Деревянные подшипники, пропитанные маслом (техническое описание практических действий)

Введение

Целью данного технического описания является предоставление некоторой вводной информации как конструкторам, так и проектировщикам, желающим использовать деревянные подшипники. Будет обсужден тип используемой древесины, ее обработка, смазка и ожидаемые характеристики.

Некоторые преимущества деревянных подшипников, пропитанных маслом

• Изготовлен из местных материалов.
• Изготовлен местными мастерами, владеющими навыками работы с деревом.
• Легко собирается.
• Не требуют смазки или обслуживания.
• Работайте в грязных условиях.
• Легко проверить на предмет износа.
• Быстрый ремонт или замена.
• Может стать временным средством ремонта более сложного производственного подшипника.
• Требуются низкие допуски как на валах, так и на корпусах.

Выбор древесины

Состав древесины очень сложен, но, говоря простым языком, она состоит из волокнистого материала, связанного клееобразным веществом, воды, смол и масел.

Первоначальный выбор

Д. Аткинсон (1972) заявил, что одной из важнейших характеристик, на которую следует обращать внимание при выборе древесины, является твердость.

• Чем тверже опорная поверхность, тем меньше деформация и меньше коэффициент трения.
• Чем тверже поверхность подшипника, тем ниже скорость износа.
• Чем тверже поверхность подшипника, тем меньше вероятность ее преждевременного выхода из строя, опаления и, в конечном итоге, возгорания.
• Чем тверже опорная поверхность, тем выше ее прочность.

Также стоит отметить, что, как правило, чем тверже древесина, тем больше ее вес и тем сложнее с ней работать.

Замасленность древесины является особенно важным фактором, когда подшипники вряд ли (или не предназначены) получать смазку во время эксплуатации. Практическими индикаторами, помогающими идентифицировать древесину, которая может иметь хорошие самосмазывающиеся свойства, являются:

• они легко полируются
• они не реагируют с кислотами
• их сложно пропитать консервантами
• клей к ним плохо прилипает

Другие соображения

Высокое содержание влаги приводит к снижению твердости и увеличению износа. Для большинства применений предпочтительнее низкое содержание влаги, а избыток влаги необходимо удалить, чтобы предотвратить последующую усадку, особенно если подшипник будет использоваться в качестве втулки. Самая твердая древесина находится в основном стволе, чуть ниже первой ветки.

Следует учитывать направление зерен и, если возможно, использовать преимущество близкого шероховатости для обеспечения твердости изнашиваемой поверхности.

Кусок бруса, выбранный для опоры, не должен иметь трещин. Некоторые подходящие породы древесины перечислены в Таблице 1.

Таблица 1: Подходящие пиломатериалы

Если древесина не относится к самосмазывающейся разновидности (или имеет сомнительные самосмазывающиеся характеристики), ее можно пропитать маслом, чтобы свести к минимуму необходимость последующей смазки. Важно иметь сухую древесину, чтобы обеспечить максимальное впитывание масла.

Строительство

Следующие примечания относятся к опыту, полученному при производстве и испытаниях трех типов деревянных подшипников. Все они были пропитаны маслом.

Типы подшипников

Втулка подшипника

Разъемный подшипник

Цельный опорный подшипник

Основные пометки

HSPearson (1915) предположил, что в качестве общего практического руководства по размеру древесины, необходимой для подшипника, осевая длина подшипника должна быть как минимум в два раза больше диаметра вала. Например, для оси диаметром 25 мм длина подшипника должна быть не менее 50 мм. В случае опорных подшипников толщина материала подшипника

Сверление радиальных отверстий для смазки рекомендуется компанией Pearson только для подшипников втулочного типа. Он обнаружил, что если в блок-подшипниках были просверлены смазочные отверстия, то не только подшипники ослаблялись, но и отверстия действовали как грязеуловители.

Подшипник по возможности следует располагать в таком положении, чтобы падающая грязь не попадала прямо в подшипник. Например, если ось нести в подшипниках, установленных под полом тележки, вместо неподвижной оси с подшипниками в ступице колеса, то грязь, падающая с обода колеса, не попадет непосредственно на подшипники.

Если ожидается, что подшипник будет воспринимать боковую нагрузку, необходимо использовать большие плоские шайбы, причем та, которая находится рядом с концом подшипника, должна свободно вращаться на валу. Опорная поверхность вала должна быть идеально круглой, гладкой и отполированной на вид.

Как сделать подшипники

Имеющаяся древесина зачастую имеет весьма сомнительные самосмазывающиеся свойства и повышенное содержание влаги. В этом случае простая процедура изготовления пропитанного маслом подшипника втулки была разработана Центром промышленного развития Зарии в Нигерии. Избыток воды удаляется и предотвращается последующая усадка.

