualità di questo elemento strutturale.

C'è una differenza significativa tra i cuscinetti volventi e quelli scorrevoli. La prima di queste opzioni è caratterizzata dalla presenza di un tale disegno, che assicura la distribuzione del carico tra una pluralità di elementi volventi. Sono racchiusi nel corpo. Il cuscinetto a strisciamento, invece, percepisce il carico quando si verifica lo slittamento. Ma in entrambi i tipi di parti, il corretto funzionamento può essere garantito solo con una buona lubrificazione.

Considerando la differenza tra cuscinetti volventi e scorrevoli, vale la pena notare che il loro costo è notevolmente diverso. Ciò è dovuto al grado di carico che queste parti possono sopportare. Ad esempio, un cuscinetto volvente costa di più perché può funzionare a velocità più elevate. Ha un design più avanzato.

Il cuscinetto a manicotto è relativamente economico. Allo stesso tempo, è utilizzato in molti rami dell'attività umana. Tali tipi di design vengono utilizzati laddove l'uso di cuscinetti volventi è impossibile o non redditizio:

• Nei prodotti in cui gli alberi funzionano in condizioni di maggiori vibrazioni e urti. Ad esempio, possono essere motori a combustione interna, martelli, laminatoi, ecc.
• Nella progettazione di alberi di grande diametro. Può essere un sistema di idroturbine, laminatoi, ecc.
• In macchine ad alta velocità come le centrifughe.
• In dispositivi ad alta precisione come supporti per macchinetelescopi, microscopi, mandrini di macchine utensili e altro ancora.
• Negli elettrodomestici, nelle macchine e nei meccanismi a bassa velocità, nei dispositivi che funzionano in acqua o in ambienti aggressivi.
• In dispositivi con aste piccole, come orologi, cronometri, ecc.

Design

Come funziona un cuscinetto a strisciamento? Gli elementi principali del suo design sono il corpo, in cui è presente un inserto speciale. Il processo di fabbricazione è regolato da GOST.

L'alloggiamento del cuscinetto a manicotto può essere diviso o solido. Nel primo caso, per collegare la base e il coperchio, si realizza utilizzando bulloni, viti o cunei. Se il corpo è monopezzo, può essere monopezzo o saldato. La scelta dipende dalle condizioni operative. Le varietà colate resistono a carichi pesanti.

A causa della forza laterale che agisce sulle custodie monoblocco, il coperchio e la base sono dotati di speciali superfici di coordinamento per prolungarne la durata.

I gusci dei cuscinetti semplici possono avere un gioco regolabile e non regolabile. Il funzionamento della struttura è assicurato da uno o più cunei di tipo oleodinamico. Nei cuscinetti monoblocco, le camicie sono realizzate sotto forma di boccole.

Nelle unità moderne, i cuscinetti sono relativamente corti. Ciò riduce la rigidità dell'albero. Inoltre, i requisiti per l'autorizzazione all'atterraggio sono diventati meno severi. Può essere minimo in un cuscinetto corto. In questo caso, non c'è pericolo di inceppamento, inceppamento delle parti mobili della struttura quandodistorto.

Considerando come funziona un cuscinetto a strisciamento, vale la pena notare che le varietà corte di design presentano alcuni svantaggi. Esauriscono il grasso più velocemente. Se non viene aggiunto in tempo, la struttura fallirà. Ma avranno spazi più piccoli. Nei cuscinetti corti, la rimozione del calore dalle superfici di sfregamento è migliore. Se la lunghezza è grande, viene utilizzato un design autoallineante. Ti permette di eliminare le distorsioni quando appaiono.

Lubrificazione della struttura

Considerando il design dei cuscinetti a strisciamento, vale la pena notare che uno degli elementi importanti è la lubrificazione. Come già accennato, si compone di un body e di una manica. La parte di supporto dell'albero è chiamata perno di articolazione. Esso (così come la forma della superficie di lavoro della struttura) può essere conico, cilindrico o piatto. Se il perno si trova all'estremità dell'albero, è un tenone. Se si trova nel mezzo, è il collo.

Un dispositivo di lubrificazione è un elemento di progettazione obbligatorio. Fornisce olio o altro materiale con qualità adeguate allo spazio formato tra l'albero e il manicotto. La lubrificazione consente alla struttura di ruotare con poca resistenza. Se questo materiale si esaurisce, la parte si guasta a causa del surriscaldamento causato dall'attrito. Anche le superfici di lavoro verranno distrutte.

I lubrificanti possono avere un aspetto diverso. Molto spesso si tratta di materiali coerenti con alta viscosità. Durante il funzionamento del cuscinetto, si riscalda, diventa più fluido. Questo spiegascorrimento di alta qualità degli elementi mobili.

Per aumentare la sicurezza di tali progetti, i cuscinetti industriali hanno cominciato a essere dotati di un lubrificante speciale. È un materiale duro e poroso. Questo è un lubrificante in polvere che è durevole e di alta qualità. Garantisce una lunga durata dei cuscinetti.

