Бронзовые втулки скольжения: применение, особенности производства и цены
Подшипники скольжения, изготавливаемые из бронзовых втулок, широко применяются в промышленном производстве, в том числе при производстве экскаваторов, тракторов, насосов, шахтной и горной техники, самосвалов и прессов. Бронзовые втулки, выполненные из термостойкого материала, демонстрируют пластичность, высокий уровень теплопроводности, устойчивость к изменению свойств, низкий коэффициент трения и плохую адгезию. Замена обычных подшипников на бронзовые втулки способствует минимизации вероятности поломок оборудования, повышению надежности его работы и удлинению срока эксплуатации.
Применение бронзовых втулок в различных сферах
Бронзовые сплавы широко применяются для производства втулок в силу их многих преимуществ. Они обладают антифрикционными свойствами, механической прочностью, устойчивостью к коррозии и химическим реагентам, хорошей теплопроводностью, способностью удерживать смазку и снижать трение.
Особенности марок бронзы, включающих мягкие металлы, такие как олово, фосфор, цинк, свинец, железо, алюминий и бериллий обеспечивают максимальное притирание поверхностей. Эти свойства определяют область применения готовых изделий.
Бронзовые втулки скольжения, произведенные с применением фосфора, имеют максимальные антифрикционные свойства и применяются для оснащения механизмов, работающих с большими нагрузками, таких как генераторы, турбины и электродвигатели.
Сплавы с добавками железа и алюминия обладают высокой ударной прочностью и используются в механизмах с переменными нагрузками, например, в компрессорах и двигателях внутреннего сгорания.
Бронзовые подшипники скольжения являются неотъемлемой частью многих отраслей промышленности. Они широко применяются при производстве железнодорожной и автомобильной техники, включая локомотивы и большегрузный автотранспорт, в гидроэнергетике при изготовлении гидротурбин и сервомоторов, а также в горнодобывающей промышленности для карьерных экскаваторов и дробилок. Они также используются в тяжелой промышленности при производстве цилиндров, прокатных станов, гидравлических прессов, венцов червячных колес, ковочного и штамповочного оборудования.
При выборе бронзовых подшипников скольжения основными факторами являются коэффициент трения, устойчивость к ударным нагрузкам, максимально допустимое давление, скорость движения трущихся частей механизма и возможность работы с валом, изготовленным из незакаленной стали. На этих параметрах оценивается качество втулок. Корректный выбор подшипников является важной задачей для эффективного и безопасного функционирования механизмов.
Изготовление бронзовых втулок – это процесс, который имеет свои особенности и требует особого внимания.
Эти детали широко используются в различных промышленных отраслях и к ним выдвигаются определенные требования по характеристикам и качеству.
Существует несколько методов производства бронзовых втулок, которые ориентированы на получение продукции с наилучшими свойствами для определенных условий эксплуатации.
В процессе производства бронзовых втулок используются различные марки бронзы. Наиболее высококачественными считаются сплавы, содержащие олово, которые обладают высокой устойчивостью к нагрузкам и обеспечивают быстроходность втулок. Однако, из недостатков таких сплавов можно отметить их высокую стоимость.
Химический состав бронзовых сплавов регламентируется ГОСТами 18175–78 и 493–79. Например, оловянные бронзы марок БрО5Ц5С5, БрО10Ф1, БрО9Н2,5Ф0,2, БрО10Ц2, БрО8Ц4, БрО10С10, БрО3Ц7С5Н1, которые обрабатываются давлением, производятся в соответствии с ГОСТ 5017–2006, а оловянные литейные бронзы имеют соответствующий ГОСТ 613–79. Безоловянные бронзы марок БрА9Ж3Л, БрА9Мц2Л, БрА10Ж3Мц2Л, БрА10Ж4Н4Л, БрА9Ж4Н4Мц1Л должны соответствовать ГОСТу 18175–78 для бронз, которые обрабатывают давлением, а безоловянные литейные бронзы — ГОСТу 493–79.
Для улучшения антифрикционных свойств материала часто добавляют фосфор. Втулки из сплавов марки БрОФ способны выдерживать удельное давление в 150 кг/см2 и скорость вращения до 10 м/с, поэтому они широко используются в механизмах, которые работают с постоянной нагрузкой, таких как компрессоры, электродвигатели и другие подобные устройства.
