7.3.3 Теоретические предпосылки создания стабильных подшипников скольжения из прессованной древесины
При конструировании подшипников скольжения из ДП и при разработке способов их получения необходимо учитывать следующие ее специфические свойства.
Усушка и разбуханиедревесины в зависимости от гигроскопической влажности неравномерны по отношению к направлению волокон и годовых слоев и составляют 0,1 – 0,3 % вдоль волокон, 3 – 8 и 6 – 12 % соответственно в радиальном (вдоль радиуса) и тангенциальном (перпендикулярно радиусу) направлениях.
Коэффициент линейного расширениявдоль волокон незначительный, а в поперечном радиальном и тангенциальном направлениях в 7 – 10 раз больше и составляет соответственно 27,910 -6 и 33,710 -6 с -1 .
Теплопроводностьвдоль волокон в 3 раза больше, чем поперек.
Проницаемость древесиныжидкостями вдоль волокон в 10 3 – 10 5 раз выше проницаемости в поперечном направлении. Следовательно, при пропитке древесины движение жидкости идет практически с торцов заготовки.
Показатели механических свойствнатуральной и уплотненной древесины также различны по отношению к направлению волокон. Например, предел прочности у древесины натуральной при сжатии вдоль волокон 40 – 52, в радиальном направлении 6 – 7 и тангенциальном направлении 4 – 5 МПа; у прессованной древесины со степенью прессования= 45…60 % соответственно 127 – 176; 49 – 68 и 32 – 41 МПа.
С увеличением степени прессования древесины возрастает ее плотность и механические показатели, а при трении повышается износостойкость. Минимальный износ древесины наблюдается при трении торцовой поверхностью, максимальный – поперек волокон. Износостойкость ДП при трении на торец, вдоль и поперек волокон выражается соотношением соответственно 9 : 3 : 1.
Из вышеизложенного следует, что подшипники скольжения из ДП будут иметь стабильные размеры, высокую износостойкость, наибольшую прочность и теплопроводность при трении и наилучшие условия самосмазывания, когда волокна будут располагаться по радиусу втулки, т.е. работать торцовой поверхностью. Кроме того, они способны воспринимать и наибольшие динамические нагрузки.
Оценивая наиболее положительные свойства прессованной древесины, полученной разными способами, и учитывая результаты научных исследований ВЛТИ, ЛТА, ИММС НАНБ, Латвийской АН и др., а также практического применения ДП многими промышленными предприятиями бывшего СССР, мы выбрали направление получения подшипников с радиальным расположением волокон к контактной зоне, а за основу взяли способ торцового гнутья древесных карточек во втулку. При этом были поставлены следующие задачи:
- исключить при гнутье возможное растрескивание, разрушение клеточных стенок (древесного волокна);
- обеспечить при гнутье и одновременное прессование в направлении гнутья для получения заданной степени уплотнения, а следовательно, до минимума свести уплотнение при перепрессовке втулок в корпус подшипника;
- обеспечить стабильность размеров древесной втулки при эксплуатации во влажных условиях.
7.3.4 Износостойкие самосмазывающиеся подшипники скольжения (псс) нового класса и способ их изготовления
В результате был предложен новый класс самосмазывающихся подшипников скольжения с втулкой торцового гнутья из прессованной древесины и совершенно новый способ их изготовления. Достигается это тем, что древесная заготовка-карточка, не содержащая свободную влагу, а только гигроскопическую в любом количестве, толщиной вдоль волокон до 40 мм, заданной длины и ширины в зависимости от размера готового изделия, без предварительной влаготермообработки перед гнутьем подвергается дополнительному прессованию путем приложения усилия поперек волокон, а затем загибается торцовым гнутьем во втулку при одновременном приложении усилий к наружным торцовым поверхностям поперек волокон (рисунок 7.17), обеспечивающих степень прессования втулки по наружной поверхности до 25 %, а по внутренней – до 52 % [63].
| | Затем втулка перепрессовывается непосредственно в корпус подшипника. Перепрессовка может производиться и через конусообразный приемник. Подшипники погружаются в смазку, модифицированную, термостойкую при температуре свыше 70 С для пропитки и одновременной сушки; затем они протачиваются по внутреннему диаметру и боковой поверхности за один прием до требуемого размера. При наличии зазора после их сушки в стыке сторон производится перед проточкой его устранение компенсатором (металлическим или из прессованной древесины). Одновременно разработана совершенно новая конструкция подшипника скольжения самосмазывающегося [63], который состоит (рисунок 7.18, а) из наружного стального |
кольца 1 с запрессованной древесной втулкой 2 и радиальным расположением волокон, изготовленной торцовым гнутьем и одновременным прессованием в направлении гнутья и внутреннего стального кольца 3. Металлические кольца с одной стороны имеют буртик так, чтобы в собранном подшипнике буртики находились с противоположных сторон и предотвращали разбухание древесной втулки поперек волокон (вдоль оси вала). Подшипник, изготовленный по данному способу, имеет стабильные размеры при эксплуатации в любых условиях окружающей среды.
| | ||||
| Диаметр D, мм | 89 | 127 | 159 | |
| Подшипник | 204 | 206 | 307 | |
| Длина L, мм | верхнего | 320 | 422 | 492 |
| нижнего | 1040 | 1220 | 1414 | |
| Длина l, мм | верхнего | 269 | 350 | 425 |
| нижнего | 899 | 1150 | 1350 | |
| Масса m, кг | верхнего | 4,9 | 11,6 | 20,5 |
| нижнего | 11,62 | 28,2 | 46,2 | |
| Рисунок 7.20 – Серийно выпускаемые ролики ленточных транспортеров с подшипниками качения и их параметры: 1 – труба; 2 – корпус подшипника; 3 – вал; 4 – крышка; 5 – шарикоподшипник; 6 – распорная втулка; 7 – уплотнение; 8 – шпилька; 9 – винт | ||||
Источник