Помогите определиться с маркой бронзы для втулок.

Рассматривая все модели подшипников и их отдельные разновидности, то можно отметить, что наибольшей популярностью на сегодняшний день пользуются бронзовые подшипники скольжения. Такую распространенность можно объяснить их принципом работы, поскольку они обеспечивают идеальную производительность всех узлов, с которыми они соприкасаются. При помощи бронзовых подшипников обеспечивается идеальный баланс, который значительно снижает трение элементов, что увеличивает их ресурс.

Подшипник скольжения изготавливается для промышленного производства и устанавливается в различной производственной технике: тракторах, самосвалах, кранах, буровых установках, а так же различных насосах. Это обусловлено высокой надежностью изделия, минимальным трением стенок и высокой теплопроводимостью. Качественный сплав бронзы значительно уменьшает шансы перегрева деталей и вероятность создания аварийной ситуации на производстве.

Для чего нужны подшипники качения?

Фиксирует положение в пространстве, обеспечивает вращение, качение

с наименьшим сопротивлением, воспринимает и передаёт нагрузку от подвижного узла на другие части конструкции. Опора с упорным
подшипником
называется подпятником.

Интересные материалы:

Сколько хранятся записи в гипермаркетах? Сколько хранятся записи звонков? Сколько хранятся жареные яйца в холодильнике? Сколько хранятся жареные мидии? Сколько хранить архив? Сколько хранить белые грибы в холодильнике? Сколько хранить красное вино? Сколько хранить охлажденную свинину? Сколько хранить оливковое масло в открытом виде? Сколько хранить открытый сыр?

Помогите определиться с маркой бронзы для втулок.

какой интересный у вас роботранклюкатор)) сам я специалист в бронзах не большой, помню только, что бронза и легирующими элементами не есть хорошо, не должна магнититься. вот что пишут компетентные люди:

список доступных и приемлемых по плавности хода (при слабой смазке) материалов с коэффициентами трения по стальному валу:

• Серый чугун – 0,15…0,2.
• Антифрикционный чугун – 0,12…0,15.
• Бронза – 0,1…0,15.
• Текстолит – 0,15…0,25.
• Полиамиды, капрон – 0,15…0,2.
• Нейлон – 0,1…0,2.
• Фторопласт без смазки – 0,04…0,06.
• Резина при смазке водой – 0,02…0,06.

Для втулок подшипников скольжения хорошо подходят оловянные фосфористые (БрОФ10-1) и цинковые (БрОЦС5-7-12, БрОЦС6-6-3) бронзы. Безоловянные бронзы (БрАЖ9-4, БрС30) лучше работают с гладко обработанными закаленными направляющими, поэтому в любом случае направляющие надо закалить до твердости 40…50 HRC и отполировать с шероховатостью Ra 0,63.Мало ли из чего в итоге нарежут втулки. Внутреннюю поверхность втулок полировать не надо, но шероховатость у нее должна быть не хуже Ra1,25.

Не будем забывать о том, что у нас кроме подшипниковых втулок есть еще бронзовые ходовые гайки. Там требования к материалу пожестче, но для нашего случая не намного. Имеет смысл унифицировать материал для ходовых гаек и втулок скольжения.

Что касается геометрии и зазоров, то тут вольностей лучше не допускать. Для обеспечения работоспособности нашего изделия при заданных точностях максимальный гарантированный зазор между втулкой и направляющей (диаметр 16 мм) должен быть порядка 0,034 мм, что соответствует ходовой посадке по 7-му квалитету (Н8/f7).

На практике, при штучном (не серийном) изготовлении поступают так. Сначала растачивают, запрессованные в корпусах втулки, с нужными допусками формы и расположения поверхностей, затем точно измеряют получившиеся отверстия, и только затем шлифуют направляющие до размера, обеспечивающего необходимый зазор. Потом все это дело маркируют, чтобы в дальнейшем не перепутать какие корпуса, по каким направляющим скользят.

Кроме зазора важный параметр подшипниковой втулки – ее длина. Вернее не длина, как таковая, а отношение длины к диаметру (l/d). Известно, что несущая способность подшипника пропорциональна квадрату отношения l/d. Учитывая положительное и отрицательное влияние l/d на несущую способность, чаще всего придерживаются средних значений l/d=0,8…1,2. При диаметре направляющей 16 мм диапазон длин втулок — 12,8…19.2 мм. Однако в нашей конструкции несущая способность подшипника заботит мало, нагрузки у нас небольшие. Больше заботит чувствительность втулки к перекосам. Очевидно, чем меньше отношение l/d, тем меньше эта чувствительность. Поэтому длину втулки лучше выбрать ближе к 13 мм, чем к 20.

И последнее замечание. Что делать если не получается выполнить все приведенные в этой главе рекомендации? Бросить это дело и не париться? Ну, почему же, просто надо быть готовым к тому, что в итоге качество изделия (станка) пострадает. Только и всего. А вдруг не пострадает? Пострадает, пострадает, вопрос в том насколько? А вот это с точностью никто не скажет. Вопрос типа: «А что будет, если бронзу заменить латунью, или вообще сделать пару скольжения — сталь по стали?» — не имеет смысла. Попробуйте, сделайте, потом расскажете. Ясно одно – будет хуже. Кстати, в неответственных направляющих невысокой точности пара скольжения сталь–сталь допускается, при этом детали пары должны иметь разную твердость, например, направляющая закаленная, а втулка, наоборот, отпущенная.

