БізнесПрамысловасць

Антыфрыкцыйныя матэрыялы: агляд, ўласцівасці, прымяненне

Працэс эксплуатацыі тэхнічных агрэгатаў, машын і асобных элементных груп абсталявання непазбежна суправаджаецца зносам. Ўзаемнае механічнае ўздзеянне дэталяў адзін на аднаго з рознай ступенню інтэнсіўнасці прыводзіць да ізаляцыі іх паверхняў і разбурэння ўнутранай структуры. Да таго ж падобнае ўплыў нярэдка аказвае і навакольнае асяроддзе ў выглядзе эрозіі і кавітацыі. Як вынік, назіраецца страта працаздольнасці тэхнікі або як мінімум зніжэнне эксплуатацыйных уласцівасцяў. Прадстаўленыя ніжэй агляды парашковых фрыкцыенным і антыфрыкцыйных матэрыялаў дапамогуць разабрацца са спосабамі, якія дазваляюць мінімізаваць непажаданае трэнне. Такія матэрыялы рэкамендуюцца да выкарыстання і для прамысловага абсталявання, і бытавой тэхнікі, а таксама для будаўнічага інструмента.

Адрозненні фрыкцыенным і антыфрыкцыйных матэрыялаў

Разгляд дадзеных матэрыялаў у адным кантэксце абумоўлена тым, што іх функцыя звязана з агульнай характарыстыкай працы механізмаў - каэфіцыентам трэння. Але калі антыфрыкцыйныя элементы і дабаўкі адказваюць за паніжэнне дадзенага значэння, то фрыкцыйныя - наадварот, павялічваюць яго. Пры гэтым, напрыклад, парашковыя сплавы з падвышаным каэфіцыентам трэння забяспечваюць супраціў зносу і механічную трываласць мэтавай рабочай групы. Для дасягнення такіх якасцяў у склад фрыкцыйнага сыравіны ўносяцца тугаплаўкія аксіды, карбіду бору, крэмнію і інш. У адрозненне ад антыфрыкцыйных элементаў, фрыкцыйныя нярэдка ўяўляюць сабой і паўнавартасныя функцыянальныя органы ў механізмах. Гэта, у прыватнасці, могуць быць тармазы і муфты.

Забяспечваючы задачы павышэння трэння, яны паралельна выконваюць і канкрэтныя тэхнічныя задачы. У той жа час і фрыкцыйныя, і антыфрыкцыйныя матэрыялы перад эксплуатацыяй праходзяць дбайныя лабараторныя выпрабаванні. Тыя ж сплавы для тармазоў праходзяць натурныя і стэндавыя тэсты, падчас якіх вызначаецца мэтазгоднасць іх ужывання на практыцы. Найбольш тэхналагічныя фрыкцыйныя матэрыялы з палімераў сёння вырабляюцца рознымі метадамі. Так, для механізмаў тармазной групы прымяняецца тэхніка прэсавання - на формах вырабляюцца калодкі, пласціны і сектары. Істужачныя матэрыялы вырабляюць па тканай тэхніцы, а накладкі - шляхам вальцевания.

Ўласцівасці антыфрыкцыйных матэрыялаў

Дэталі з антыфрыкцыйнага функцыяй павінны адпавядаць шырокаму комплексу патрабаванняў, якія вызначаюць іх асноўныя працоўныя якасці. У першую чаргу матэрыял павінен быць сумяшчальным і з спалучанай дэталлю, і з рабочай асяроддзем. Ва ўмовах сумяшчальнасці да і пасля прызаробкі матэрыял забяспечвае неабходную ступень паніжэння трэння. Тут жа трэба адзначыць прирабатываемость як такую. Гэта ўласцівасць вызначае здольнасць элемента натуральна карэктаваць геаметрыю паверхні пад аптымальную форму, якая падыходзіць для канкрэтнага месца эксплуатацыі. Іншымі словамі, з дэталі сціраецца лішняя структура з мікраняроўнасці, пасля чаго прыработку забяспечыць умовы працы з мінімальнымі нагрузкамі.

Зносаўстойлівасць - таксама немалаважнае ўласцівасць, якім валодаюць дадзеныя матэрыялы. Антыфрыкцыйныя элементы павінны мець структуру, якая забяспечвае супраціў розных відах зношвання. У той жа час дэталь не павінна быць празмерна жорсткай і цвёрдай, паколькі ў гэтым выпадку павялічыцца рызыка паседжання, што непажадана для антыфрыкцыйнага матэрыялу. Больш за тое, тэхнолагі вылучаюць такое ўласцівасць, як паглынанне цвёрдацельных часціц. Справа ў тым, што трэнне ў рознай ступені можа спрыяць вылучэнню дробных элементаў - нярэдка металічных. У сваю чаргу, антыфрыкцыйных паверхня валодае здольнасцю «ўціскаць» ў сябе такія часціцы, ухіляючы іх з працоўнай вобласці.

