Фторопластовый подшипник скольжения своими руками

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 18.09.2024

Здравствуйте, форумчане. Мне нужен хороший материал для направляющих скольжения на станок. Как полагается, изучил рынок, отзывы, но сложно определиться. Некоторые советуют попробовать полимер ZEDEX, вроде как долго служит и качество немецкое.

Нашел производителя в Москве - компанию Пластмасс Групп . В этой компании мне посоветовали купить марку ZX-100K. Техданные хорошие. Износостойкий, не нужна смазка…

Кто-нибудь брал у них? Пробовали материал? Что скажете? Отзывы о компании вроде хорошие и радует то, что можно купить хоть одну штуку для испытания.

Хотел бы узнать ваше мнение. Особенно у тех, кто уже сотрудничал с ними или использовал этот материал в качестве направляющих.

Тёмный Лорд CNC

Как говаривал капитан Джек -Воробей " Найди лучше, себе девушку"

А если серьёзно , тут кроме профильных рельс ничего скорее всего не посоветуют ибо всё остальное считают разновидностями гуано ,

если станок не тяжёлый посмотри круглые рельсы 16-20 мм.

Если уж вообще бюджет нулевой - водопроводная ПВХ труба 32 мм. , я из такой делал направляйки на Игрек своего первого станка. Прочная , удары отлично держит , прямая (. ) но вот скольжение по сравнению с заводскими направляйками ужасное , на жидкой смазке (типа силикона) более-менее , но на большую скорость не расчитывайте и привод только через АФИГЕННЫЙ редуктор

. Возможно всё. На невозможное просто требуется больше времени.

тут кроме профильных рельс ничего скорее всего не посоветуют ибо всё остальное считают разновидностями гуано , если станок не тяжёлый посмотри круглые рельсы 16-20 мм.

Почему так строго - можем посоветовать еще направляющие с роликовыми слайдерами, ибо по сравнению с ними и профильные рельсы с шариковыми слайдерами по нагрузочным характеристикам - гуано.

Лужу, паяю, станки ЧПУ починяю.
Еще частенько здесь болтаю: Телеграм сообщество ЧПУшников: t.me/cncunion

Тёмный Лорд CNC

да ладно , . длиньше , длиньше.

. Возможно всё. На невозможное просто требуется больше времени.

Не самый удачный способ задавать вопросы знающим людям.

Начните с того,куда Вы собираетесь ставить направляющие скольжения,на каких скоростях видится работа,с какими точностями и на каких нагрузках.

Изучение рынка и опрос торгующих организаций уместен только при понимании вопроса.В противном случае рискуете стать обладателем оооочень дорогого и совершенно бесполезного материала.

Смеха ради попробуйте заставить их(продавцов) ответить на вопрос: "в чём разница между волшебными полимерами(которыми торгуют в конторах,куда Вы обращались) и бронзой?

Так что конкретизируйте вопрос - будет гораздо легче найти решение(и решение может оказаться значительно более бюджетным).

Все замечания и нравоучения носят исключительно юмористический характер.Ни коим образом не затрагивают честь и достоинство собеседника облезлого Кота с форточки.

Кто людям помогает - тот тратит время зря.

Хорошими делами прославиться нельзя.

Поставьте графитонаполненный капролон или фторопласт в стальной рубашке, не надо усложнять,если нет то вот информация к размышлению

Материалы с коэффициентами трения по стальному валу:

Серый чугун – 0,15…0,2.
Антифрикционный чугун – 0,12…0,15.
Бронза – 0,1…0,15.
Текстолит – 0,15…0,25.
Полиамиды, капрон – 0,15…0,2.
Нейлон – 0,1…0,2.
Фторопласт без смазки – 0,04…0,06.
Резина при смазке водой – 0,02…0,06.

Для втулок подшипников скольжения хорошо подходят оловянные фосфористые (БрОФ10-1) и цинковые (БрОЦС5-7-12, БрОЦС6-6-3) бронзы. Безоловянные бронзы (БрАЖ9-4, БрС30) лучше работают с гладко обработанными закаленными направляющими (40-50 HRC) и шероховатость не хуже чем Ra 0,63.
Для обеспечения работоспособности максимальный гарантированный зазор между втулкой и направляющей (диаметр 16 мм) должен быть порядка 0,034 мм, что соответствует ходовой посадке по 7-му квалитету (Н8/f7).
Важный параметр подшипниковой втулки отношение длины к диаметру (l/d). Несущая способность подшипника пропорциональна квадрату отношения l/d. Учитывая положительное и отрицательное влияние l/d на несущую способность, чаще всего придерживаются средних значений l/d=0,8…1,2. При диаметре направляющей 16 мм диапазон длин втулок - 12,8…19.2 мм., а так же чувствительность втулки к перекосам. Очевидно, чем меньше отношение l/d, тем меньше эта чувствительность. Поэтому длину втулки лучше выбрать ближе к 13 мм, чем к 20.