первоисточник:

https://www.texnologia.ru/article/cnc_mechanics.html#d517

Отличия бронзы от латуни

Латунь и бронза имеют различный химический состав и свойства, но внешний вид этих сплавов практически идентичен. Обычному человеку, не задействованному в промышленном производстве сплавов, отличить бронзу от латуни очень тяжело. Поэтому стоит разобраться, какие свойства характерны этим сплавам, в чем их отличия, и как определить из какого сплава изготовлен покупаемый предмет.

Отличия бронзы и латуни

Свойства бронзы и латуни

Бронза и латунь – это металлические сплавы, которые производятся на основе меди. Разница между ними заключается в основном легирующем материале. Это влияет на физические и химические свойства этих сплавов. Соответственно состав бронзы и латуни напрямую влияет на сферы применения этих материалов.

Бронза – это сплав на основе меди с добавлением таких легирующих материалов как олово, бериллий, кремний, алюминий и свинец. Также могут применяться другие компоненты, например, цинк или никель. В таком случае сплав называется шпиатр, он значительно дешевле, но также и уступает по физическим характеристикам.

Внешний вид бронзы

Существует несколько типов бронзовых сплавов, которые отличаются в зависимости от основного легирующего компонента. На сегодняшний день выделяют:

• оловянную;
• бериллиевую;
• кремниевую;
• алюминиевую.

Также существует классификация в зависимости от наличия в составе олова. Исходя из этого выделяют оловянную бронзу – сплав меди и олова, и безоловянную. Также существует мышьяковый тип, но на сегодняшний день он не применяется в производстве.

Латунь представляет собой сплав меди и цинка, с возможным содержанием других компонентов: никель, свинец, олово, железо, марганец и других. Данный сплав известен с древних времен. Скорее всего, он был разработан римлянами, которые сплавляли медь с цинковой рудой. Цинк в чистом виде начали применять только в конце XVII века в Англии.

Латунь похожа на золото, из-за чего она часто использовалась для подделки золотых монет.

Благодаря мелкозернистой структуре, ее широко применяют в промышленности. На сегодняшний день стало популярным производство биметалла сталь-латунь. Готовый материал обладает повышенной устойчивостью к коррозии и физическому износу. При этом такой сплав довольно пластичный и легко поддается литью и физическими изгибу.

Внешний вид латуни

Существует разновидность под названием томпак, который применяется в художественном литье, изготовлении фурнитуры и знаков отличия.

Основные отличия сплавов

Несмотря на схожий внешний вид из-за использования меди в качестве основы, бронза и латунь имеют определенные отличия, что обосновывается добавлением олова и цинка. Благодаря этому сфера применения обоих материалов довольно широка и разнообразна.

Бронза довольно часто используется скульпторами. Она отлично подходит для производства памятников, скульптур, бюстов, оград и других художественных изделий. Она может сотни лет стоять, не изменяя формы и структуры. Латунь для таких целей используется довольно редко, что связано с высокой пластичностью этого сплава, которая негативно влияет на долговечность и износостойкость скульптур.

Латунь и бронза

Из-за своих свойств, одним из которых является устойчивость к соленой морской воде, бронза раньше широко использовалась в морском деле. Чтобы латунь обрела такое же свойство, необходимо добавить такие легирующие компоненты, как алюминий, олово или свинец.

Несмотря на внешнюю схожесть, имеются небольшие различия между бронзой и латунью, которые можно рассмотреть невооруженным глазом. Следует выделить основное – отличие бронзы и латуни по цвету. Бронза имеет темно-коричневый оттенок, латунь в свою очередь светлее, напоминая золото из-за желтоватого оттенка.

Следует выделить основные отличия этих двух сплавов:

1. Бронза производится способом сплавления меди и олова, с возможным добавлением различных примесей. Латунь получают путем производства сплава меди и цинка, но также, как и бронза, она может иметь в составе дополнительные компоненты.
2. Бронза отличается крупнозернистой структурой, латунь, в свою очередь, мелкозернистая и довольно гладкая. Увидеть структуру можно рассмотрев металлические изделия на изломе.
3. Бронза имеет темно-коричневый оттенок, латунь – желтоватый.
4. Бронза устойчива к воздействию агрессивной внешней среды, латунь же может разрушаться даже под воздействием морской воды. В этом заключается разнообразие сфер применения сплавов.
5. Изделия из бронзы намного прочнее и тяжелее латунных, а также отличаются повышенной износостойкостью.
6. Благодаря своим свойствам, в промышленности бронза используется намного чаще, но латунь применяется в составе биметалла сталь-латунь, свойства которого превышают свойства бронзы.

Несмотря на многие отличия, определить в быту из какого сплава изготовлено изделие довольно сложно, но воспользовавшись несколькими методами можно справиться с этой задачей.

Как отличить латунь от бронзы в домашних условиях

Очень часто при покупке старой мебели, статуэток и других предметов возникает дилемма, из какого материала они изготовлены. На первый взгляд они ничем не отличаются, но при более детальном рассмотрении и использовании нескольких методов определения можно точно определить тип сплава.