Металічныя антыфрыкцыйныя матэрыялы

Вырабы на металічнай аснове складаюць найбольш шырокі спектр элементаў антыфрыкцыйнае групы. Асноўная іх частка арыентуецца на эксплуатацыю ў рэжыме вадкаснага трэння, гэта значыць ва ўмовах, калі падшыпнікі падзяляюцца з валамі тонкай алейнай праслойкай. І ўсё ж пры прыпынку і пуску агрэгата непазбежна ўзнікае так званы межавы рэжым трэння, пры якім алейная плёнка можа разбурацца пад дзеяннем высокіх тэмператур. Металічныя дэталі, якія выкарыстоўваюцца ў падшыпнікавых групах, можна падпадзяліць на два тыпу: элементы з мяккай структурай і цвёрдацельнымі ўстаўкамі і сплавы з жорсткай асновай і мяккімі ўстаўкамі. Калі казаць пра першае групе, то ў якасці антыфрыкцыйных матэрыялаў можна выкарыстоўваць бабіта, латуневыя і бронзавыя сплавы. Дзякуючы мяккай структуры яны хутка прирабатываются і доўгі час захоўваюць характарыстыкі алейнай плёнкі. З іншага боку, цвёрдацельныя ўключэння абумоўліваюць падвышаную зносаўстойлівасць пры механічных кантактах з сумежнымі элементамі - напрыклад, з тым жа валам.

Пад бабіта маюць на ўвазе сплаў, аснову якога фарміруе свінец або волава. Таксама дзеля паляпшэння асобных якасцяў у структуру могуць дадавацца легіравальных сплавы. У ліку падвышаецца уласцівасцяў можна адзначыць каразійную стойкасць, цвёрдасць, глейкасць і трываласць. Змена той ці іншай характарыстыкі вызначаецца тым, якія выкарыстоўваліся легіравальных матэрыялы. Антыфрыкцыйныя бабіта могуць мадыфікавацца кадміем, нікелем, меддзю, сурмой і т. Д. Напрыклад, стандартны бабіт змяшчае каля 80% волава або свінцу, 10% сурмы, а астатняе прыпадае на медзь і кадмій.

Свінцовыя сплавы як сродак мінімізацыі трэння

Пачатковы ўзровень антыфрыкцыйных сплаваў ўяўляюць свінцовыя бабіта. Коштавая даступнасць вызначае спецыфіку эксплуатацыі дадзенага матэрыялу - у найменш адказных працоўных функцыях. Свінцовая аснова ў параўнанні з волавам забяспечвае бабіта менш высокую механічную трываласць і нізкую каразійную абарону. Праўда, і ў такіх сплавах не абыходзіцца без волава - яго змест можа дасягаць 18%. Акрамя таго, уносіцца ў склад і медны кампанент, які прадухіляе працэсы ликвации - нераўнамернае размеркаванне розных па масе металаў у аб'ёме вырабы.

Найпростыя свінцовыя матэрыялы з антыфрыкцыйнага уласцівасцю характарызуюцца высокай ступенню далікатнасці, таму іх выкарыстоўваюць ва ўмовах з паніжанымі дынамічнымі нагрузкамі. У прыватнасці, падшыпнікі для пуцявых машын, цеплавозаў і элементы цяжкага машынабудавання складаюць мэтавую нішу, дзе ўжываюцца такія матэрыялы. Антыфрыкцыйныя сплавы з ужываннем кальцыя можна назваць мадыфікацыяй свінцовых сплаваў. У дадзеным выпадку адзначаюцца такія якасці, як высокая шчыльнасць і нізкая цеплаправоднасць. Аснову таксама ўяўляе свінец, але ў істотных долях яго таксама дапаўняюць ўключэння натрыю, кальцыя і сурмы. Што тычыцца слабых месцаў гэтага матэрыялу, то да іх ставіцца окисляемость, таму ў хімічна актыўных асяроддзях яго выкарыстоўваць не рэкамендуюць.