• Уменьшите брус до квадратного сечения и просверлите в центре отверстие того же диаметра, что и шейка, на которой будет работать подшипник.
• Поместите блоки в металлический контейнер с арахисовым маслом и держите их погруженными, положив сверху кирпич. Повышайте температуру масла до тех пор, пока вода в древесине не превратится в пар — это придаст маслу вид бурно кипящего. Поддерживайте температуру до тех пор, пока на поверхность масла не начнут подниматься только отдельные струи маленьких пузырьков размером с булавку. Это может занять от 30 минут до 2 часов в зависимости от влажности древесины.
• Удалите источник тепла и, если возможно, оставьте блоки в масле на ночь, чтобы они остыли. На этом этапе древесина впитает масло. Если температура масла станет слишком высокой после того, как пузырьки перестанут появляться, древесина превратится в уголь и подшипники выйдут из строя.

• Расточите центральное отверстие, чтобы компенсировать возможную усадку.
• Поместите втулку на оправку и поверните внешний диаметр до необходимого размера, чтобы обеспечить плотную посадку втулки на ступицу.
• Просверлите четыре одинаково расположенных отверстия в стенке втулки в ее средней точке и заполните смазкой. В целом, чем тверже смазка, тем лучше, поэтому предпочтительнее использовать животный жир, мыло или жир, хотя отличной альтернативой является жир.

Сорок подшипников втулок, изготовленных и испытанных в Зарии, имели длину 2,5 дюйма, наружный диаметр 1,550 дюйма и внутренний диаметр 0,855 дюйма. Они были запрессованы в бесшовную трубу из черного железа диаметром 1 ½ дюйма класса C и обтачивались на трубной шейке диаметром ½ дюйма. Используемая древесина была красное дерево (наиболее доступное) и испытания на стенде с нагрузкой 100 фунтов и скоростью 100-200 об/мин показали достаточную смазку. Эти условия испытаний были выбраны для моделирования рабочих сил на 7-дюймовом копирующем колесе. плуг, запряженный быками. Испытания, проведенные на подшипниках втулки без четырех радиальных смазочных отверстий, снова показали достаточную смазку.

Начальная подготовка

Распилите древесину, придав ей продолговатый брусок, размер которого несколько больше внешнего диаметра готового подшипника, чтобы обеспечить усадку и смещение отверстия по центру. Просверлите отверстие в центре блока размером с журнал.

Обезвоживание

Вскоре после погружения блоков подшипников в горячее арахисовое масло на поверхности появится множество пузырьков диаметром 25 мм, состоящих из множества более мелких пузырьков. По мере снижения содержания влаги в блоках поверхностные пузырьки уменьшаются в размерах.

Когда поверхностные пузырьки образуются из одиночных потоков пузырьков размером с булавку, процесс обезвоживания зашел достаточно далеко. Прекратите нагревание и дайте блокам остыть в масле на ночь.

Отделка

Снова просверлите центральное отверстие, поместите усаженный, пропитанный маслом подшипниковый блок на оправку и доверните до нужного размера.

На тяжелом оборудовании, таком как бычьи повозки, или там, где невозможно протолкнуть ось через подшипник втулки, разъемный подшипник является более практичным решением. Его легко установить и заменить, а в случае износа обе половинки можно заменить. После дальнейшего износа срок службы подшипника можно продлить, удалив небольшое количество материала с соответствующих поверхностей. В рамках проекта GRZ/ITDG на региональной исследовательской станции Магойе в Замбии была разработана простая процедура производства такого подшипника, опять же с использованием метода пропитки маслом. Древесина в данном случае была тиковая, а использованное машинное масло представляло собой удовлетворительную альтернативу арахисовому маслу. (Кумбс и Пирсон, 1974)

• Уменьшите брус до квадратного сечения и разделите его по длине на две половины.
• Для сверления две половины подшипника должны быть прочно скреплены вместе. Самое главное, чтобы отверстие для оси было просверлено в блоках точно под прямым углом. Для достижения наилучших результатов следует использовать электрическую дрель, хотя и ручная дрель будет вполне удовлетворительной. Если ни один из них недоступен, необходимо изготовить приспособление, чтобы удерживать сверло на одной линии. После сверления две половинки следует связать вместе, чтобы они оставались парами.
• Для замачивания в масле понадобится старая 20-литровая (5-галлонная) бочка. Заполните его на три четверти отработанным моторным маслом и доведите до кипения на открытом огне. При обращении с бочкой с горячим маслом требуется большая осторожность. Снимите барабан с огня и осторожно поместите пары подшипников в горячее масло. Положите кирпич поверх последней пары, чтобы они не плавали, и дайте барабану и его содержимому медленно остыть на ночь.