На сегодняшний день существует несколько способов как отличить латунь и бронзу в домашних условиях:

1. Определение на глаз. Для этого нужно иметь изделия из двух сплавов, чтобы можно было сравнить их. Взяв их в руки можно четко определить, что бронза намного тяжелее латуни. При хорошем освещении и чистой поверхности можно детально рассмотреть цвет поверхности. Бронза гораздо темнее, а латунь желтее.
2. Если вы имеете несколько идентичных предметов невысокой стоимости, можно повредить один из них. С бронзой сделать это тяжелее, так как она значительно прочнее. Разломав предмет следует взглянуть на излом. Латунь имеет мелкозернистую и гладкую структуру.
3. Наиболее достоверный способ отличия – это воздействие реактивами. Но для этого нужно иметь определенное оборудование, опыт работы с реактивами и азотную кислоту.

Для начала нужно сделать немного металлической стружки, затем поместить ее в отдельные пробирки и залить 50% раствором. После растворения большей части, пробирки нужно нагреть. Жидкость с латунью останется прозрачной, а в жидкости с бронзой появиться белый осадок олова.

При отсутствии реактивов, можно воспользоваться раствором морской соли, поместив в нее стружку. Бронзовая стружка никак не изменится, а латунная поменяет внешний вид.

Также можно просто посмотреть на предмет. Если старый предмет не поддался изменениям и разрушению после многих лет, то это скорее всего бронза, так как она намного устойчивее к внешнему воздействию и менее подвержена износу.

, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Сфера применения бронзовых подшипников

Популярность данных агрегатов обусловлена их высокой стойкостью к поступательным движениям (фрикциям), а так же коррозии, механическому воздействию и веществам, которые отличаются токсичным составом.

Подшипники из латуни имеют следующие характеристики:

1. Вкладыш из антифрикционного материала;
2. Зазор с валом;
3. Корпус самого устройства.

Бронзовые втулки имеют такие значительные отличительные особенности благодаря использованию в производстве других металлов. В качестве добавок применяется олово, свинец, железо, алюминий, а так же фосфор и цинк. Благодаря относительно мягкой поверхности, ее стороны, соприкасаясь с другими элементами деталей, не деформируются.

Сфера применения подшипника напрямую зависит от того, какой сплав применяется в его производстве. Например, втулки, имеющие в сплаве элементы фосфора, встречаются в производстве, где на механизмы оказывается большое давление. Это могут быть различного рода генераторы, мощные двигатели и реакторы. При добавлении в сплав железа, бронзовая втулка может выдерживать большие перепады температуры и физическое воздействие. Она обладает большой стойкостью к ударам и внутреннему давлению системы. Наличие таких подшипников из бронзы можно обнаружить в двигателях.

Резюмируя, можно выделить основные направления, в которых встречается бронзовый подшипник, это могут быть:

1. Машинные валы, которые работают, как с ударными, так и вибрационными нагрузками. Сюда входят двигатели внутреннего сгорания, буровые машины;
2. Коленчатые валы. В том случае, когда требуется разъемная втулка;
3. Валы, имеющие большой диаметр от 1 метра;
4. Устройства, которые работают с большой скоростью вращения. В таком случае использование механизмов качения невозможно ввиду их малого ресурса. Подшипники, отвечающие за скольжение, подходят в данном вопросе лучше всего;
5. Сферы, которые требуют высокой точности в работе от втулки. Это могут быть различного рода станки;
6. Отрасли с агрессивной окружающей средой, либо, напротив, места, где важна тихая работа устройства.

Латунь или бронза что лучше для втулок

Бронза и латунь имеют очень большое внешнее сходство. Однако по своему химическому составу и характеристикам они существенно различаются.

Металлургическая промышленность четко разграничивает один сплав от другого.

А вот в бытовых условиях покупателю бывает очень трудно разобраться в этом, особенно когда приобретается достаточно дорогая бронзовая вещь. Поэтому крайне важно знать, как отличить бронзу от латуни.

Характеристика металлов

Бронза – это сплав меди и олова, кремния, бериллия, алюминия, свинца и других элементов. Однако только олово довольно часто применяют для того, чтобы получить качественную бронзу. Также существуют сплавы, в которых используется никель и/или цинк. Называются они шпиатр и представляют собой дешевый аналог бронзы.

В зависимости от того, какой металл присутствует в сплаве, различают бронзу:

• оловянную;
• бериллиевую;
• алюминиевую;
• кремниевую.

Благодаря такой разновидности материал делится на две большие группы – оловянную и безоловянную. Ранее существовала также мышьяковистая бронза, но широкого распространения она не получила.

Латунь также является сплавом, но здесь в качестве основного элемента выступает цинк в сочетании с медью, в который иногда могут добавлять никель, олово, свинец, марганец, железо или другие элементы. Уже в Древнем Риме были известны способы получения этого сплава.

Римляне научились плавить медь с цинковой рудой. Только лишь в 1781 году в Англии для получения латуни стал использоваться цинк в чистом виде.

В девятнадцатом веке благодаря особому цвету этот металл стал использоваться в качестве поддельного золота и это довольно быстро распространилось на многие страны.

В настоящее время такой сплав используют для того, чтобы получить биметалл сталь-латунь. Он обладает устойчивостью к образованию коррозии и истиранию, а также является довольно пластичным. Помимо того, что латунь используется в промышленности, ее разновидность, называемая томпак, довольно часто применяют для изготовления фурнитуры, художественных изделий и знаков отличия.

Сравнение двух металлов

Как было упомянуто выше, чтобы получить бронзу и латунь используется медь. Однако ее сочетание с оловом или цинком способствует получению сплавов, которые обладают различными свойствами и используются в различных областях.

