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.
Обширное применение бронзовых сплавов для производства втулок обусловлено их инновационными антифрикционными свойствами, механической стойкостью, устойчивостью к коррозии и агрессивным реагентам, высокой теплопроводностью, способностью хранить смазку и минимизировать коэффициент трения.
Марки бронзовых сплавов, содержащих в качестве примесей олово, фосфор, цинк, свинец, железо, алюминий и бериллий обеспечивают безупречное притирание поверхностей благодаря указанным преимуществам.
Свойства сплава регулируют применение конечной продукции. Например, изготовленные на основе бронзовых сплавов втулки скольжения, с добавкой фосфора,характеризуются наибольшими антифрикционными свойствами и эффективно используются для эксплуатации механизмов, оснащенных большими нагрузками (турбины, генераторы, электродвигатели). В свою очередь, сплавы с добавками железа и алюминия обладают повышенной ударной прочностью и являются наиболее подходящими для использования в механизмах с переменной нагрузкой (двигателях внутреннего сгорания и компрессорах).
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.
Актуальность применения бронзовых втулок в различных областях промышленности спровоцировала постоянное улучшение технологий и методов их изготовления. Развернутый ассортимент этого продукта обеспечивает возможность получения изделий, наилучшим образом отвечающих требованиям определенных условий эксплуатации.
Переработка первичного материала
Процесс изготовления бронзовых втулок может варьироваться в зависимости от используемой марки бронзы. Оловянные сплавы считаются самыми качественными, поскольку они обладают высокой устойчивостью к нагрузкам, а втулки из этого материала обладают высокой быстроходностью. Однако недостатком является высокая стоимость изделий из таких сплавов.
Необходимо знать, что химический состав бронзовых сплавов подчиняется ГОСТ 18 175–78 и ГОСТ 493–79. Бронзы с добавкой олова, такие как марки БрО5Ц5С5, БрО10Ф1, БрО9Н2,5Ф0,2, БрО10Ц2, БрО8Ц4, БрО10С10, БрО3Ц7С5Н1, изготавливаются под давлением в соответствии с ГОСТ 5017–2006, а литейные оловянные бронзы — по ГОСТ 613–79. Бронзы без добавки олова, такие как марки БрА9Ж3Л, БрА9Мц2Л, БрА10Ж3Мц2Л, БрА10Ж4Н4Л, БрА9Ж4Н4Мц1Л, изготавливаются под давлением в соответствии с ГОСТ 18175–78, а литейные безоловянные бронзы — по ГОСТ 493–79.
Добавка фосфора может улучшить антифрикционные свойства материала. Втулки из сплавов марки БрОФ способны выдерживать удельное давление в 150 кг/см2 и скорость вращения до 10 м/с и используются в механизмах, которые работают с постоянной нагрузкой, например, в компрессорах и электродвигателях.
Свинцовые и цинковые добавки (сплавы БрОЦС, БрСЗО, БрОС, БрСН60) также широко используются в производстве подшипников из бронзы. Они повышают качество заготовок и делают их более податливыми для обработки резанием. Однако это может привести к некоторому снижению быстроходности и максимальной нагрузки изделий. Наиболее популярные марки оловянных бронз с добавками свинца, фосфора или цинка включают БрОФ10-1, БрОЦС и БрО4Ц7С5.
Втулки бронзовые с добавкой алюминия и железа (БрАЖ, БрАЖ9-4, БрАЖМц, БрАЖН, БрА10Мц2Л) обладают высокой механической прочностью при сниженной быстроходности. Сплав БрС30 обладает максимальной устойчивостью к ударным нагрузкам и используется при производстве деталей для аппаратов, которые работают с переменными нагрузками.
Методы, используемые для производства бронзовых втулок, включают литье, резание и центробежное литье. Среди этих методов наиболее востребованным и современным является центробежное литье, которое дает возможность получить изделия высокой плотности, особенно во внешних слоях, и свободных от воздушных полостей. Этот метод используется для производства около 60% производимых на сегодняшний день бронзовых втулок.
По данной технологии сплав заливается в форму, быстро вращающуюся в вертикальной или горизонтальной плоскости, и кристаллизуется при высоком давлении. Изделия, полученные таким способом, обладают оптимальными механическими свойствами и требуют минимальных припусков при обработке, что позволяет снизить затраты на их производство.
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