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.
Применение бронзовых втулок
Бронзовые сплавы широко используются для производства втулок благодаря своим антифрикционным свойствам, механической прочности, устойчивости к коррозии и агрессивным реагентам, возможности удержания смазки, высокой теплопроводности и низкому коэффициенту трения.
Преимущества бронзы определяют сферу применения готовых изделий. В сплавах, содержащих мягкие металлы (олово, фосфор, цинк, свинец, железо, алюминий и бериллий), достигается максимальное притирание поверхностей.
Например, бронзовые втулки скольжения, содержащие фосфор, обладают максимальными антифрикционными свойствами и применяются в механизмах, работающих с большими нагрузками, таких как генераторы, турбины, электродвигатели. А сплавы с добавками железа и алюминия обладают высокой ударной прочностью и находят применение в механизмах с переменными нагрузками, например, в компрессорах и двигателях внутреннего сгорания.
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.
Альтернативный метод литья называется литьем в кокиль. Этот метод, который уступает по популярности только центробежному литью, позволяет получать сложные изделия большого размера, до 1500 кг. Процесс производства заключается в заполнении специальной разборной формы - кокиля - жидким сплавом, застывании и охлаждении металла внутри формы, и извлечении изделия из кокиля.
Несмотря на возможность получения сложных изделий большого размера, главным недостатком литья в кокиль является то, что плотность и механические характеристики продукта оказываются ниже, чем у изделий, полученных методом центробежного литья, потому что заполнение формы производится только силой тяжести.
Одним из способов изготовления продукции из бронзы является обработка резанием. В частности, этот метод используется при производстве оловянно-свинцовых бронз БрОЦС, для которых обработка резанием намного более эффективна, чем для остальных видов бронз, где обрабатываемость резанием составляет всего 20%.
При использовании метода резания для изготовления втулок применяют прокат, предназначенный для дальнейшей обработки на станках. Это включает в себя трубы БрОЦС5-5-5 (ГОСТ 24301–93) и различные типы прутков, такие как БрАЖ9-4, БрАЖМц10-3-1.5, БрАЖН10-4-4, БрАМц9-2, БрКМц3-1, БрКН1-3 (ГОСТ 1628–78).
Необходимо отметить, что при использовании метода резания изделия могут оказаться дороже, так как заготовки требуют значительных припусков на механическую обработку.
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