Например, бронза считается материалом, который любят использовать скульпторы для изготовления бюстов, оград, памятников и других решений, требующих долговечности и красоты.

Латунь для таких целей практически не используют, ее лишь изредка применяют того, чтобы создать какие-либо художественные изделия.

Причина – в пластичности металла, он изнашивается довольно быстро, в то время как бронзовые памятники могут стоять веками.

Интересен тот факт, что бронзовые изделия с древних времен применяются в морском деле. Они замечательно выдерживают негативное воздействие соленой воды, тогда как латунь в чистом виде совершенно на это не способна. Чтобы добиться определенных свойств, требуется легирование алюминием, свинцом или оловом.

Внешний вид этих сплавов также немного отличается. Бронза обладает крупнозернистой структурой темно-коричневого цвета. Латунь же гораздо светлее, из-за своей характерной желтизны напоминает золото, а структура ее мелкозернистая.

Кроме того, оба сплава подразделяются на разные группы:

• латунь бывает двухкомпонентной и многокомпонентной;
• бронза – оловянной и безоловянной.

Отличие двух металлов

Разница между двумя этими сплавами заключается в следующем:

• Бронзу получают при сплавлении меди с оловом. Кроме того, этот сплав имеет в своем составе примеси таких металлов, как свинец, алюминий, бериллий, кремний и др. Латунь получается при сплавлении меди с цинком. Также в этот сплав добавляют железо, никель, марганец, свинец и др.
• Бронза является металлом темно-коричневого цвета с крупнозернистой структурой, тогда как латунь обладает желтым цветом, она довольно гладкая и мелкозернистая.
• Взаимодействуя с морской водой, бронзовые изделия совершенно не портятся, а вот латунные могут пострадать. Такое свойство сплавов учитывают при строительстве кораблей и изготовлении разнообразных рыболовных принадлежностей.
• Бронза делится на оловянную и безоловянную группу, а ее оппонент – на двухкомпонентную и многокомпонентную.
• Бронзовые изделия гораздо прочнее латунных и они гораздо устойчивее к износу.
• Бронза часто используется для изготовления оград, памятников и разнообразных металлических украшений интерьера. Латунь также применяется для изготовления различных украшений и элементов декора, но достаточно редко. Зато она используется для создания стали-латуни – довольно практичного биметалла, несклонного к образованию ржавчины.

Таким образом, бронзу от латуни отличить не так-то просто. В домашних условиях сделать это непросто, но возможно. Необходимо лишь внимательно рассмотреть оба сплава, которые находятся в одном месте. Если взять их в руки, то бронза будет гораздо тяжелее латуни, а цветом она гораздо темнее.

• Виталий Данилович Орлов
• Распечатать

Как различать латунь и бронзу — проверенные способы

Если идентифицировать чистую медь от ее сплавов – задача вполне посильная в домашних условиях, то уловить отличия между латунью и бронзой достаточно сложно. Основная причина тому – существование множества марок указанных соединений.

Например, латунь представляет сплав меди с цинком в качестве базового легирующего компонента. Но содержание Zn в соединении изменяется в широком диапазоне величин: 4 – 45%.

Естественно, что высокомедная латунь марки Л96 будет существенно отличаться от Л59-1.

Латунные шайбы марки Л96

Ситуация с бронзой даже более сложная. Это сплав на базе с оловом, а также прочих элементов, включая неметаллические (отличать от латуни сложно). Альтернативно, существует безоловянная бронза.

В подобных соединениях основной легирующей добавкой выступают: алюминий, бериллий, марганец, кремний или магний.

Результат – существование значительных различий в химическом составе металлических сплавов усложняет отождествление даже латуней или бронз между собой.

Втулки из безоловянной бронзы, марки БрА9Ж3

Как видно из 2-х верхних фотографий с изображениями деталей из латуни и бронзы — различить эти 2 металла (сплава) визуально практически невозможно, это по силам, пожалуй, лишь специалисту проработавшему всю жизнь с этими сплавами меди.

Единственный верный способ определить тип соединения остается спектральный анализ, с помощью анализатора, который помогает различать разные металлы и сплавы. Представленные далее методики отличия бронзы от латуни в домашних условиях следует воспринимать достаточно осторожно. Помните! Ни один из способов не дает гарантированного результата.

Смотрите схожие статьи:

Визуальный подход

Сплавы, обладающие высоким содержанием основного легирующего компонента, вполне доступно распознать по окраске. Методика, как визуально отличить латунь от бронзы состоит в следующем:

1. Латунь (brass) – сплав с высоким содержанием цинка. Это обуславливает смещение цвета соединения от розово-красного оттенка чистой меди к золотисто-желтым тонам. Можно уверенно сказать, что окрас латуни ближе к золоту. Хотя лом латуни бывает в разном виде и разном состоянии и тут «глазами» уж точно непросто определить, тоже касается и лома бронзы.
2. Бронза (bronze). Количественное содержание в составе сплава олова обуславливает цвет соединения. Бронза с максимальным вхождением Sn на уровне 33%, характеризуется серебристо-белым цветом. Сплав, содержащий от 90% меди, заимствует и ее окрас – ближе к коричнево-красным тонам.

Поскольку на практике, соединения с высоким вхождением олова встречаются редко, то можно доверять следующему правилу. Латунь – золотисто-желтый оттенок, бронза – красноватый.