Подшипники скольжения и прочие конструкционные детали, которые работают в условиях повышенного трения, все чаще изготавливают из различных композиционных неметаллических материалов. Это позволяет эффективно управлять показателями надежности и долговечности изделий. Очевидно, что для различных условий эксплуатации, к которым относятся рабочие температуры, нагрузки, количество оборотов вала и т.п., рационально использовать различные материалы, даже разные классы материалов.

К примеру, довольно широкая линейка полимерных материалов для подшипников позволяет использовать их в различных условиях эксплуатации. Подшипники скольжения из полимеров обладают меньшим весом и стоимостью, нежели металлические, устойчивы к коррозии и воздействию агрессивных сред, и из-за низкого коэффициента трения эффективно используются при высоких нагрузках и малых скоростях вращения. Как правило, подшипники из полимеров используются в автомобилестроении, обработке материалов, машиностроении и прочих отраслях. Такие детали могут быть как самосмазывающимися, так и работающими в условиях принудительной подачи смазки, что увеличивает срок их эксплуатации. Конструктивно материалы, из которых изготавливают подшипники скольжения, состоят из базового полимера, который обеспечивает хорошие механические свойства и износостойкость. Различные волокна добавляются для создания композитной структуры и, соответственно, для увеличения прочности и несущей способности подшипника. Трение в узле уменьшается путем добавления твердых смазок, которые обеспечивают хорошее скольжение.

В настоящее время каждый производитель полимерных материалов для подшипников, старается предложить широкий выбор композиций, пригодных для различных условий использования, и соответственно, минимизирующих стоимость изделия. Так, в линейке твердых полимерных материалов EP Series от компании GGB присутствуют материалы, имеющие различные составы, что и обуславливает различия их эксплуатационных характеристик. Некоторые из материалов, входящих в эту серию, представлены ниже. Как правило, подшипники скольжения из таких материалов изготавливаются методом литья.

Состав: PA6.6T + PTFE + стекловолокно + графит.

Условия эксплуатации: сухое трение, смазка, вода, технологические жидкости.

Максимальная скорость скольжения при сухом трении: 1 м/с.

Коэффициент трения: 0,15-0,30.

Максимальная температура: +130 °С.

Минимальная температура: -40 °С.

Максимальная статическая нагрузка: 80 МПа.

Максимальная динамическая нагрузка: 40 МПа.

Твердость: >200 HV.

Состав: PAI + карбоновые волокна + PTFE.

Условия эксплуатации: смазка, вода, технологические жидкости, сухое трение – не рекомендуется.

Максимальная скорость скольжения при работе со смазкой: 10 м/с.

Коэффициент трения: 0,005-0,1.

Максимальная температура: +260 °С.

Минимальная температура: -200 °С.

Максимальная статическая нагрузка: 130 МПа.

Твердость: >500 HV.

Микроструктура образца представлена на рисунке 2.

Состав: PPS + PTFE + карбоновые волокна

Условия эксплуатации: смазка, вода, технологические жидкости, сухое трение.

Максимальная скорость скольжения при сухом трении: 1 м/с.

Коэффициент трения: 0,16-0,26.

Максимальная температура: +240 °С.

Минимальная температура: -40 °С.

Максимальная статическая нагрузка: 60 МПа.

Максимальная динамическая нагрузка: 40 МПа.

Твердость: >450 HV.

Микроструктура образца представлена на рисунке 3.

Условия эксплуатации: смазка, вода, технологические жидкости, сухое трение.

Максимальная скорость скольжения при сухом трении: 1,5 м/с.

Коэффициент трения: 0,1-0,2.

Максимальная температура/максимальная мгновенная температура: +80/+120 °С.

Минимальная температура: -40 °С.

Максимальная статическая нагрузка: 95 МПа.

Твердость: >200 HV.

Микроструктура образца представлена на рисунке 4.

Марка: Glacetal KA™

Условия эксплуатации: смазка, вода, технологические жидкости, сухое трение.

Максимальная скорость скольжения при работе со смазкой: 1,5 м/с.

