Втулки скольжения: износ и задиры, причины, профилактика

Практическое руководство по причинам износа и задирам втулочных опор: диагностика на ранних стадиях, расчёт PV, смазка, посадки и материалы.

Износ втулочно-валовой пары почти всегда начинается с нарушений смазочного режима и перегрева. Втулки скольжения чувствительны к сочетанию удельного давления и скорости (критерий p·v), а также к несоосности и загрязнениям, которые переводят контакт в граничный или сухой режим.

Ключевые первопричины: неверная посадка (зажатие/завышенный зазор), неподходящая смазка, абразив в зазоре, микронесоосность опор, завышенная шероховатость вала и бурты на фасках. При p·v выше допустимого для материала втулки начинается локальный перегрев, разрыв масляной плёнки и задира.

Причины и характер износа

Материальная пара: «бронза–сталь», «полимер–сталь», композиты с PTFE. Для бронз характерны усталостные выкрашивания, для полимеров — тепловое размягчение. Допустимые p·v порядков 0,5–2,0 МПа·м/с для бронз и 2–4 МПа·м/с для PTFE-композитов.

Смазка: дефицит, неподходящая вязкость, старение. Отсутствие антизадирных присадок ускоряет схватывание.

Геометрия: несоосность, овальность, перекосы корпуса — контакт становится линейным, растет удельное давление.

Шероховатость и чистота: Ra вала выше нормы, частицы абразива >25–40 мкм — ускоренные риски задиров.

Диагностика

Симптомы: рост температуры узла, увеличение момента трения, скрипы/писки, падение точности.

Измерения: замер зазора до/после наработки, контроль овальности и конусности вала, анализ масла (частицы, вода, лаковые плёнки).

Визуальные признаки: потемнение, задиры по направлению движения, пригар, полосы прихвата.

Профилактика и меры

Расчёт p·v и выбор материала: укладываться в «зелёную зону» каталога; для повышенных p·v — композиты с PTFE/графитом.

Смазка: вязкость по температуре (обычно ISO VG 68–150), антизадирные добавки, централизованная подача при переменных нагрузках.

Посадки и допуски: типично H7/g6; соблюдение соосности и плоскостности опор.

Поверхности: Ra вала 0,2–0,4 мкм, строгое снятие фасок, чистый монтаж без абразива.

Теплоотвод: контроль температуры (бронза — до ~200 °C, PTFE-композиты — до ~260 °C), экраны/радиаторы при высокой мощности трения.

Итог

Ранний контроль p·v, чистый монтаж, корректная смазка и геометрия посадок устраняют коренные причины задиров и стабилизируют ресурс втулочных опор. Контролируйте смазку, зазоры, температуру — это уменьшит трение, предотвратит задиры и продлит ресурс втулочных опор в сложных режимах.