Чистая физика

Плотности медных сплавов – следующий критерий как отличить латунь от бронзы. Однако бытующее мнение, что весы дадут однозначный ответ, неверно. Подтверждение тому предоставляют плотности соединений:

• латунный прокат – 8.4 – 8.7;
• желтая латунь – 8.43;
• бронза – 7.4 – 8.9.

Все величины приведены в г/куб.см. Как видно, вес бронзы, аналогично цвету, сильно зависит от содержания олова. При его вхождении на уровне 8% — плотность соединения минимальна и ниже аналога у латуни.

Повышение содержания олова, приводит к утяжелению сплава. Результат, такая бронза весит больше латуни. Поэтому, использовать массу, как отличительный критерий медных сплавов, на практике не рекомендуется.

Особенности конструкции

Втулка скольжения представляет собой вставку в виде трубчатой шины, которая размещается между валом и гнездом в корпусе детали и имеет цилиндрическую форму. Также есть модели в виде цилиндра с фланцем. Необслуживаемые изделия (с возможностью функционирования без смазки), обладают простотой в монтаже и обслуживании.

Втулка имеет осевое отверстие, в которое входит тело вращения (ось, цапфа), посаженное с зазором. Внешней цилиндрической поверхностью втулка запрессовывается в корпусную деталь. На втулке выполнен буртик или фланец для фиксации втулки в определенном положении до упора.

Материалы изготовления

Полностью либо частично втулки скольжения состоят из антифрикционных материалов, позволяющих максимально снизить коэффициент трения.

Существуют втулки цельной или многокомпонентной конструкции. Выполняются из стали, полимеров (пластика), бронзы и чугуна. Встречаются варианты с отверстиями для подачи смазочного материала (обслуживаемые) и без него (необслуживаемые).

Ассортимент товаров

Широкий диапазон технических характеристик устройств скольжения, доступных на рынке, достаточно широк и способен удовлетворить практически любые требования потребителя.

В ассортименте интернет-магазина промышленного оборудования “Промышленная Автоматизация” имеется большой выбор разнообразных втулок сухого скольжения нескольких серий:

Втулки скольжения с бронзово-графитовым покрытием ISB серии BG1.

Обслуживаемые устройства. Выполнены с отверстиями для подачи смазочного материала. Материал корпуса — латунь. Покрытие — бронза\графит.

Область применения — металлургия, машины для горнорудной промышленности, судостроительная промышленность, гидротурбины, сфера с коррозионными агентами или иными химическими веществами.

Втулки скольжения с бронзово-графитовым покрытием ISB серии BG2.

Обслуживаемые устройства. Выполнены с отверстиями для подачи смазочного материала. Материал корпуса — латунь. Покрытие — бронза\графит.

Область применения — металлургия, машины для горнорудной промышленности, судостроительная промышленность, гидротурбины, сфера с коррозионными агентами или иными химическими веществами.

Втулки скольжения с бронзовым покрытием ISB серии SF1.

Цельная необслуживаемая конструкция. Рабочая температура эксплуатации от -195 до +280 °С.

Область применения — гидравлические транспортные средства, автомобили, мотоциклы, сельскохозяйственные и текстильные машины, гимнастическое оборудование.

Втулки скольжения с бронзовым покрытием ISB серии SF2.

Обслуживаемые устройства. Выполнены с отверстиями для подачи смазочного материала. Материал корпуса — сталь.

Покрытие — бронза. Рабочая температура от -40 до +130 °С.

Область применения: горнорудная промышленность и металлургия, печатные машины, гидроэлектрические станки, станки для холодной прокатки стали и др.

Втулки скольжения спеченные бронзовые ISB серии BNZ.

Цельная необслуживаемая конструкция. Материал корпуса — спеченная бронза. Рабочая температура от -80 до +160 °С.

Область применения: электрические машины, ткацкие станки, офисное оборудование, химическая и автомобильная промышленности.

Втулки скольжения спеченные бронзовые ISB серии BNZF с фланцем.

Цельная необслуживаемая конструкция. Материал корпуса — спеченная бронза. Рабочая температура от -80 до +160 °С.

Область применения: электрические машины, ткацкие станки, офисное оборудование, химическая и автомобильная промышленности.

Методы производства бронзовых подшипников: литье и резание

Основные методы изготовления таких деталей, на сегодняшний день, считаются – резание, литье в кокиль и центробежное льтье. Использование каждого подхода в той или иной мере влияет на плотность изделия и его рабочие характеристики. Наиболее эффективным является метод центробежного литья. Больше половины производителей применяют его в своем производстве.

Его отличительной особенностью является момент изготовления детали – необходимый сплав помещают в подготовленную форму, которая находится в постоянном движении и вращается вокруг своей оси, таким образом, кристаллизация изделия проходит под высоким давлением. Это позволяет делать материал, который не требует дополнительной обработки, что значительно снижает стоимость производства.

Подшипники из латуни, которые изготавливаются методом литья в кокиль, значительно отличаются. Для того чтобы получить готовую продукцию, используют специальную трансформирующуюся форму. После того, как сплав застынет, кокиль разбирается, и из него достают готовый элемент. Такой способ уступает предыдущему в конечном качестве продукта – изделие не имеет той же прочности и плотности, при этом требует дополнительной обработки. Таким образом, это увеличивает конечную себестоимость изделия.

