Антифрикционни материали: общ преглед, свойства, приложение

Процесът на работа на техническите единици, машините и отделните елементи на оборудването неизбежно е съпроводен от износване. Взаимното механично действие на частите един върху друг с различна степен на интензивност води до износване на повърхностите и унищожаване на вътрешната структура. В допълнение, тази среда често се влияе от околната среда под формата на ерозия и кавитация. В резултат на това има загуба на работоспособност на оборудването или поне спад в производителността. По-долу разгледаните материали за триене на прах и антифрикционни материали ще ви помогнат да разберете начините, които намаляват нежеланото триене. Тези материали се препоръчват за употреба в промишлено оборудване, домакински уреди, както и за строителни инструменти.

Разлики във фрикционните и антифрикционните материали

Разглеждането на тези материали в един контекст се дължи на факта, че тяхната функция е свързана с цялостното изпълнение на механизмите - коефициентът на триене. Но ако антифрикционните елементи и добавките са отговорни за понижаването на тази стойност, тези на триене, напротив, я увеличават. В този случай например праховите сплави с повишен коефициент на триене осигуряват устойчивост на износване и механична якост на целевата работна група. За постигането на тези свойства на триене материали, направени огнеупорни оксиди, карбиди, бор, силиций и други. За разлика от елементи антифрикционни, триенето и често са пълни функционални елементи на механизма. Това, по-специално, може да бъде спирачки и съединители.

Предоставяйки задачите за увеличаване на триенето, те едновременно изпълняват специфични технически задачи. В същото време, както фрикционните, така и антифрикционните материали са щателно тествани преди работа. Същите сплави за спирачките се подлагат на пълен мащаб и изпитвания на стенд, при които се определя целесъобразността на тяхното прилагане на практика. Най-технологично напреднали фрикционни материали от полимерите днес се произвеждат по различни методи. Така за механизмите на спирачната група се използва техниката на пресоване - формите произвеждат подложки, плочи и сектори. Лентовите материали се произвеждат чрез тъкана техника и облицовка - чрез валцуване.

Свойства на антифрикционните материали

Частите с антифрикционна функция трябва да отговарят на широк спектър от изисквания, които определят тяхното основно изпълнение. Преди всичко, материалът трябва да е съвместим както със свързващата част, така и с работната среда. При условията на съвместимост преди и след включване, материалът осигурява необходимата степен на намаляване на триенето. Тук е необходимо да се отбележи, че процесът е такъв. Тази характеристика определя способността на елемента естествено да регулира геометрията на повърхността до оптималната форма, която е подходяща за конкретното място на работа. С други думи, излишната структура с микровълни се изтрива от частта, след което нахлуването ще осигури работни условия с минимални натоварвания.

Устойчивостта на износване също е важно свойство, което тези материали притежават. Антифрикционните елементи трябва да имат структура, която осигурява устойчивост на различни видове износване. В същото време частта не трябва да е прекалено твърда и твърда, тъй като в този случай рискът от захващане нараства, което е нежелателно за антифрикционния материал. Освен това технолозите разграничават подобна собственост, като абсорбиране на твърди частици. Факт е, че триенето в различни степени може да допринесе за освобождаването на малки елементи - често метални. От своя страна антифриктурната повърхност има способността да "натиска" такива частици, като ги елиминира от работната зона.

Метални антифрикционни материали

Продуктите на метална основа представляват най-широкия набор от елементи на антифрикционната група. Повечето от тях са ориентирани към работа в режим на течно триене, т.е. при условия, когато лагерите са отделени от валовете чрез тънък маслен слой. И все пак, когато блокът е спрян и пуснат, неизбежно възниква така нареченият граничен фрикционен режим, при който масленият филм може да бъде разрушен под въздействието на високи температури. Металните части, използвани в лагерните групи, могат да бъдат разделени на два вида: елементи с мека структура и твърди вложки и сплави с твърда основа и меки вложки. Ако говорим за първата група, след това като антифрикционни материали можете да използвате babbitt, месинг и бронзови сплави. Благодарение на своята мека структура, те бързо се обработват и запазват характеристиките на масления филм за дълго време. От друга страна, включванията в твърдо състояние причиняват повишена износоустойчивост при механични контакти със съседни елементи - например със същия вал.

