Рекомендации по выбору материалов для фиксаторов подшипников: стратегии адаптации к условиям эксплуатации при переходе от металла к конструкционным пластикам.
При проектировании подшипников качения, хотя сепаратор и не несет нагрузку напрямую, он играет ключевую роль в обеспечении стабильности, срока службы и применимых условий эксплуатации. При выборе материалов следует всесторонне учитывать такие факторы, как скорость вращения, температура, коррозионная среда и требования безопасности.
К распространенным материалам и их характеристикам относятся следующие:
Латунный цельный сепаратор (код M): обладает высокой механической прочностью, износостойкостью, подходит для большинства стандартных условий эксплуатации и практически не имеет ограничений по применению. Однако следует отметить, что в средах, содержащих аммиак, может возникать коррозионное растрескивание под напряжением, поэтому его использование следует избегать. Кроме того, по соображениям стоимости и технологических особенностей, в подшипниках малого диаметра обычно не используется подобная конструкция.
Упорная рама из инженерного пластика (например, типа TN, часто из нейлона, армированного стекловолокном): легкая, с низким коэффициентом трения, особенно подходит для высокоскоростной работы. Ее отказ имеет «постепенный» характер — температура медленно повышается по мере ухудшения характеристик, что позволяет легко предупредить об этом заранее. Однако из-за не внезапного отказа она может представлять опасность в таких условиях, как шахты, где существует риск взрыва, поэтому ее использование не рекомендуется. Общий диапазон рабочих температур составляет от -40 ℃ до 120 ℃.
Сепаратор из стали или высокопрочного чугуна (код F): прочная конструкция, низкая стоимость, подходит для большинства универсальных подшипников. Однако он реже используется в крупных подшипниках (с наружным диаметром более 400 мм), главным образом из-за соображений веса и динамической балансировки.
Критерии отбора:
В качестве примера рассмотрим шарикоподшипники с глубоким пазом. При внешнем диаметре D ≤ 400 мм часто используются штампованные стальные или латунные пластинчатые сепараторы; для подшипников больших размеров с D > 400 мм предпочтительны латунные цельные сепараторы для обеспечения жесткости конструкции и надежности в эксплуатации.
В заключение следует отметить, что выбор материалов для подпорных конструкций не сводится к принципу «чем дороже, тем лучше», а должен точно соответствовать фактическим условиям эксплуатации и обеспечивать оптимальный баланс между безопасностью, сроком службы и стоимостью.