Подшипники с разъемными блоками имели размеры 150 x 15 x 15 мм и диаметр отверстия 38 мм. Их надежность проверяли в полевых условиях, устанавливая на воловьи повозки с железными или пневматическими колесами и грузоподъемностью до 2 тонн. Было обнаружено, что радиальный зазор на наружном диаметре этих узлов около 1 мм является существенным. При тщательной обкатке на малых оборотах (работа с быком) зазор увеличивается до 1,5-2,0 мм, а поверхность подшипника приобретает полированный стеклянный вид. Бред достиг такого состояния, что он был способен выдерживать поездки на несколько километров на более высоких скоростях (буксировка Landrover).

В качестве альтернативы подшипникам из твердой древесины был испытан подшипник, пропитанный маслом, из сосновой древесины, который также показал удовлетворительные характеристики, но мог иметь более короткий срок службы. Для применений с более низкой нагрузкой и более низкой скоростью, таких как механизм привода семян на небольшой сеялке, использовался цельный пропитанный маслом опорный подшипник меньшего размера размером 50 x 50 x 50 мм с отверстием диаметром 16 мм, и это дало удовлетворительные результаты, а также хотя испытания не были обширными.

Производительность

Можно сделать следующие общие выводы.

• Период обкатки имеет решающее значение. Для него характерна высокая начальная скорость износа при сглаживании и полировании опорной поверхности, после чего износ становится примерно пропорционален времени.
• Чем больше скорость вращения, тем больше износ, особенно в период приработки.
• Чем больше нагрузка на ось, тем выше скорость износа.

Точнее говоря, износ примерно пропорционален нагрузке, но быстро увеличивается при небольшом увеличении скорости.

Следует избегать очень высоких нагрузок и низких скоростей, поскольку это приводит к рывкам шейки подшипника, а последующая тряска и вибрация приводят к износу других деталей.

Ссылки и дальнейшее чтение

• Аткинсон, Д.А. Характеристики подшипников, используемых в тихоходных машинах , Институт Манчестерского университета. Наука и технологии (UMIST), апрель 1972 г.
• TR37 Ось с двойным деревянным подшипником скольжения для тележек с осликами (1999), 13 стр.: Недорогое животное

Программа Cart, Веб-сайт DTU: http://web.archive.org/web/20070418004347/http://www.eng.warwick.ac.uk:80/dtu//pubs/tr/animals/tr37.pdf

• TR35 Изготовление плоского сверла для сверления отверстий в дереве (1999), 4 стр.: Недорогая тележка для животных.

Программа, Веб-сайт DTU: http://web.archive.org/web/20060514093342/http://www.eng.warwick.ac.uk:80/DTU/pubs/tr/animals/tr35.pdf

• HS Pearson, CE Oram и TH Thomas WP43 Проектирование африканской повозки с волами и

Производство , DTU, (1994) 62 стр. Веб-сайт: http://web.archive.org/web/20070418010657/http://www.eng.warwick.ac.uk:80/dtu//pubs/wp/wp43 /wp43.pdf

• Кумбс, Р.М. и Пирсон, Х.С. Деревянная повозка с волами ITDG . Проект ITDG/GRZ, Магойе, Замбия, февраль 1974 г.

Полезный адрес

Отдел технологий разработки (DTU) Инженерной школы

Уорикский университет Ковентри CV4 7AL Великобритания

Тел: +44 (0)1203 522339

Факс: +44 (0)1203 418922

Электронная почта: dtu@eng.warwick.ac.uk Веб-сайт : http://web.archive.org/web/20080708052301/http://www.eng.warwick.ac.uk:80/dtu/ исследовательское подразделение инженерной школы Уорикского университета. Целью DTU является исследование и продвижение соответствующих технологий для применения в развивающихся странах.

Данные страницы

Часть	Технические описания практических действий
Ключевые слова	деревянные подшипники
Авторы	Стивен Медина
Лицензия	CC-BY-SA-3.0
Организации	Практическое действие
Портировано из	https://practicalaction.org/ ( оригинал )
Язык	английский (англ.)
Переводы	Русский
Связанный	1 подстраница , 4 страницы по ссылке здесь
Влияние	5780 просмотров страниц
Созданный	1 апреля 2009 г. , Стивен Медина
Модифицированный	28 февраля 2024 г. , Фелипе Шеноне
Цитировать как	Стивен Медина (2009–2024 гг.). «Деревянные подшипники, пропитанные маслом (техническое описание практических действий)» . Аппропедия . Проверено 22 апреля 2024 г.
API-запросы	базовый , семантический , HTML , файлы и многое другое