Однако вне зависимости от того, какой метод использовался в производстве, такие детали имеют массу преимуществ:

1. Хорошую работоспособность, несмотря на небольшие габариты и вес;
2. Высокую прочность и стойкость к вибрациям;
3. Легкость установки и низкую стоимость продукта.

Опоры скольжения – материалы, виды смазки, типы трения

Первым элементом пары трения обычно является стальной вал. Цапфа вала под используемые подшипники скольжения должна быть обработана с чистотой Ra 0,8…1,6, иметь точные геометрические размеры, допуск выбранной посадки с зазором, повышенную твердость. Обычно цапфа подвергается закалке с последующим шлифованием, иногда, в менее ответственных случаях нормализации. Ряд сталей, например, нержавейка 12Х18Н10Т не калятся. В таких случаях достаточно высокой чистоты поверхности и размерной точности.

Подшипник скольжения втулка, которого выполняется из антифрикционного материала, может проектироваться самостоятельно или в соответствие с существующими стандартами. Недорогой, но эффективный материал втулок, вкладышей – серый или антифрикционный чугун. Его используют при окружных скоростях меньших пяти метров за секунду. Чугун хорошо обрабатывается, прочный, обеспечивает малое трение, но является хрупким, боится ударов, прирабатывается хуже бронзы. Вкладыши чугунные для корпусов разъемных выполняют по ГОСТ 11611-82. Антифрикционные чугуны АСЧ1, АСЧ2, АСЧ4, АСЧ5 должны работать с нормализованными либо закаленными валами. Чугуны АСЧ3, АСЧ6 рассчитаны на незакаленные валы.

Чаще всего используют бронзовые втулки скольжения. Они выдерживают удельную нагрузку до пятнадцати МПа и хорошо работают при окружной скорости валов до десяти м/с. Оптимальным сочетанием свойств для изготовления опор скольжения обладают свинцово-оловянистые бронзы ОЦС 5-5-5, ОЦС 6-3-3, О10Ц2, а для повышенных нагрузок ОС10-10.

Бронза ОС5-25 используется в качестве внутреннего слоя биметаллических втулок с наружным слоем из стали 20 по ГОСТ 24832-81. В пищевой промышленности для подшипников скольжении рекомендована алюминиево-железистая бронза АЖ 9-4, допущенная к контактам с продуктами.

Сочетание высокой прочности и отличных антифрикционных свойств демонстрируют би и триметаллические втулки с наружной стальной оболочкой и внутренними слоями из алюминиевых, медных сплавов, фторопласта.

Чрезвычайно малое трение обеспечивают баббиты Б83, Б88. Но из-за невысокой прочности их обычно заливают во вкладыши из бронзы, или чугуна.

Спекаемые втулки скольжения изготавливаются по ГОСТ 24833-81. Вкладыши металлокерамические длительное время не нуждаются в смазке.

При невысокой нагрузке, малой окружной скорости рациональным будет применение втулок из фторопласта, капролона, нейлона не нуждающихся в смазке. А текстолит, дерево, резину можно смазывать водой. При больших усилиях применяют втулки со стальной обоймой и внутренним слоем фторопласта.

Оптимальный вариант – жидкостное трение, при котором вращающийся вал создает масляный клин, полностью разделяющий его с подшипниковой втулкой. Оно гарантирует наименьший коэффициент трения в пределах 0,001…0,005. Условия создания масляного клина – необходимое соотношение оборотов вала, зазора в соединении, эксцентриситета вала, вязкости и количества поступающего масла.

Чаще всего реализуется полужидкостное трение, при котором большая, но не вся поверхность контакта покрыта масляной пленкой. В этих условиях коэффициент трения составит 0,008…0,08.

Сухое либо граничное трение создается при недостатке, отсутствии смазочного масла. Для пары металл-металл коэффициент трения в этом случае равен 0,1…0,5.

При недостаточности смазки для стального вала коэффициент трения:

• во втулке из серого чугуна либо пластмассы 0,15…0,2;
• чугун антифрикционный или бронзовые втулки скольжения 0,1…0,15;
• во вкладыше из баббита 0,06…0,1.

Смазка значительно снижает коэффициент трения, способствует отводу тепла, предотвращает заклинивание, износ контактных поверхностей. Для подшипников скольжения используются жидкая, пластичная, твердая смазки.

В качестве жидких смазок применяются минеральные, синтетические масла, даже вода для пары трения сталь-текстолит. Индустриальное масло И5А по ГОСТ 20799-88 используют для окружных скоростей контактной поверхности вала 4,5…6 м/с, И8А – 3…4,5 м/с, И12А – не выше 3 м/с, И20А, И30А, И40А при меньших скоростях. Минеральное масло CRUCOLAN22 успешно работает при -20…+100 градусах. Углеводородные синтетические масла имеют больший температурный интервал для Kluber-SummitSH32 от-45 и до 140 градусов.

Специальные смазки, имеющие разрешение на контакт с пищевыми средами используют в медицинском, пищевом оборудовании, например, Kluber-SummitHySyn FG-32. Для подачи смазки часто применяют централизованные системы с насосом. На выходе из подшипника температура смазки не должна быть более 65 градусов. Более высокие значения означают загрязнение, недостаток смазки, малый зазор, неудачную подгонку вкладыша.

Подшипники скольжения часто смазывают пластическими смазками. В основном их получают добавкой к жидким маслам особых загустителей. Пластические смазки не требуют сложных систем подач. Достаточно установить в точки смазки масленки. Они не нуждаются в частой замене, снижают эксплуатационные расходы, эффективны. Но их сложно удалять.