Максимальная температура: +80 °С.

Минимальная температура: -40 °С.

Максимальная статическая нагрузка: 20 МПа.

Максимальная динамическая нагрузка: 10 МПа.

Твердость: >200 HV.

Микроструктура образца представлена на рисунке 5.

Очевидно, что усиление изделий различными волокнами значительно повышает их эксплуатационные характеристики, поэтому следующим классом являются волоконно-полимерные материалы. Их получают способом формирования изделия путем намотки армирующих волокон.

К примеру, компания SKF изготавливает скользящий слой из нитей высокопрочного полиэстера, который усилен PTFE (политетрафторэтиленом), в матрице из эпоксидной смолы. При этом нерабочий слой (оболочка или подложка) изготовлена из высокопрочных нитей стекловолокна в матрице из эпоксидной смолы. Скользящий и арматурный слои прочно соединены друг с другом. Оба слоя производятся путем намотки бесконечных нитей в перекрестном направлении (рисунок 6). Определенное перекрещенное положение нитей в структуре эпоксидной смолы обеспечивает очень высокую несущую способность, однако такие подшипники можно изготавливать только в виде цилиндрической втулки. Такие втулки предназначены для радиально нагруженных подшипников, работающих при осциллирующем, вращательном и линейном движении, в случае, если существует риск высокой нагрузки на край.

Состав: нерабочий слой из стекловолокна в матрице эпоксидной смолы; скользящий слой из нитей полиэстера и PTFE в матрице эпоксидной смолы.

Условия эксплуатации: сухое трение.

Максимальная скорость скольжения при работе со смазкой: 0,5 м/с.

Коэффициент трения: 0,03-0,08.

Максимальная температура: +140 °С.

Минимальная температура: -40 °С.

Максимальная статическая нагрузка: 200 МПа.

Максимальная динамическая нагрузка: 140 МПа.

Толщина нерабочего слоя: 1 мм.

Зачастую полимерные материалы используются совместно с металлическими, что значительно повышает механические характеристики изделий. В этом случае матрица усиливается в том числе и металлической обечайкой. К таким изделиям относится FEROGLIDE, который представляет собой самосмазывающийся слой из PTFE, укрепленный обечайками из различных металлов и сплавов: латуни, бронзы, оцинкованных или нержавеющих сталей, Инконеля.

Состав: скользящий слой из нитей PTFE в обечайке из латуни, бронзы, оцинкованных или нержавеющих сталей, Инконеля.

Условия эксплуатации: сухое трение, работа в газолине, керосине, жидком азоте, молочной кислоте и др.

Максимальная скорость скольжения при работе со смазкой: 10 м/с.

Коэффициент трения: 0,02.

Максимальная температура: +150 °С.

Минимальная температура: -54 °С.

Максимальная статическая нагрузка: 210 МПа (низкоуглердистые стали), 240 МПа (бронзы), 420 МПа (Инконель).

Максимальная динамическая нагрузка: 140-176 МПа.

Микроструктура образца представлена на рисунке 7.

При этом многие производители стремятся искать новые комбинации металлов и неметаллических материалов, создавая при этом принципиально новый продукт. В качестве неметаллических частей могут выступать как патентованные материалы (Frelon, VICTREX® PEEK и др.), так и традиционные, которые уже рассматривались. К примеру, интересным решением является использование трехслойного подшипника скольжения со слоями из PTFE (скользящий слой ), стали (нерабочий слой) и спеченной методом порошковой металлургии бронзы. Характеристики такого продукта приведены ниже, а макроструктура на рисунке 8.

Условия эксплуатации: сухое трение.

Максимальная скорость скольжения при работе без смазки: 5 м/с; со смазкой – 10 м/с.

Коэффициент трения: 0,01-0,1.

Максимальная температура: +280 °С.

Минимальная температура: -200 °С.

Максимальная статическая нагрузка: 310 МПа.

Максимальная динамическая нагрузка: 140 МПа.

При всем многообразии подшипников скольжения, изготовленных на основе неметаллических материалов, правильный выбор конкретного материала зависит, прежде всего, от конкретных условий эксплуатации изделия. Сфера конструирования неметаллических деталей, работающих в узлах трения, в настоящее время является динамически развивающейся – в ней лишь обозначены основные тренды, однако нет традиционных, устоявшихся решений. Следовательно, приобретают большое значение исследовательские разработки, на которых специализируется наша компания. Используя все многообразие уже известных решений, мы можем создать конечный продукт, который подойдет для довольно специфических условий работы подшипника. А индивидуальный подход, как известно, является основополагающим для долговечности и надежности работы конструкций.