Под "глупости" се разбира сплав, чиято основа е олово или калай. Също така с цел подобряване на индивидуалните качества, сплавите могат да се добавят към структурата. Сред свойствата, които могат да бъдат повишени, са корозионна устойчивост, твърдост, твърдост и здравина. Промяната в тази или тази характеристика се определя от използването на легиращи материали. Антифрикционни Бабити могат да бъдат модифицирани кадмий, никел, мед, антимон и други подобни. Г. Например, стандартната бабит съдържа около 80% калай или олово, антимон и 10% мед като балансът е и кадмий.

Оловни сплави като средство за намаляване на триенето

Първоначалното ниво на антифрикционните сплави са оловни бабини. Достъпността на цените определя особеностите на работата на този материал - в най-важните оперативни функции. Водещата основа, в сравнение с калай, осигурява на бебетата по-малко механична устойчивост и по-ниска антикорозионна защита. Вярно е, че дори и в тези сплави, калай не може да направи без - неговото съдържание може да достигне 18%. В допълнение към състава се добавя меден компонент, който предотвратява процесите на сегрегация - неравномерното разпределение на различните метали в обема на продукта.

Най-простите оловни материали с антифрикционно свойство се характеризират с висока степен на чупливост, поради което се използват при условия с намалени динамични натоварвания. По-специално лагерите за релсови машини, дизелови локомотиви и тежки инженерни елементи представляват целевата ниша, където се използват такива материали. Антифрикционни сплави с използването на калций може да се нарече модификация на оловните сплави. В този случай се забелязват качества като висока плътност и ниска топлопроводимост. Основата е също така водеща, но в значителни пропорции се допълва и с включвания на натрий, калций и антимон. Що се отнася до слабостите на този материал, те включват окисляемост, поради което в химически активни среди не се препоръчва да се използва.

Говорейки по принцип за бебетата, може да се каже, че това далеч не е най-ефективното решение за свеждане до минимум на триенето, но от гледна точка на съвкупността от качества се оказва полезно от гледна точка на експлоатацията. Това са материали, чиито антифриктни свойства могат да се изравнят с намалена устойчивост на умора, което влошава функционирането на елемента. Въпреки това, в някои случаи липсата на сила се компенсира от включването на стоманени или чугунени обвивки в конструкцията.

Характеристики на бронзовите антифрикционни сплави

Физико-химичните свойства на бронз са органично съчетани с изискванията за антифрикционните сплави. Active метал, по-специално, предвижда Достатъчно съпротивление четения на натиск, възможност за работа в условията на ударно натоварване, висока скорост на въртене на лагера и така нататък. D. Но като бронз за избор на различни функции в зависимост от неговия знак. Същият формат за работа на накладките при ударни натоварвания е приемлив за марката BrO30, но не се препоръчва за BRAJ. Има и разлики в класа на бронзовите материали чрез механични свойства. Тази група качества ще зависи от естеството на интерфейса със закалените валове и от използването на шпиндела, който може да има допълнително втвърдяване. Отново не може да се говори за монолитната структура на сплавта.

Бронзовите изделия могат да включват също калай, мед, олово. В този случай, ако всички изброени метали могат да бъдат използвани като основа за бабит, антифрикционните материали на базата на мед се използват изключително рядко. В този случай медният компонент често действа като същата добавка с коефициент 2-3%. Оптимални са комбинациите от калай и олово на включенията. Те осигуряват достатъчни параметри на сплавта като антифрикционен компонент, въпреки че губят от други състави по отношение на механичната якост. Комбинираните бронзови материали се използват при производството на монолитни лагери за електродвигатели, турбини, компресорни растения и други единици, които работят при високо налягане и с ниска скорост.

Материали за прах от триене

Тези материали се използват в състави, предназначени за предаване и спирачно устройство проследяват превозни средства, коли, машини, строителни машини и промишлени изделия подобни. Г. базирани на прахообразни компоненти, произведени под формата на накладки сектор и дискови накладки. В същото време суровините за алуминиеви прахове тип антифрикционни са образувани от същата номенклатура, както в случая с фрикционни елементи - често се използва желязо и мед, но има и други комбинации.

