Бронзовые втулки скольжения: применение, особенности производства и цены
В настоящее время бронзовые втулки выступают в роли подшипников скольжения, применяемых при создании различного рода промышленного оборудования, такого как экскаваторы, тракторы, самосвалы, прессы, насосы, а также шахтная и горная техника. Они отличаются пластичностью, а также низким коэффициентом трения и плохой адгезией. Бронзовые втулки, выполненные из цветного металла, обладают стабильностью свойств и хорошей теплопроводностью. Если использовать в составе различного промышленного оборудования бронзовые втулки, можно снизить вероятность возникновения аварий, а также повысить надежность и продлить срок эксплуатации основных узлов оборудования.
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.
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.
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.
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