Questo è un progetto di sistema autolubrificante. È realizzato utilizzando la tecnologia della metallurgia delle polveri. Durante il funzionamento del cuscinetto, l'olio viene rilasciato da questo materiale. Inizialmente impregnano la frazione solida. Quando il sistema è inattivo, si raffredda. L'olio viene riassorbito. In questo modo, la perdita di olio è ridotta al minimo. Ciò è particolarmente importante quando si utilizzano cuscinetti industriali. Carichi significativi agiscono su di essi, pertanto vengono proposti requisiti più elevati per la qualità del lubrificante. Quando si utilizza questo sistema, il cuscinetto è etichettato come autolubrificante.

Varietà di design

Considerando la classificazione dei cuscinetti a strisciamento, si può notare che differiscono in modi diversi. Innanzitutto, le parti presentate si distinguono per le caratteristiche strutturali. Possono essere pieghevoli e non pieghevoli. A seconda del campo di applicazione, i cuscinetti possono essere domestici e industriali. Si differenziano per dimensioni, principio di funzionamento e installazione.

Inoltre, i cuscinetti disponibili in commercio differiscono per il materiale dell'alloggiamento e della boccola. Come già accennato, anche la composizione del lubrificante all'interno del sistema è diversa. Un' altra classificazione èdifferenza di dettagli secondo il principio del carico percepito. In base a questa caratteristica si distinguono tre tipi principali di cuscinetti a strisciamento:

• Testardo. Percepiscono forze assiali che sono dirette parallelamente all'asse del perno di articolazione. Tali progetti sono spesso chiamati cuscinetti reggispinta.
• Radiale. Tali strutture sono progettate per funzionare in condizioni di carico radiale. In questo caso, un carico perpendicolare agisce sull'asse del perno di articolazione.
• Contatto angolare. Tipo di costruzione universale. Prendono carichi sia assiali che radiali.

A seconda delle caratteristiche dei dispositivi presentati, viene determinato anche il loro ambito.

Scelta del produttore

Considerando le caratteristiche di progettazione dei cuscinetti a strisciamento, vale la pena notare che possono differire leggermente a seconda degli approcci alla produzione. Sono realizzati con materiali diversi. La portata e la durata dei prodotti dipendono da questo.

Oggi, uno dei maggiori produttori nazionali delle parti presentate è la Tambov Plain Bearing Plant. Qui vengono utilizzate le più moderne tecnologie per la produzione di strutture bimetalliche. L'azienda è specializzata nella produzione di cuscinetti a strisciamento per motori di trattori, automobili, locomotive diesel, mietitrebbie, navi, nonché per compressori di grandi industrie. La produzione dei prodotti viene effettuata su moderne attrezzature di note aziende straniere.

I prodotti dell'impianto sono utilizzati nei motori di tali veicolifondi:

• GAS.
• M-412.
• VAZ.
• ZAZ.
• YAMZ.
• ZIL.

C'è anche un'ampia selezione di cuscinetti per i motori dei trattori. Le boccole dell'albero motore hanno dimensioni:

• Larghezza - 14-102 mm.
• Diametro - 24-135 mm.
• Spessore – 1,5-6,1 mm.

Collaborando attivamente con i produttori di vari veicoli e unità, lo stabilimento di Tambov migliora costantemente i design dei cuscinetti. Questo ci permette di soddisfare le crescenti richieste dei clienti.

Inoltre, il produttore sul mercato interno ha un'ampia selezione di cuscinetti a strisciamento di altri produttori, ad esempio Daido Metal Rus LLC, Zollern Company, ecc. La presenza della concorrenza nel mercato porta a un costante miglioramento progetta, promuove l'uso di nuovi materiali, tecnologia nel processo di fabbricazione dei cuscinetti.

Pro e contro

Ci sono numerosi vantaggi e svantaggi dei cuscinetti a strisciamento. Le caratteristiche positive del design includono:

• Costruzione semplice, quindi il costo di questo tipo di parti è relativamente basso. Per macchine a basso carico ea bassa velocità, il cuscinetto è realizzato sotto forma di un semplice manicotto.
• Affidabilità durante il funzionamento. I cuscinetti a strisciamento sono utilizzati anche negli azionamenti ad alta velocità. Allo stesso tempo, il loro design è abbastanza affidabile, il che consente il funzionamento di tale parte per molto tempo.
• In grado di accettare e sopportare grandi carichi dinamici. Il design non teme urti, vibrazioni. Ciò è dovuto all'ampia area della superficie di lavoro, che sostiene il carico. Lo strato di lubrificante ha un effetto smorzante. Si trova tra il rivestimento e l'albero, il che prolunga notevolmente la vita del prodotto.
• I cuscinetti producono un rumore basso durante il funzionamento. A qualsiasi velocità, il sistema funziona in modo quasi silenzioso.
• Le dimensioni radiali sono relativamente piccole.
• Quando si utilizzano strutture divise, può essere installato su perni di albero di forma complessa, ad esempio un albero a gomiti. In questo caso non è necessario smontare ingranaggi, pulegge e altre parti poste su altri perni.