Если ставить такой подшипник ,то только на качественные направляющие , а если они качественные то проще купить линейные подшипники на них по 120-150 рублей за штуку.

Тогда уж лучше обмотать этой проволокой 1-2см на обоих концах, пропаять припоем, залить эпоксидкой или т.п.
Вобщем один виток медной проволоки ИМХО очень ненадежно.

Ребята, я понимаю что такие вещи как линейный подшипник, лучше не "заморачиваться", а купить. но у нас на Донбассе не только купить, но и самих денег почти нет. Вот и придумываем и делимся. Голь на выдумку.

igvv писал(а): Тогда уж лучше обмотать этой проволокой 1-2см на обоих концах, пропаять припоем, залить эпоксидкой или т.п.
Вобщем один виток медной проволоки ИМХО очень ненадежно.

Делал и так, тоже работает. Но нравиться все таки вариант с "кольцом" (меньше сопротивляется рабочей пыли, не забивается и не клинит _ во как), тем более работает достаточно долговечно, ну и думаю, что заменить кольцо в случае износа не составит большого труда

Изобретение относится к способам изготовления подшипников скольжения для редукторов авиационных ГТД. Способ включает напекание бронзы на стальную основу, последующее нанесение антифрикционного покрытия на металлической основе с твердой смазкой толщиной 10. 75 мкм. Затем осуществляют нанесение неметаллического покрытия с запрессовкой его в пористый бронзовый слой. В частных случаях осуществления изобретения после нанесения антифрикционного покрытия на металлической основе проводят восстановительный отжиг. Техническим результатом изобретения является разработка способа изготовления подшипника скольжения, повышающего его надежность и работоспособность. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Данное изобретение относится к способам изготовления подшипников скольжения с высокими характеристиками для работы в тяжелых условиях или с длительным ресурсом.

Подшипники с высокими характеристиками необходимы в самых разных областях машиностроения и особенно для редукторов авиационных ГТД.

Широкое применение в промышленности нашли подшипники скольжения, получаемые методами порошковой металлургии, методами прессования, газотермического напыления и т.п. (См. В.Д.Зозуля "Эксплуатационные свойства порошковых подшипников", Киев, Наукова Думка, 1989 г. C.173. 259, заявки Японии 54-431528, 54-119144).

Широко известны подшипники с антифрикционными покрытиями, получаемые методом электролитического осаждения металлов с твердыми смазками (патент США 644105, патент Великобритании 2137286, патент Франции 2552832).

Недостаток подшипников обоих вышеуказанных вариантов заключается в их невысокой несущей способности (до схватывания и заклинивания при высоких скоростях скольжения), низкой надежности и работоспособности в тяжелых условиях эксплуатации.

Наиболее близким к настоящему техническому решению является способ изготовления бронзофторопластовых подшипников скольжения, разработанный английской фирмой "Гласир" (Tribology, 1973 г., vol.6 N4) и наиболее полно изложенный в книге Семенова А.П. и Савинокого Ю.Э. "Металлофторопластовые подшипники", 1976 г.

Сущность способа заключается в следующем. На стальную основу с гальванопокрытием медью и оловом напекают пористый слой оловянной бронзы из сферических частиц диаметром 0,063. 0,16 мм и пропитывают его пастой, состоящей из суспензии фторопласта-4 и дисульфида молибдена, с последующим спеканием фторопласта и калибровкой для его запрессовки в поры и получения требуемых размеров.

Бронзофторопластовые подшипники нашли широкое применение в автомобилестроении, нефтяной и других отраслях промышленности.

Недостаток бронзофторопластовых подшипников заключается в том, что они выдерживают высокие удельные нагрузки, но невысокие скорости скольжения (см. Б.Д.Воронков "Подшипники сухого трения" 1979 г., с.127. 130, Ж. "Трение и износ" №6, 98 г., с.779). Через несколько сотен часов эксплуатации наступает местный износ фторопластового покрытия, появляются "пятна износа" и оголяются частицы бронзы. Это приводит к росту температуры в масляном клине при высоких скоростях скольжения и температуры масла во всем объеме узла.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа изготовления подшипника скольжения, повышающего надежность и работоспособность его в тяжелых условиях эксплуатации применительно к редукторам авиационных ГТД.

