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.
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).
Цены на бронзовые втулки
Стоимость бронзовых втулок зависит от марки, диаметра изделия, компании-производителя и размера партии. Если рассматривать втулки диаметром от 60 до 900 мм, изготовленные из таких марок бронзы, как БрОЦС 5-5-5, БрАЖ 9-4, БрА9Жзл или БрО10Ф1, то их цена составит примерно от 290 до 570 рублей за килограмм, в зависимости от диаметра.
Многие компании предпочитают не покупать готовые втулки, а бронзовый прокат, чтобы затем самостоятельно осуществить их обработку. Это им позволяет получить изделия нужной формы и размера (что, важно отметить, особенно актуально при использовании нестандартных комплектующих) и в то же время существенно сократить расходы на приобретение компонентов.
Другие параметры бронзового проката (например, круглого прутка и труб) различных марок, таких как оловянные (согласно ГОСТ 24301-93) и безоловянные (согласно ГОСТ 1628-78), а также размер их диаметра (в соответствии со следующими ГОСТами: ГОСТ 24301-93, ГОСТ 1208-90, ГОСТ 2622-75), оцениваются в ценовом диапазоне от 200 до 440 рублей за килограмм.
Приобретение бронзовых втулок или проката сегодня является выгодным решением для обеспечения долговечности и качества рабочих механизмов. Большой ассортимент марок сырья, используемого для изготовления втулок, позволяет легко подобрать изделия, которые наилучшим образом соответствуют физико-химическим показателям для дальнейшего использования механизма.
Фото: freepik.com