Гаворачы ў цэлым аб бабіта, можна канстатаваць, што гэта далёка не самае эфектыўнае рашэнне для мінімізацыі трэння, але па сукупнасці якасцяў яно аказваецца выгадным з пункту гледжання эксплуатацыі. Гэта матэрыялы, антыфрыкцыйныя ўласцівасці якіх могуць нівеліравацца паніжаным супрацівам стомленасці, якія пагаршаюць працаздольнасць элемента. Тым не менш, у шэрагу выпадкаў недахоп трываласці папаўняецца уключэннем у канструкцыю сталёвых ці чыгунных карпусоў.

Асаблівасці бронзавых антыфрыкцыйных сплаваў

Фізіка-хімічныя ўласцівасці бронзы арганічна спалучаюцца з патрабаваннямі для антыфрыкцыйных сплаваў. Дадзены метал, у прыватнасці, забяспечвае дастатковыя паказчыкі удзельнага ціску, магчымасць эксплуатацыі ва ўмовах ўдарных нагрузак, высокую хуткасць кручэння падшыпніка і т. Д. Але таксама выбар бронзы для тых ці іншых функцый будзе залежаць ад яе маркі. Той жа фармат эксплуатацыі ўкладышаў пры ўдарных нагрузках прымальны для маркі БрОС30, але не рэкамендуецца для БрАЖ. Ёсць і адрозненні ў класе бронзавых матэрыялаў па механічным уласцівасцям. Дадзеная група якасцяў будзе залежаць ад характару спалучэння з загартаванымі валамі і ад выкарыстання цапфы, якая можа мець дадатковае ўмацаванне. І ізноў нельга казаць аб маналітнасці структуры сплаву.

Бронзавыя вырабы могуць таксама ўключаць волава, латунь, свінец. Пры гэтым, калі ўсе пералічаныя металы могуць выкарыстоўвацца ў якасці асновы бабіта, антыфрыкцыйныя матэрыялы на аснове медзі прымяняюцца вельмі рэдка. У дадзеным выпадку медны кампанент часцей выступае як тая ж дадатак з каэфіцыентам ўтрымання 2-3%. Аптымальнымі лічацца алавяных-свінцовыя камбінацыі уключэнняў. Яны забяспечваюць дастатковыя паказчыкі сплаву як антыфрыкцыйнага кампанента, хоць і прайграюць іншым складам ў дачыненні да механічнай трываласці. Камбінаваныя бронзавыя матэрыялы выкарыстоўваюць у вырабе маналітных падшыпнікаў для электрарухавікоў, турбін, кампрэсарных установак і іншых агрэгатаў, якія працуюць пры высокім ціску і малой хуткасці слізгацення.

Парашковыя фрыкцыйныя матэрыялы

Такія матэрыялы выкарыстоўваюцца ў складах, прызначаных для перадаткавых і тармазных вузлоў гусенічнай тэхнікі, аўтамабіляў, станкоў, будаўнічых механізмаў і т. Д. Гатовыя вырабы на аснове парашковых кампанентаў выпускаюцца ў форме сектарная накладак, дыскаў і калодак. У той жа час зыходныя матэрыялы для антыфрыкцыйнага тыпу парашковых сплаваў фармуюцца той жа наменклатурай, што і ў выпадку з фрыкцыйнымі кампанентамі, - часцей за ўсё выкарыстоўваюць жалеза і медзь, але існуюць і іншыя камбінацыі.

Напрыклад, матэрыялы з алюмініевых і оловянистых бронз, у склад якіх уваходзяць графіт і свінец, эфектыўна сябе праяўляюць ва ўмовах трэння пры хуткасці слізгацення дэталяў каля 50 м / с. Дарэчы, пры працы падшыпнікаў на хуткасці 5 м / с металічныя парашковыя вырабы могуць замяняцца металлопластмассовым сыравінай. Гэта ўжо антыфрыкцыйны кампазіцыйны матэрыял з гнуткай працоўнай структурай і паніжанай трываласцю. Найбольш жа выгаднымі ў плане выкарыстання ва ўмовах падвышаных нагрузак лічацца матэрыялы з жалеза і медзі. У якасці дадаткаў выкарыстоўваецца графіт, крамянёвы аксід або барый. Праца дадзеных элементаў магчымая пры ціску 300 Мпа і хуткасці слізгацення да 60 м / с.

Парашковыя антыфрыкцыйныя матэрыялы

З парашковага сыравіны вырабляюцца і антыфрыкцыйныя вырабы. Яны характарызуюцца высокай зносаўстойлівасцю, паніжаным каэфіцыентам трэння і здольнасцю хуткай прызаробкі да вале. Таксама антыфрыкцыйныя парашковыя матэрыялы маюць цэлы шэраг пераваг у параўнанні са сплавамі, мінімізуе трэнне. Дастаткова адзначыць, што паказчыкі іх зносаўстойлівасці у сярэднім вышэй, чым у тых жа бабіта. Сітаватая структура, сфармаваная парашковымі металамі, дае магчымасць эфектыўнага насычэнні змазачнымі сродкамі.

Вытворцы маюць магчымасць фарміраваць канчатковыя вырабы ў розных відах. Гэта могуць быць каркасныя або матрычныя дэталі з прамежкавымі паражнінамі, запоўненымі іншым адмякчэлым сыравінай. І, наадварот, у некаторых сферах больш запатрабаваныя антыфрыкцыйныя парашковыя матэрыялы, якія маюць мягкотельную каркасную аснову. У спецыяльных сотах прадугледжваюцца цвёрдыя ўключэння рознага ўзроўню дысперсных. Дадзенае якасць мае вялікае значэнне менавіта з пункту гледжання магчымасці рэгуляцыі параметраў, якія вызначаюць інтэнсіўнасць трэння дэталяў.

Антыфрыкцыйныя палімерныя матэрыялы

Сучаснае палімернае сыравіну дае магчымасць атрымліваць новыя тэхніка-эксплуатацыйныя якасці для дэталяў, паніжальных трэнне. У якасці асновы могуць выкарыстоўвацца і кампазітныя сплавы, і металлопластіковые парашкі. Адным з галоўных адметных уласцівасцяў такіх матэрыялаў з'яўляецца здольнасць раўнамерна размяркоўваць дадаткі па ўсёй структуры, якія ў далейшым будуць выконваць функцыю цвёрдай змазкі. У спісе такіх рэчываў адзначаюць графіту, сульфід, пластыкі і іншыя злучэння. Працоўныя ўласцівасці палімерных і антыфрыкцыйных матэрыялаў шмат у чым сыходзяцца і на базавым узроўні без выкарыстання мадыфікатараў: гэта і малы каэфіцыент трэння, і ўстойлівасць да хімічна актыўным серадах, і магчымасць эксплуатацыі на воднае асяроддзе. Калі казаць пра ўнікальныя якасцях, то палімеры могуць выконваць свае задачы нават без падмацавання спецыяльнай змазкай.

Прымяненне матэрыялаў для абароны ад трэння

Большая частка антыфрыкцыйных элементаў першапачаткова разлічваецца на выкарыстанне ў падшыпнікавых групах. Сярод іх і дэталі, разлічаныя на павышэнне зносаўстойлівасці, і кампаненты, якія паляпшаюць слізгаценне. У машына-і станкабудаванні такія вырабы ўжываюць у вырабе рухавікоў, поршняў, вузлоў счэпкі, турбін і т. Д. Тут жа аснову расходнікі складаюць антыфрыкцыйныя матэрыялы падшыпнікаў слізгацення, якія ўкараняюцца ў структуру хадавой і стацыянарнай тэхнікі.

Будаўнічая галіна таксама не абыходзіцца без антыфрыкцыйнае функцыі. З дапамогай такіх дэталяў умацоўваюцца інжынерныя збудаванні, мантажныя канструкцыі і кладкавых матэрыялы. У будаўніцтве чыгунак іх выкарыстоўваюць пры мантажы канструктыўных элементаў рухомага складу. Распаўсюджана і прымяненне антыфрыкцыйных матэрыялаў на палімернай аснове, якія знаходзяць сваё месца, напрыклад, у якасці злучнай структуры шківаў, зубчастых колаў, рэмень перадач і т. Д.

заключэнне

Задача зніжэння трэння толькі на першы погляд можа здавацца другаснай і часцяком неабавязковай. Удасканаленне змазачных вадкасцяў сапраўды дазваляе пазбаўляць некаторыя механізмы ад дапаможных тэхнічных элементаў, якія скарачаюць зносы асноўнай працоўнай групы. Пераходным звяном ад класічных бабіт да мадыфікаванай высокаэфектыўнай змазцы можна назваць антыфрыкцыйныя палімерныя матэрыялы, якія адрозніваюцца больш мяккай структурай і універсальнасцю з пункту гледжання умоў працы. Тым не менш, праца металічных дэталяў пры высокім ціску і фізічным уздзеянні па-ранейшаму патрабуе ўключэння цвёрдацельных антыфрыкцыйных ўкладышаў. Прычым гэты клас матэрыялаў не проста не сыходзіць у мінулае, але і развіваецца за кошт паляпшэння характарыстык трываласці, цвёрдасці і механічнай устойлівасці.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 be.unansea.com. Theme powered by WordPress.