Подшипники со свинцовыми и цинковыми добавками (сплавы БрОЦС, БрСЗО, БрОС, БрСН60) также находят широкое применение в аналогичных механизмах и устройствах. Такие материалы способствуют улучшению качества заготовок и делают их более податливыми для обработки резанием. Тем не менее, быстроходность и максимальная нагрузка готовых изделий могут несколько снизиться. Наиболее распространенными марками оловянных бронз со свинцовыми, фосфорными или цинковыми добавками являются БрОФ10-1, БрОЦС и БрО4Ц7С5.
Если нужна высокая механическая прочность при сниженной быстроходности, то втулки бронзовые можно производить с добавкой алюминия и железа. Такие сплавы, как БрАЖ, БрАЖ9-4, БрАЖМц, БрАЖН, БрА10Мц2Л, вследствие этого обладают высокой степенью механической прочности. А для деталей, которые работают с переменными нагрузками, используют сплав БрС30, который отличается максимальной устойчивостью к ударным нагрузкам.
Существуют три основных способа производства бронзовых втулок: использование метода резания, литья в кокиль и центробежного литья. Технология центробежного литья является наиболее новой и перспективной, а также наиболее популярной для создания бронзовых втулок. Она позволяет получать высокоплотные продукты (особенно во внешних слоях) без воздушных прослоек. По данным статистики, около 60% бронзовых втулок в мире производятся с использованием центробежного литья.
Суть метода заключается в заливке расплавленного сплава в быстро вращающуюся в вертикальной или горизонтальной плоскости форму. При этом высокое давление обеспечивает высокую плотность изделия и практически полное отсутствие воздушных полостей. Бронзовые втулки, изготовленные с помощью данного метода, отличаются оптимальными механическими свойствами и требуют минимального количества исправлений на последующих этапах обработки, что позволяет снизить себестоимость готового продукта.
Метод литья в кокиль является вторым по популярности способом производства изделий. Для этого используется специальная разборная форма, которая заполняется жидким металлом. После застывания и охлаждения продукта, кокиль раскрывается, и из него извлекают уже готовое изделие. Однако основной недостаток этого метода состоит в том, что процесс заполнения формы происходит только за счет силы тяжести, без внешнего давления. В результате этого плотность и механические свойства изделий оказываются ниже, чем у аналогов, полученных методом центробежного литья. Тем не менее, литье в кокиль имеет свои преимущества, такие как возможность изготовления сложных форм и больших размеров изделий (до 1500 кг).
Кроме литья, еще одним способом производства продукции является обработка резанием. Она широко применяется для изготовления продукции из оловянно-свинцовых бронз БрОЦС. У остальных видов бронз обработка резанием возможна только на 20%. Однако при использовании этого способа в некоторых случаях стоимость изделий может увеличиваться из-за необходимости значительных припусков на механическую обработку заготовки.
Для производства втулок методом резания используются прокаты, предназначенные для дальнейшей обработки на станках. Наиболее часто используемыми полуфабрикатами являются трубы БрОЦС5-5-5 (ГОСТ 24301–93) и прутки БрАЖ9-4, БрАЖМц10-3-1.5, БрАЖН10-4-4, БрАМц9-2, БрКМц3-1, БрКН1-3 (ГОСТ 1628–78).
Стоимость бронзовых втулок зависит от нескольких факторов, включая марку бронзы, диаметр изделия, производителя и размеры партии. Например, цена на втулки диаметром от 60 до 900 мм, сделанных из БрОЦС 5-5-5, БрАЖ 9-4, БрА9Жзл или БрО10Ф1, составляет примерно от 290 до 570 рублей за килограмм, в зависимости от диаметра.
Однако, многие компании предпочитают покупать бронзовый прокат и затем производить обработку втулок самостоятельно. Это позволяет получать изделия нужной формы и размера, что особенно важно при использовании нестандартных комплектующих. Кроме того, самостоятельная обработка проката существенно экономит деньги.
Круглый пруток оловянных (ГОСТ 24301–93) и безоловянных марок (ГОСТ 1628–78) стоит от 200 до 440 рублей за килограмм. Аналогичная цена у труб разных диаметров (ГОСТ 24301–93, ГОСТ 1208–90, ГОСТ 2622–75).
Таким образом, покупка бронзовых втулок или проката – это отличное решение для того, чтобы снабдить оборудование долговечными и качественными комплектующими. Такие втулки надежно защищают рабочие механизмы от износа и поломок. Благодаря огромному количеству марок сырья, используемого при изготовлении, можно легко подобрать втулки, которые наилучшим образом соответствуют планируемому применению.
Фото: freepik.com