Среди наиболее распространенных пластических смазок:

• углеводородные с температурой до 50…60 градусов;
• солидолы (кальциевые гидратированные смазки) по ГОСТ4366-76 с рабочими температурами начиная с -20 и до 65 градусов;
• работоспособные до 110 градусов натриевые смазки;
• литиевые смазки, например, Molikote BR2 plus с диапазоном до 130 градусов.

Твердые смазки применяют при особо низких или высоких температурах, в вакуумной технике, в пищевых производствах. Наиболее распространенные смазки твердые – дисульфид молибдена, а также графит или дисульфид вольфрама, нитрид бора. Оптимальная толщина слоя такой смазки 5…25 мкм. На основе дисульфида молибдена изготавливают самосмазывающиеся металлокерамические вкладыши. Не требуют смазки также фторопластовые, металлофторопластовые втулки.

При сверхвысоких скоростях и небольших нагрузках в качестве смазки используется газ. Но реализация газовой смазки требует очень сложной конструкции узла.

Баббит

Сложные антифрикционные белые сплавы, объединенные под этим общим названием, весьма различны по своему химическому составу и физико-механическим свойствам, но все они характеризуются мягкой основой из олова или свинца с твердыми зернами сплавов сурьмы, меди, щелочных металлов и пр. Мягкая основа обеспечивает хорошую прирабатываемосто подшипника к валу, а твердые зерна повышают износоустойчивость. По антифрикционным свойствам баббит превосходит все остальные антифрикционные сплавы, но по механической прочности он значительно уступает бронзе и чугуну, поэтому баббит применяют только для покрытия рабочей поверхности вкладыша тонким слоем, предохраняющим от заседания и повышенного износа при пуске и останова машины.

Бронза для вкладышей подшипников скольжения

второе условие связано с ограничением нагрева: произведение величины р
на скорость скольжения
v
не должно превышать значения:

pv

< [
pv
] . (9.17)

Здесь р

– в МПа (соответствует численно Н/мм2); нагрузка на подшипник
F
— в Н; проекция опорной поверхности на плоскость, перпендикулярную вектору
F, А
— в мм2. Значения [
p
] и [
pv
] приведены в табл. 9.26 и 9.27.

Опорная поверхность кpyглоцилиндрических подшипников, несущих радиальную нагрузку (рис. 9.51,а

; 9.52 и 9.53),
А = bd;
средние значения
b
= (0,5¸l,2)
d.
При больших зна­чениях
b
вкладыши надо выполнять самоустанавливающимися.

Опорная поверхность подшипника, несущего осевую нагрузку (рис. 9.51, б

)

При проверке кольцевой опорной поверхности по фактору pv

определяют среднюю скорость скольжения
v
cp на приведенном радиусе пяты

Вкладыш подшипника, нагружаемого радиальной и осевой силами, выполняют с буртиком (рис. 9.54) толщиной s

= 0,03
d
+ (1¸3) мм; высота буртика
Н =
1,2
d
+ (3¸5) мм.

Посадка вкладыша в корпус – с натягом: сопряжение с валом – с зазором:
Для предотвращения проворачивания вкладыша ставят закрепительную втулку или штифт (рис. 9.55) диаметром d

1 » 0,2
d
и длиной
l
» 0,3
d
. Диаметр болтов или шпилек, крепящих крышку подшипника,
d
2 » 0,3
d,
но не меньше М 10 во избежание повреждения резьбы при нерегулируемой затяжке гайки.

Пример. Рассчитать подшипник скольжения вала червячного колеса редуктора (рис. 9.56); радиальная нагрузка на подшипник Fr =

11 кН, осевая
Fa =
4,4 кН, диа­метр цапфы вала
d
= 80 мм, частота вра­щения
п
=115 об/мин.

Решение. Принимаем ширину вкладыша b0

= 0,8
d
= 0,8 × 80 = 64 мм; учитывая фаски, примем рабочую ширину вкладыша
b
= 60 мм: для определения скорости скольже­ния вычисляем предварительно угловую скорость вала

Скорость скольжения v =

0,5w
d
= 0,5 . 12 . 80 . 10-3 = 0,48 м/с.

Среднее давление на рабочую поверхность вкладыша

Произведение

По табл. 9.27 выбираем материал для вкладыша — антифрикционный чугун АЧС-1, для которого при v =

2м/с имеем

при v

= 0,2 м/с имеем [
р
] = 9 МПа; [
pv
] = 1,8 МПа . м/с.

Для вычисленной выше скорости скольжения v

= 0,48 м/с находим методом интерполирования значение [
рv
] = 1,54 МПа . м/с, следовательно,

Условия (9.16) и (9.17) выполнены.

Осевая сила Fa =

4,4 кН воспринимается торцовой поверх­ностью вкладыша. Принимаем толщину вкладыша
s
= 0,3
d
(1¸3) мм = 0,03 • 80 + 2,6 мм = 5 мм; высота бурти­ка
H
= 1,2
s
+ (3¸5) мм = 1,2 • 5 + 4 = 10 мм.

Наружный диаметр буртика D = d

+ 2Н = 80 + 2 . 10 = 100 мм.

Внутренний диаметр кольцевой торцовой поверхности вкла­дыша определяем с учетом радиуса галтели r = 2 мм d

0 =
d +
2r = 80 + 2 • 2 = 84 мм.

