Бронзовые втулки скольжения: применение, особенности производства и цены
В настоящее время для создания различных видов промышленного оборудования, включая экскаваторы, тракторы, самосвалы, прессы, насосы, а также шахтную и горную технику, активно используются бронзовые втулки. Они представляют собой специальные подшипники скольжения, которые отличаются высокой пластичностью, низким коэффициентом трения, плохой адгезией, а также обладают хорошей теплопроводностью и стабильностью свойств.
Бронзовые втулки широко применяются в различных отраслях промышленности благодаря своей износостойкости, прочности и долговечности. Использование подобного типа втулок позволяет значительно снизить вероятность возникновения аварий, повысить надежность и увеличить срок работы основных узлов оборудования, что в свою очередь положительно сказывается на процессе функционирования технологической линии в целом.
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 находят применение в различных областях промышленности. Они используются в производстве железнодорожной, автомобильной техники, включая локомотивы и большие грузовики. Также они находят применение в гидроэнергетике при изготовлении гидротурбин и сервомоторов, в горнодобывающей промышленности для карьерных экскаваторов и дробилок, а также в тяжелой промышленности для производства цилиндров, прокатных станов, гидравлических прессов, венцов червячных колес, ковочного и штамповочного оборудования.
При выборе и оценке качества втулок учитываются различные параметры, включая коэффициент трения, устойчивость к ударным нагрузкам, максимально допустимое давление, скорость движения трущихся частей механизма и возможность работы с валом, произведенным из незакаленной стали. Эти параметры являются основными при выборе подходящей втулки для конкретного применения.
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.
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 для создания продукции. Чтобы изготовить изделие, литье проводится в специальную разборную форму, называемую кокиль. После остывания металла кокиль раскрывается, и уже готовое изделие достается из него. Главным недостатком данного метода является отсутствие дополнительного давления на жидкий сплав во время затвердевания, ведь заполнение формы и закалка осуществляются под воздействием только силы тяжести. Следовательно, плотность и механические свойства готового продукта ниже по сравнению с его аналогом, изготовленным с помощью центробежного литья. Однако, преимуществом литья в кокиль является возможность создания сложных форм и большого размера (до 1500 кг).
Создание продукции из оловянно-свинцовых бронз БрОЦС осуществляется методом обработки резанием. У остальных видов бронз обрабатываемость резанием составляет всего 20%. Стоит заметить, что при использовании данного метода, в некоторых случаях, себестоимость бронзовой втулки повышается из-за требуемых значительных припусков на механическую обработку.
Для изготовления втулок методом резания используется прокат, который дальше обрабатывается на станках. В качестве полуфабриката для резки чаще всего используются 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).
Размеры бронзовых втулок стоят недешево, их цена может зависеть от разных параметров. Прежде всего это марка бронзы, размеры изделия, компания-производитель и объем поставляемой партии. Например, в зависимости от диаметра, стоимость изделий, изготовленных из бронзы марок БрОЦС 5-5-5, БрАЖ 9-4, БрА9Жзл или БрО10Ф1, диаметром от 60 до 900 мм, может варьироваться в пределах от 290 до 570 руб. за кг.
Многие компании предпочитают не покупать готовые втулки, а приобретать бронзовый прокат и обрабатывать его самостоятельно. Это позволяет изготовить необходимые детали разных форм и размеров, что особенно важно, когда используются комплектующие нестандартной конфигурации. Кроме того, такой способ позволяет дополнительно сэкономить денежные средства.
Стоимость круглого прутка, изготовленного из олова (ГОСТ 24301-93) и безоловянных марок (ГОСТ 1628-78) составляет примерно от 200 до 440 рублей за килограмм. Аналогичная цена действует и для труб разных диаметров (ГОСТ 24301-93, ГОСТ 1208-90, ГОСТ 2622-75).
Таким образом, приобретение бронзовых втулок или проката – это надежный способ обеспечить оборудование высококачественными комплектующими, которые существенно улучшают его функционал. Благодаря большому количеству марок бронзы можно подобрать изделия, которые по своим физико-химическим показателям максимально соответствуют условиям дальнейшего использования.
Фото: freepik.com