Например, материалите, направени от алуминий и калаени бронз, които включват графит и олово, се показват ефективно при условия на триене при плъзгаща се скорост на части от порядъка на 50 m / s. Между другото, при работа на лагери със скорост от 5 м / с метални прахообразни продукти могат да бъдат заменени с метални пластмасови суровини. Това вече е антифрикционна композиция с гъвкава работна структура и намалена здравина. Най-изгодните от гледна точка на използване при условия на големи натоварвания са материалите от желязо и мед. Като добавки се използва графит, силициев оксид или барий. Работата на тези елементи е възможна при налягане от 300 MPa и плъзгаща скорост до 60 m / s.

Прахообразни антифрикционни материали

От прахообразни суровини се произвеждат и антифрикционни продукти. Те се характеризират с висока износоустойчивост, нисък коефициент триенето и способността за бързо движение към вала. Също така, антифрикционните прахови материали имат редица предимства пред сплавите, които свеждат до минимум триенето. Достатъчно е да се каже, че индексите на съпротивлението им при износване са средно по-високи от тези на същите бебета. Порестата структура, образувана от прахообразни метали, дава възможност за ефективно импрегниране със смазочни материали.

Производителите имат способността да образуват крайни продукти в различни форми. Те могат да бъдат рамкови или матрични части с междинни кухини, пълни с други омекотени суровини. И напротив, в някои сфери, антифрикционните прахови материали, които имат рамка с меко покритие, са по-търсени. В специални медени питатели се осигуряват твърди включвания с различни нива на дисперсия. Това качество е от голямо значение именно от гледна точка на възможността за регулиране на параметрите, които определят интензивността на триенето на частите.

Антифрикционни полимерни материали

Съвременните полимерни суровини дават възможност за получаване на нови технически и оперативни качества за части, намаляващи фрикцията. Като основа могат да се използват композитни сплави и метални пластмасови прахове. Едно от основните отличителни свойства на такива материали е способността за равномерно разпределение на добавките в структурата, която в бъдеще ще служи като твърд смазочен материал. В списъка на такива вещества се отбелязват графити, сулфиди, пластмаси и други съединения. Работните характеристики на полимерните материали и антифрикционни до голяма степен се събират в базовата ниво без модификатори: този малък коефициент на триене и устойчивост на реактивни среди, както и способността да работи във водна среда. Ако говорим за уникални качества, полимерите могат да изпълняват задачите си дори без подсилване със специален смазка.

Приложение на материали за защита от триене

Повечето от антифрикционните елементи първоначално се изчисляват за използване в лагерни групи. Сред тях са части, предназначени да повишат устойчивостта на износване, както и компоненти, които подобряват плъзгането. В машина и такива продукти се използват в производството на двигатели бутала подръпване възела, турбини и други подобни. D. Тук базисни консумативи антифрикционни материали включва плъзгащи лагери, които са въведени в структурата на шасито и стационарното оборудване.

Строителната индустрия също не работи без антифрикционна функция. С помощта на такива подробности се укрепват инженерните структури, монтажни конструкции и зидарски материали. При изграждането на железопътни линии те се използват за монтаж на конструктивни елементи на подвижен състав. Също така е обичайно да се използват антифрикционни материали на полимерна основа, които намират своето място например като свързваща структура на макари, зъбни предавки, ремъчни предавки и др.

заключение

Задачата за намаляване на триенето само на пръв поглед може да изглежда вторична и често ненужна. Подобряването на смазочните течности позволява да се премахнат някои механизми от помощни технически елементи, които намаляват износването на основната работна група. Преходът от класически бабитт към модифицирано високоефективно смазващо вещество може да се нарече антифрикционен полимерен материал, който се характеризира с по-мека структура и гъвкавост по отношение на условията на работа. Независимо от това, работата на металните части при високо налягане и физическо въздействие все още изисква включването на твърди антифрикционни облицовки. И този клас материали не само не е нещо от миналото, но и се развива благодарение на подобряването на характеристиките на якост, твърдост и механична стабилност.