Опорная поверхность торца A

т = 0,25p (
D2 — d
20) = 0,25 х 3,14 (1002 — 842) = 2300 мм2; среднее давление

Приведенный радиус торцовой поверхности по формуле (9.18)

Скорость скольжения на приведеном радиусе

Следовательно,

Методом интерполирования находим при v

т = 0,54 м/с значение [
pv
] = 1,48 МПа . м/с, следовательно,

Для торцовой поверхности вкладыша условия р

£ [
р
] и
pv
£ [
pv
] также выполнены.

ГЛАВА X

второе условие связано с ограничением нагрева: произведение величины р

на скорость скольжения
v
не должно превышать значения:

pv

< [
pv
] . (9.17)

Здесь р

– в МПа (соответствует численно Н/мм2); нагрузка на подшипник
F
— в Н; проекция опорной поверхности на плоскость, перпендикулярную вектору
F, А
— в мм2. Значения [
p
] и [
pv
] приведены в табл. 9.26 и 9.27.

Опорная поверхность кpyглоцилиндрических подшипников, несущих радиальную нагрузку (рис. 9.51,а

; 9.52 и 9.53),
А = bd;
средние значения
b
= (0,5¸l,2)
d.
При больших зна­чениях
b
вкладыши надо выполнять самоустанавливающимися.

Опорная поверхность подшипника, несущего осевую нагрузку (рис. 9.51, б

)

При проверке кольцевой опорной поверхности по фактору pv

определяют среднюю скорость скольжения
v
cp на приведенном радиусе пяты

Вкладыш подшипника, нагружаемого радиальной и осевой силами, выполняют с буртиком (рис. 9.54) толщиной s

= 0,03
d
+ (1¸3) мм; высота буртика
Н =
1,2
d
+ (3¸5) мм.
Посадка вкладыша в корпус – с натягом: сопряжение с валом – с зазором:
Для предотвращения проворачивания вкладыша ставят закрепительную втулку или штифт (рис. 9.55) диаметром d

1 » 0,2
d
и длиной
l
» 0,3
d
. Диаметр болтов или шпилек, крепящих крышку подшипника,
d
2 » 0,3
d,
но не меньше М 10 во избежание повреждения резьбы при нерегулируемой затяжке гайки.

Пример. Рассчитать подшипник скольжения вала червячного колеса редуктора (рис. 9.56); радиальная нагрузка на подшипник Fr =

11 кН, осевая
Fa =
4,4 кН, диа­метр цапфы вала
d
= 80 мм, частота вра­щения
п
=115 об/мин.

Решение. Принимаем ширину вкладыша b0

= 0,8
d
= 0,8 × 80 = 64 мм; учитывая фаски, примем рабочую ширину вкладыша
b
= 60 мм: для определения скорости скольже­ния вычисляем предварительно угловую скорость вала

Скорость скольжения v =

0,5w
d
= 0,5 . 12 . 80 . 10-3 = 0,48 м/с.

Среднее давление на рабочую поверхность вкладыша

Произведение

По табл. 9.27 выбираем материал для вкладыша — антифрикционный чугун АЧС-1, для которого при v =

2м/с имеем

при v

= 0,2 м/с имеем [
р
] = 9 МПа; [
pv
] = 1,8 МПа . м/с.

Для вычисленной выше скорости скольжения v

= 0,48 м/с находим методом интерполирования значение [
рv
] = 1,54 МПа . м/с, следовательно,

Условия (9.16) и (9.17) выполнены.

Осевая сила Fa =

4,4 кН воспринимается торцовой поверх­ностью вкладыша. Принимаем толщину вкладыша
s
= 0,3
d
(1¸3) мм = 0,03 • 80 + 2,6 мм = 5 мм; высота бурти­ка
H
= 1,2
s
+ (3¸5) мм = 1,2 • 5 + 4 = 10 мм.

Наружный диаметр буртика D = d

+ 2Н = 80 + 2 . 10 = 100 мм.

Внутренний диаметр кольцевой торцовой поверхности вкла­дыша определяем с учетом радиуса галтели r = 2 мм d

0 =
d +
2r = 80 + 2 • 2 = 84 мм.

Опорная поверхность торца A

т = 0,25p (
D2 — d
20) = 0,25 х 3,14 (1002 — 842) = 2300 мм2; среднее давление

Приведенный радиус торцовой поверхности по формуле (9.18)

Скорость скольжения на приведеном радиусе

Следовательно,

Методом интерполирования находим при v

т = 0,54 м/с значение [
pv
] = 1,48 МПа . м/с, следовательно,

Для торцовой поверхности вкладыша условия р

£ [
р
] и
pv
£ [
pv
] также выполнены.

ГЛАВА X

Антифрикционные латуни

По антифрикционным качествам и прочности латунь стоит значительно ниже бронзы, она применяется для подшипников при малой скорости скольжения и в ряде случаев заменяет оловянную бронзу, например, в рольгангах, транспортерах и пр. Буквы, входящие в обозначение марки латуни, имеют то же.значение, что и в маркировке бронз, за исключением буквы Л — латунь и К — кремний; двузначное число указывает примерное содержание меди в сплаве; цифры, идущие за ним,— процентное содержание компонентов в соответствии с последовательностью расположения букв, остальное до 100% — цинк.

Латунь литейная для подшипников