Актуальные проблемы в машиностроении. Том 11. № 3-4. 2024 Инновационные технологии в машиностроении ____________________________________________________________________ 15 Бронзовые втулки Ø12хØ8х3,5мм и самосмазывающиеся втулки Ø8хØ5x2,5 мм широко используются в различных радиоуправляемых электрифицированных моделях высокоскоростных внедорожников, гоночных автомобилей, грузовиков для шоссейного дрифта, а также в моделях вертолетов, катеров, самолетов, танков и другой техники [2,3]. В основном, указанные втулки поставляются в Россию из-за рубежа. Особенную значимость приобретают радиальные подшипники скольжения, используемые в двухтактных двигателях внутреннего сгорания (ДВС) для авиа – и судомодельного спорта [4-6] и призванные уменьшить трение между вращающимся коленчатым валом и шатуном, а также между шатуном и пальцем поршня. Эти малогабаритные подшипники в виде втулок работают в условиях больших радиальных нагрузок и скоростей скольжения. Например, изготавливаемая, как правило, из антифрикционной бронзы БрОФ7-0,2 втулка шатуна Ø8хØ6х5мм одноцилиндрового двухтактного поршневого микродвигателя МДС-6,5КРУ-С, которая сопрягается с мотылѐм коленчатого вала, работает при частоте вращения вала около 22000 об/мин (или скорости взаимного скольжения мотыля и втулки V = 5,8 м/с), и на нее действует большая удельная радиальная нагрузка p, достигающая 100 МПа и более [1]. При таких высоких значениях указанных параметров критерий теплостойкости втулки p·V = 580 МПа·м/с, определяющий долговечность ее работы, в 38 раз превышает допустимое значение [p·V] теплостойкости втулки из бронзы БрОФ7-0,2. [1,7]. Поэтому при работе указанного двигателя в режиме средней и полной мощности в течение, примерно, 60 мин может появиться люфт в соединении «шатун-коленчатый вал», обусловленный износом этой втулки [8]. Поэтому в работе [8] авторов настоящей статьи предложено эту втулку изготавливать из нового износостойкого и жаропрочного антифрикционного композиционного материала (АКМ) на основе порошковой меди системы Cu-Sn-AlMoS2-C-O (ТТ1479.001.94085988-2013) [9,10], обеспечивающего подшипнику скольжения из него критерий теплостойкости p·V более 1000 МПа·м/с. Он представляет собой матричнонаполненный материал с матрицей из порошковой бронзы системы Cu-Sn и наполнителей в виде механически легированных гранул на медной основе, содержащих в исходном составе Al, MoS2, C и O. Этот материал был разработан для получения из него подшипникового слоя толщиной 0,4 ±0,1 мм для коренных и шатунных вкладышей коленчатого вала [10]. АКМ имеет высокие прочностные характеристики и хорошие для порошкового композиционного материала пластические свойства: твердость – 123 НВ, предел прочности при сжатии – 720 МПа при относительной осадке до разрушения – 32%. Материал отличается высокой температурой рекристаллизации (650оС), что не позволяет ему разупрочняться при нагреве подшипника. Благодаря специально сбалансированному химическому составу и созданной структуре (рис. 2) с механически легированными гранулами [11], которые содержат механохимически синтезированные в аттриторе термодинамически стабильные частицы оксида алюминия γ-Al2О3 нанодисперсного (24…76 нм) уровня, а также твердую смазку в виде частиц графита и дисульфида молибдена MoS2,, материал имеет высокие триботехнические свойства, а именно низкий коэффициент трения и высокую износостойкость. В частности, интенсивность изнашивания образцов из этого материала при ступенчато возрастающем по 10 МПа до 100 МПа давлении и выдержке постоянного на каждой ступени давления в течение 15 мин составляет 1,9·10-11, при этом данный показатель для контртела из стали 40Х твердостью 42…45 НRC на два порядка меньше [9].
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1