Поставленная задача решается за счет того, что на напеченный бронзовый слой предварительно наносят антифрикционное покрытие на металлической основе с твердой смазкой толщиной 10. 75 мкм (на основе серебра, меди, свинца и других металлов или их сплавов) и производят его восстановительный отжиг для снижения твердости и повышения пластичности (за исключением покрытий на основе легкоплавких металлов).

В варианте с фторопластовым покрытием промежуточные покрытия на основе металлов с высокими антифрикционными свойствами, высокой теплопроводностью и низкой твердостью, например серебра и меди, обеспечивают низкий коэффициент трения в случае износа фторопластового покрытия, эффективный отвод тепла из зоны трения, что предотвращает рост температуры в зоне трения и температуры масла.

Кроме того, улучшается адгезия фторопласта к металлическому слою за счет вдавливания его с помощью калибра или ролика в мягкое и пластичное промежуточное покрытие (что достигается отжигом в восстановительной атмосфере при температурах выше 500°С), уменьшается толщина фторопластового покрытия и повышается его износостойкость.

Промежуточные покрытия на основе легкоплавких металлов (свинца, олова и т.п. и их сплавов) не требуют отжига, т.к. имеют низкую твердость и высокую пластичность.

В варианте без фторопластового покрытия на поверхность антифрикционного слоя на основе серебра, меди, свинца и т.д. наносят покрытия из неметаллических материалов другой природы, например дисульфид молибдена, из спиртовой суспензии с помощью кисти с последующей калибровкой. Дисульфид молибдена в поверхностном слое увеличивает антизадирные свойства покрытия.

При операции запрессовки с помощью калибров или роликов поры бронзового слоя заполняются не только фторопластом с дисульфидом молибдена (или другим неметаллическим материалом), но и материалом промежуточного слоя, "вытекающим" из пор при контакте с валом вместе с фторопластом и снижающим коэффициент трения.

Это обеспечивает длительную работоспособность и надежность подшипника скольжения в тяжелых условиях эксплуатации.

Подшипники для испытания на стендовой установке изготовляли по следующей технологии.

На стальную цилиндрическую втулку размером ⊘ 90×70 мм с толщиной стенки 7,5 мм производят напекание порошка оловяно-фосфористой бронзы (8% олова и 0,4% фосфора) фракции 0063. 016 мм в специальной оснастке, покрытой нитридом титана. Толщина напеченного бронзового слоя составляла 0,5 мм, пористость 30. 35%.

Затем на напеченный бронзовый слой гальваническим методом наносили антифрикционные покрытия на основе серебра, меди или свинца с дисульфидом молибдена (3. 4 мас.%) различной толщины.

Пористость всего слоя оставалась достаточно высокой - 20. 25%.

Гальванические покрытия (кроме легкоплавких) отжигали в восстановительной атмосфере при температуре 500. 600°С в течение 2-х часов.

В варианте №1 на втулку с комбинированным слоем бронза - гальванопокрытие наносят покрытие из пасты фторопласт-4-дисульфид молибдена (75:25) путем запрессовки пасты в пористый слой с помощью калибров расчетных диаметров.

Затем производят спекание фторопласта по известной технологии и выполняют калибровку для получения окончательного размера подшипника скольжения. При этом толщину фторопластового покрытия устанавливают минимальной от 10 до 30 мкм для обеспечения максимальной долговечности и лучшего теплоотвода.

При исследовании микроструктуры антифрикционного покрытия было установлено, что поры заполнены не только фторопластом с дисульфидом, но и материалом промежуточного слоя.

В варианте №2 на втулку с комбинированным слоем бронза - гальванопокрытие наносят пленку дисульфида молибдена (или другого неметаллического материала с антифрикционными свойствами) из спиртовой суспензии с помощью кисти с последующей калибровкой. Значительная часть дисульфида впрессовывается в поверхностный слой мягкого гальванопокрытия и в поры материала, что увеличивает антизадирные свойства покрытия.

Поры бронзового слоя заполняются мягким антифрикционным металлом с твердой смазкой.

Результаты стендовых испытаний подшипников скольжения, изготовленных по известному и предлагаемому способу в 2-х вариантах (с фторопластовым покрытием и без него), представлены в таблице.

1. Способ изготовления подшипника скольжения, включающий напекание бронзы на стальную основу и нанесение неметаллического покрытия с запрессовкой его в пористый бронзовый слой, отличающийся тем, что на напеченный бронзовый слой наносят антифрикционное покрытие на металлической основе с твердой смазкой толщиной 10. 75 мкм.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после нанесения антифрикционного покрытия на металлической основе проводят восстановительный отжиг.

Читайте также: