Antitrinties medžiagos: apžvalga, savybės, taikymas

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Techninių mazgų, mašinų ir atskirų elementinių įrenginių grupių veikimo procesą neišvengiamai lydi nusidėvėjimas. Abipusis mechaninis dalių poveikis viena kitai su įvairaus intensyvumo laipsniu sukelia jų paviršių dilimą ir vidinės struktūros sunaikinimą. Be to, aplinka dažnai turi panašų poveikį erozijos ir kavitacijos forma. Dėl to prarandamas įrangos veikimas arba bent jau sumažėja eksploatacinės savybės. Toliau pateiktos miltelinės trinties ir antifrikcinių medžiagų apžvalgos padės suprasti būdus, kaip sumažinti nepageidaujamą trintį. Tokias medžiagas rekomenduojama naudoti pramoninėje įrangoje ir buitinėje technikoje, taip pat statybiniams įrankiams.

Trintinių ir antifrikcinių medžiagų skirtumai

Šių medžiagų svarstymas viename kontekste susijęs su tuo, kad jų funkcija yra susijusi su bendra mechanizmų veikimo charakteristika – trinties koeficientu. Bet jei už šios vertės sumažinimą atsakingi antifrikciniai elementai ir priedai, tai trinties elementai, atvirkščiai, ją padidina. Šiuo atveju, pavyzdžiui, miltelių lydiniai su padidintatrinties koeficientas užtikrina tikslinės darbo grupės atsparumą dilimui ir mechaninį stiprumą. Norint pasiekti tokias savybes, į trinties žaliavų sudėtį įvedami ugniai atsparūs oksidai, boras, silicio karbidai ir kt. Skirtingai nuo antifrikcinių elementų, trinties elementai mechanizmuose dažnai atstoja visaverčius funkcinius organus. Visų pirma tai gali būti stabdžiai ir sankabos.

Teikdami trinties didinimo užduotis, jie vienu metu atlieka specifines technines užduotis. Tuo pačiu metu tiek trinties, tiek antifrikcinės medžiagos prieš naudojant atliekami griežti laboratoriniai bandymai. Tiems patiems stabdžių lydiniams atliekami pilno masto ir stendiniai bandymai, kurių metu nustatomas jų taikymo praktikoje tikslingumas. Technologiškai pažangiausios frikcinės medžiagos iš polimerų šiandien gaminamos įvairiais būdais. Taigi, stabdžių grupės mechanizmams naudojama presavimo technika - ant formų gaminami blokai, plokštės ir sektoriai. Juostos medžiagos gaminamos austi technika, o perdangos – valcavimo būdu.

Antifrikcinių medžiagų savybės

Dalys, turinčios antifrikcinę funkciją, turi atitikti daugybę reikalavimų, lemiančių pagrindines jų savybes. Visų pirma, medžiaga turi būti suderinama tiek su poravimosi dalimi, tiek su darbo aplinka. Suderinamumo sąlygomis prieš ir po įvažiavimo medžiaga užtikrina reikiamą trinties mažinimo laipsnį. Čia būtina pažymėti įvažiavimą kaip tokį. Ši savybė apibrėžia elemento gebėjimą natūraliai reguliuoti paviršiaus geometriją.pagal optimalią formą, kuri tinka konkrečiai veiklos vietai. Kitaip tariant, iš detalės pašalinama papildoma konstrukcija su mikronelygumais, o po to įvažiavimas užtikrins darbo sąlygas su minimaliomis apkrovomis.

Atsparumas dilimui taip pat yra svarbi šių medžiagų savybė. Antifrikciniai elementai turi turėti konstrukciją, kuri užtikrintų atsparumą įvairiems susidėvėjimo tipams. Tuo pačiu metu dalis neturi būti pernelyg standi ir kieta, nes tai padidins užstrigimo riziką, o tai nepageidautina antifrikcinei medžiagai. Be to, technologai išskiria tokią savybę kaip kietųjų dalelių sugėrimas. Faktas yra tas, kad įvairaus laipsnio trintis gali prisidėti prie mažų elementų – dažnai metalo – išsiskyrimo. Savo ruožtu antifrikcinis paviršius turi galimybę „įspausti“tokias daleles į save, pašalindamas jas iš darbo srities.

Metalinės antifrikcinės medžiagos

Metalinio pagrindo gaminiai sudaro didžiausią antifrikcinės grupės elementų asortimentą. Dauguma jų yra orientuoti į veikimą skysčio trinties režimu, tai yra tokiomis sąlygomis, kai guoliai nuo velenų atskirti plonu alyvos sluoksniu. Ir vis dėlto, sustabdžius ir paleidus įrenginį, neišvengiamai atsiranda vadinamasis ribinės trinties režimas, kuriame alyvos plėvelė gali būti sunaikinta veikiant aukštai temperatūrai. Metalines dalis, naudojamas guolių grupėse, galima suskirstyti į du tipus: elementus su minkštaisstruktūra ir tvirti įdėklai bei lydiniai su standžiu pagrindu ir minkštais įdėklais. Jei mes kalbame apie pirmąją grupę, tada babbitai, žalvaris ir bronzos lydiniai gali būti naudojami kaip antifrikcinės medžiagos. Dėl savo minkštos struktūros jie greitai įsigeria ir ilgą laiką išlaiko alyvos plėvelės savybes. Kita vertus, kietieji intarpai padidina mechaninių kontaktų su gretimais elementais atsparumą dilimui, pavyzdžiui, su tuo pačiu velenu.

Babbits yra lydinys iš švino arba alavo. Be to, siekiant pagerinti individualias savybes, į konstrukciją galima pridėti legiruojamųjų lydinių. Iš patobulintų savybių galima pastebėti atsparumą korozijai, kietumą, kietumą ir stiprumą. Vienų ar kitų charakteristikų pokytį lemia tai, kokios legiravimo medžiagos buvo naudojamos. Antifrikcinius babbitus galima modifikuoti kadmiu, nikeliu, variu, stibiu ir kt. Pavyzdžiui, standartiniame babbite yra apie 80 % alavo arba švino, 10 % stibio, o likusi dalis yra varis ir kadmis.

Švino lydiniai kaip trintį mažinanti priemonė

Pradinis antifrikcinių lydinių lygis yra švino babbitai. Įperkamumas lemia šios medžiagos veikimo specifiką – mažiausiai kritinėse darbo funkcijose. Švino pagrindas, palyginti su alavu, suteikia babbitams mažesnį mechaninį atsparumą ir mažą apsaugą nuo korozijos. Tiesa, net ir tokiuose lydiniuose neapsieina be alavo – gali ir jo turinyspasiekti 18 proc. Be to, į kompoziciją taip pat pridedamas vario komponentas, kuris apsaugo nuo segregacijos procesų – netolygaus skirtingų masių metalų pasiskirstymo gaminio tūryje.

Paprasčiausios švino medžiagos, pasižyminčios antifrikcinėmis savybėmis, pasižymi dideliu trapumu, todėl naudojamos mažesnėmis dinaminėmis apkrovomis sąlygomis. Visų pirma, bėgių mašinų, dyzelinių lokomotyvų ir sunkiųjų inžinerinių komponentų guoliai yra tikslinė niša, kurioje tokios medžiagos naudojamos. Antifrikciniai lydiniai, kuriuose naudojamas kalcis, gali būti vadinami švino lydinių modifikacija. Šiuo atveju pastebimos tokios savybės kaip didelis tankis ir mažas šilumos laidumas. Pagrindas taip pat yra švinas, tačiau didelėmis dalimis jį taip pat papildo natrio, kalcio ir stibio intarpai. Kalbant apie šios medžiagos silpnąsias vietas, jos apima oksidaciją, todėl nerekomenduojama jos naudoti chemiškai aktyvioje aplinkoje.

Kalbant bendrai apie babbitus, galime teigti, kad tai toli gražu nėra pats efektyviausias sprendimas trintį sumažinti, tačiau, kalbant apie savo savybių derinį, jis yra naudingas veikimo požiūriu. Tai medžiagos, kurių antifrikcines savybes galima išlyginti sumažinus atsparumą nuovargiui, o tai pablogina elemento veikimą. Tačiau kai kuriais atvejais stiprumo trūkumą kompensuoja plieninių arba ketaus korpusų įtraukimas į dizainą.

Bronzinių antifrikcinių lydinių savybės

Fizikinės ir cheminės bronzos savybėsyra organiškai derinami su antifrikciniams lydiniams keliamais reikalavimais. Visų pirma šis metalas suteikia pakankamai specifinio slėgio rodiklių, gebėjimo veikti esant smūgiinėms apkrovoms, dideliu guolio sukimosi greičiu ir tt Bet ir bronzos pasirinkimas tam tikroms funkcijoms priklausys nuo jo prekės ženklo. Tas pats formatas, skirtas įdėklų eksploatavimui esant smūginėms apkrovoms, yra priimtinas „BrOS30“prekės ženklui, tačiau nerekomenduojamas „BrAZh“. Bronzinių medžiagų klasėje taip pat yra skirtumų pagal mechanines savybes. Ši savybių grupė priklausys nuo sąsajos su grūdintais velenais pobūdžio ir nuo gnybto, kuris gali turėti papildomo grūdinimo, naudojimo. Ir vėl negalima kalbėti apie lydinio struktūros tvirtumą.

Bronziniai gaminiai taip pat gali būti alavo, žalvario, švino. Tuo pačiu metu, jei visi išvardyti metalai gali būti naudojami kaip babbito pagrindas, vario pagrindu pagamintos antifrikcinės medžiagos naudojamos itin retai. Šiuo atveju vario komponentas dažnai veikia kaip tas pats priedas, kurio kiekio santykis yra 2-3%. Alavo ir švino intarpų deriniai laikomi optimaliais. Jie užtikrina pakankamą lydinio, kaip antifrikcinio komponento, veikimą, nors dėl mechaninio stiprumo praranda kitas kompozicijas. Kombinuotos bronzos medžiagos naudojamos gaminant kietus guolius elektros varikliams, turbinoms, kompresorių blokams ir kitiems įrenginiams, kurie veikia esant aukštam slėgiui ir mažam slydimo greičiui.

Pudratrinties medžiagos

Tokios medžiagos naudojamos kompozicijose, skirtose vikšrinių transporto priemonių, automobilių, staklių, statybinių mechanizmų pavarų dėžėms ir stabdžiams. Gatavi produktai miltelinių komponentų pagrindu gaminami sektorių įdėklų, diskų ir trinkelių pavidalu. Tuo pačiu metu antifrikcinio tipo miltelinių lydinių pradinės medžiagos sudaromos pagal tą pačią nomenklatūrą, kaip ir trinties komponentų atveju - dažniausiai naudojama geležis ir varis, tačiau yra ir kitų derinių.

Pavyzdžiui, medžiagos, pagamintos iš aliuminio ir alavo bronzos, įskaitant grafitą ir šviną, efektyviai pasireiškia trinties sąlygomis, kai dalių slydimo greitis yra maždaug 50 m/s. Beje, kai guoliai veikia 5 m/s greičiu, metalo miltelių gaminius galima pakeisti metalo-plastiko žaliavomis. Tai jau yra antifrikcinė kompozicinė medžiaga, turinti lanksčią darbo struktūrą ir sumažintą stiprumą. Padidėjusių apkrovų sąlygomis naudingiausios yra medžiagos, pagamintos iš geležies ir vario. Kaip priedai naudojamas grafitas, silicio oksidas arba baris. Šių elementų veikimas galimas esant 300 MPa slėgiui ir slydimo greičiui iki 60 m/s.

Miltelinės antifrikcinės medžiagos

Antitrinties produktai taip pat gaminami iš miltelių žaliavų. Jie pasižymi dideliu atsparumu dilimui, mažu trinties koeficientu ir galimybe greitai įsibėgėti į veleną. Be to, antifrikcinės miltelių medžiagos turi nemažai privalumų, palyginti su trintį mažinančiais lydiniais. Pakanka pasakyti, kad jų atsparumas dilimui yra vidutiniškai didesnis nei tų pačių babbitų. Akyta struktūra, kurią sudaro miltelių pavidalo metalai, leidžia efektyviai impregnuoti tepalus.

Gamintojai turi galimybę formuoti įvairių formų galutinius produktus. Tai gali būti rėmo arba matricos dalys su tarpinėmis ertmėmis, užpildytomis kitomis suminkštintomis žaliavomis. Ir, priešingai, kai kuriose srityse labiau paklausios antifrikcinės miltelių medžiagos su minkštu rėmo pagrindu. Specialiuose koriuose pateikiami įvairaus sklaidos lygio kieti intarpai. Ši kokybė yra labai svarbi būtent atsižvelgiant į galimybę reguliuoti parametrus, lemiančius dalių trinties intensyvumą.

Antitrinties polimerinės medžiagos

Šiuolaikinės polimerinės žaliavos leidžia įgyti naujų techninių ir eksploatacinių savybių, kurios sumažina trintį. Kaip pagrindą galima naudoti tiek kompozicinius lydinius, tiek metalo-plastiko miltelius. Viena iš pagrindinių skiriamųjų tokių medžiagų savybių yra galimybė tolygiai paskirstyti priedus visoje konstrukcijoje, kurie vėliau atliks kieto tepalo funkciją. Grafitai, sulfidai, plastikai ir kiti junginiai yra pažymėti tokių medžiagų sąraše. Polimerinių ir antifrikcinių medžiagų darbinės savybės iš esmės susilieja pagrindiniame lygyje nenaudojant modifikatorių: tai yra mažas trinties koeficientas ir atsparumas chemiškai aktyvioms terpėms irgalimybė veikti vandens aplinkoje. Kalbant apie unikalias savybes, polimerai gali atlikti savo užduotis net ir nesutvirtindami specialiu tepalu.

Antitrinties medžiagų taikymas

Dauguma antifrikcinių elementų iš pradžių yra skirti naudoti guolių grupėse. Tarp jų yra dalys, skirtos padidinti atsparumą dilimui, ir komponentai, kurie pagerina slydimą. Mechaninėje inžinerijoje ir staklių gamyboje tokie gaminiai naudojami variklių, stūmoklių, movų, turbinų ir kt. gamyboje. Čia eksploatacinių medžiagų pagrindas yra slydimo guolių antifrikcinės medžiagos, kurios įvedamos į einamąsias ir stacionarias konstrukcijas. įranga.

Statybos pramonė taip pat negali išsiversti be trinties mažinimo funkcijos. Tokių dalių pagalba sutvirtinamos inžinerinės konstrukcijos, montavimo konstrukcijos ir mūro medžiagos. Tiesiant geležinkelius, jie naudojami montuojant riedmenų konstrukcinius elementus. Taip pat plačiai naudojamos polimerinės antifrikcinės medžiagos, kurios randa savo vietą, pavyzdžiui, kaip skriemulių, krumpliaračių, diržinių pavarų ir kt. jungiamoji konstrukcija.

Išvada

Užduotis sumažinti trintį tik iš pirmo žvilgsnio gali atrodyti antraeilė ir dažnai neprivaloma. Tepimo skysčių tobulinimas tikrai leidžia atsikratyti kai kurių mechanizmų nuo pagalbinių techninių elementų, mažinančių pagrindinės darbo grupės susidėvėjimą. Pereinamasis ryšys nuo klasikosbabbitt iki modifikuoto didelio efektyvumo lubrikanto galima vadinti antifrikcinėmis polimerinėmis medžiagomis, kurios pasižymi minkštesne struktūra ir universalumu darbo sąlygų požiūriu. Tačiau norint naudoti metalines dalis esant aukštam slėgiui ir fiziniam poveikiui, vis tiek reikia įtraukti kietojo kūno antifrikcinius įdėklus. Be to, ši medžiagų klasė ne tik netampa praeitimi, bet ir tobulėja gerinant stiprumo, kietumo ir mechaninio stabilumo charakteristikas.