Il design dei cuscinetti a strisciamento presenta anche alcuni svantaggi:

• Durante il funzionamento, il sistema è costantemente monitorato. Ciò è dovuto alla necessità della presenza di lubrificante nel design. In caso contrario, il sistema potrebbe surriscaldarsi. Se il lubrificante smette di fluire verso gli elementi di sfregamento, si romperà.
• Le dimensioni assiali sono piuttosto grandi. Ciò è necessario per aumentare l'area di lavoro della superficie di lavoro della struttura. Lei prende il carico.
• Durante il periodo di avviamento, si verifica una significativa perdita di potenza a causa dell'attrito. Ciò può accadere quando si utilizza un lubrificante di scarsa qualità o inappropriato.
• I costi operativi sono relativamente alti. Ciò è dovuto alla necessità di applicare una grande quantità di lubrificante. Le unità vengono inoltre fermate per la pulizia e il raffreddamento.sistemi. Questo porta a tempi di fermo delle apparecchiature.
• Il sistema durante il periodo di avviamento ha un effetto sull'usura della superficie del perno di articolazione. Ciò è particolarmente evidente quando si utilizza un lubrificante di bassa qualità.

Inserire materiali

I cuscinetti a strisciamento differiscono per una serie di qualità specifiche. I materiali per cuscinetti a strisciamento devono soddisfare una serie di requisiti. Devono:

• Essere resistenti all'usura e avere un'elevata resistenza al grippaggio quando lubrificati in modo improprio. Ciò è particolarmente evidente durante il periodo di avvio, accelerazione e decelerazione.
• Resistete alle fragili fratture che possono verificarsi a causa dell'impatto. Inoltre, i materiali devono essere dotati di un'elevata resistenza alla fatica.
• Ha un basso attrito.
• Avere un'elevata conducibilità termica.
• Sii caratterizzato da un basso coefficiente di espansione all'aumentare della temperatura.

La boccola è una parte di ricambio di un cuscinetto a strisciamento. Dovrebbe essere realizzato con materiali durevoli e di alta qualità. Sono le scarpette che si consumano nel design più velocemente. Assumono il carico principale. Se il perno di articolazione si consumasse, la sua sostituzione e il ripristino costerebbero un ordine di grandezza più costoso. Pertanto, vengono proposti requisiti più elevati per le sue qualità.

Più dura è la superficie del perno, più affidabile è il meccanismo. Pertanto, questa parte del cuscinetto è solitamente temprata o temprata. Gli inserti possono essere metallici o non metallici. In una categoria separata, metallo-ceramicaboccole.

Le varietà di materiali metallici sono bronzo, babbit, leghe di alluminio, zinco, ghisa speciale antifrizione. La scelta del materiale dipende dall'applicazione del cuscinetto, dalle caratteristiche del suo funzionamento.

Inserti in metallo

I cuscinetti a strisciamento possono essere realizzati con vari metalli e leghe. I materiali per cuscinetti a strisciamento soddisfano i requisiti degli standard. I seguenti metalli possono essere utilizzati per le boccole:

• Bronzo. Questo tipo di fodere viene utilizzato per carichi pesanti e velocità medie. Le leghe di bronzo allo stagno hanno il più alto effetto antifrizione in questo gruppo. Se questo metallo è combinato con alluminio o piombo, il perno si consumerà rapidamente. Pertanto, tali leghe sono montate solo su varietà temprate della sezione del cuscinetto dell'albero. Le leghe di bronzo e piombo vengono utilizzate se i carichi d'urto agiscono sulla struttura.
• Lega di Babit. È a base di stagno o piombo. Tale materiale viene utilizzato per la fabbricazione di boccole in strutture critiche che operano in condizioni di carico pesante o moderato. Questo è uno dei migliori metalli antifrizione, in quanto resistente al grippaggio, scorre perfettamente nel suo nodo. Ma la sua forza è bassa. Pertanto, il babbitt viene colato in uno strato sottile sulla solida base della boccola in ghisa, acciaio o bronzo.
• Ghisa. Vengono utilizzati tipi di materiale antifrizione. Sono adatti per l'uso in meccanismi a bassa responsabilità a bassa velocità.

Ceramica metallica

Parte del cuscinetto di ricambiolo scorrimento può essere in cermet. Questo materiale è realizzato nel processo di pressatura e sinterizzazione di rame e ferro in polvere. Grafite, piombo o stagno vengono aggiunti alla composizione.

Questo è un materiale poroso che è pre-saturato con burro fuso. Ciò consente al sistema di funzionare a lungo senza cambiare il lubrificante. I rivestimenti in ceramica-metallo vengono utilizzati nelle macchine a bassa velocità, in luoghi in cui è difficile lubrificare.

Auricolari non in metallo

Le boccole possono essere realizzate con materiali non metallici. Per questo vengono utilizzate speciali plastiche antifrizione. A questo scopo possono essere utilizzate anche plastica e gomma laminate in legno. Tali tipi di rivestimenti sono resistenti al grippaggio, poco impegnativi per i composti lubrificanti. Funzionano bene nel nodo. La portata di questi cuscinetti è specifica. Poiché il sistema può essere praticamente lubrificato con acqua, ciò consente al cuscinetto di essere utilizzato nell'industria alimentare e in numerosi altri settori.