Самосмазывающиеся бронзовые втулки: полное отраслевое руководство

Самосмазывающиеся бронзовые втулки устранить одно из наиболее постоянных обязательств по техническому обслуживанию промышленного оборудования: плановый интервал смазки. Благодаря внедрению твердой смазки непосредственно в матрицу из спеченной или литой бронзы эти компоненты создают непрерывную самовосстанавливающуюся смазочную пленку на поверхности подшипника — при этом не требуются внешние воздействия в течение десятков тысяч часов работы.

Как работают самосмазывающиеся бронзовые втулки без внешней смазки

Самосмазывающиеся бронзовые втулки работают посредством трибологического механизма передачи: когда вал вращается относительно отверстия втулки, тепло трения и контактное давление приводят к тому, что твердые смазочные пробки — чаще всего графит, ПТФЭ или дисульфид молибдена (МоS2) — микроскопически сдвигаются и образуют непрерывную передающую пленку как на поверхности вала, так и на поверхности отверстия.

Бронзовая матрица выполняет две одновременные функции. Он обеспечивает структурную несущую раму, которая противостоит деформации при сжимающем напряжении, а присущая ему теплопроводность (медно-оловянные сплавы проводят тепло примерно с 50 Вт/м·К) рассеивает тепло трения, прежде чем оно может ухудшить смазку. В результате получается самоподдерживающаяся трибологическая система, которая не зависит от пластового масла, пополнения смазки или впитывающих подушечек.

Подходят ли самосмазывающиеся бронзовые втулки для промышленного применения при высоких нагрузках?

Да, при правильном выборе сплава и смазки. Сплавы бронзы с высоким содержанием олова (CuSn12, CuSn10) достигают прочности при сжатии от 55 до 65 МПа, что соответствует требованиям. самосмазывающиеся бронзовые втулки для непрерывной работы при высоких нагрузках в гидравлических прессах, валках сталелитейных заводов, машинах для литья под давлением и опорных опорах мостов.

Преимущества самосмазывающихся бронзовых втулок перед простыми бронзовыми втулками

Простые бронзовые втулки требуют постоянной внешней смазки для предотвращения контакта металла с металлом. При сбое смазки (из-за пропущенных интервалов, загрязнения или недоступности) втулки скольжения заклинивают в течение нескольких минут. Самосмазывающиеся бронзовые втулки полностью удалите эту единственную точку отказа.

• Устранение необходимости обслуживания смазки — Не требуются смазочные ниппели, масляные фитили или схемы смазки. В крупных установках с сотнями подшипников это напрямую приводит к снижению затрат на рабочую силу и меньшему количеству плановых остановов.
• Эксплуатация в недоступных или закрытых местах. — Шарниры конвейеров, заглубленные шарнирные пальцы, подводные приводы и звенья печной цепи выигрывают от использования подшипников, которые нельзя повторно смазывать во время эксплуатации.
• Более чистая рабочая среда — Вводы с графитовой пробкой или втулки с наполнением из ПТФЭ не образуют масляного тумана, миграции смазки или выщелачивания смазочных материалов, что крайне важно в пищевой, фармацевтической промышленности и производстве полупроводников.
• Более широкий температурный рабочий диапазон — Стандартные смазки для подшипников разлагаются при температуре выше 150–180 градусов Цельсия. Бронза, пропитанная графитом, сохраняет смазочные свойства при температуре от -200 до 350 градусов Цельсия.
• Стабильные характеристики трения — Коэффициент трения пленки переноса для композитов графит-бронза стабилизируется на уровне 0,04–0,12 после непродолжительной первоначальной приработки по сравнению с переменным трением при разрушении пленки смазки.

Можно ли использовать самосмазывающиеся бронзовые втулки в условиях высоких температур?

Самосмазывающиеся бронзовые втулки с графитовыми пробками непрерывно работают до 350 градусов по Цельсию — температура, при которой обычная смазка подшипников уже давно обуглилась, а масла на нефтяной основе испаряются. Практический потолок температуры определяется смазочным наполнителем, а не самой бронзовой матрицей.

Выбор бронзового сплава также имеет значение при повышенных температурах. CuSn12 сохраняет механическую прочность примерно до 250 градусов Цельсия. Марки из алюминиевой бронзы (CuAl10Fe) повышают структурную целостность до 400 градусов Цельсия для самых требовательных температурных условий.

Как долго служат самосмазывающиеся бронзовые втулки при непрерывной работе

При правильно заданных условиях — соответствующей нагрузке PV (давление-скорость), совместимой твердости вала и рабочей температуре в пределах сплава — самосмазывающиеся бронзовые втулки обычно достигают от 20 000 до 50 000 часов непрерывной работы. В некоторых низкоскоростных устройствах с умеренными нагрузками, таких как опоры несущих конструкций мостов, срок службы без замены превышает 25 лет.

Преобладающим механизмом износа бронзовых втулок является абразивный износ поверхности отверстия. На скорость износа влияют три фактора: качество поверхности вала (оптимально Ra от 0,4 до 0,8 микрометра), твердость вала (минимум HRC 40 для большинства применений) и нагрузка PV относительно номинального предела втулки. Превышение предела PV на 20 % снижает срок службы втулки примерно на 60 % согласно трибологическим моделям DIN 1850-3.

Для каких применений лучше всего подходят самосмазывающиеся бронзовые втулки

Определяющий квалификационный критерий выбора самосмазывающиеся бронзовые втулки это любое сочетание недоступности, экстремальных температур, чувствительности к загрязнению или требований к обслуживанию, не требующих технического обслуживания. Следующие категории приложений представляют собой наиболее подходящую модель.

Часто задаваемые вопросы

Требуют ли самосмазывающиеся бронзовые втулки какого-либо периода обкатки?

Да — короткий период приработки от 2 до 8 часов при пониженной нагрузке (обычно от 25 до 50 % номинальной мощности) позволяет пленке переноса равномерно проявиться по всей поверхности отверстия. Работа при полной нагрузке с момента первоначального запуска задерживает образование пленки и приводит к более высоким уровням трения и износа в начале периода эксплуатации. После обкатки коэффициенты трения стабилизируются, а скорость износа снижается до проектного уровня.

Какой материал вала совместим с самосмазывающимися бронзовыми втулками?

Валы из закаленной стали с твердостью поверхности от 40 до 60 HRC и шлифовкой Ra от 0,4 до 0,8 микрометра обеспечивают оптимальную сопрягаемую поверхность. Незакаленная мягкая сталь (HRC ниже 30) быстро изнашивается по бронзовому отверстию, образуя частицы оксида железа, которые действуют как третий абразив. Валы из нержавеющей стали (316L, 17-4PH) подходят для коррозионностойких применений при условии, что они закалены минимум до HRC 35.

Можно ли повторно обработать самосмазывающиеся бронзовые втулки, если они изношены?

Стандартной практикой является замена, а не повторная обработка, поскольку распределение твердой смазки в стенке отверстия является неотъемлемой частью геометрии втулки. Растачивание или хонингование изношенной втулки удаляет поверхностный слой смазки и обнажает лишенную смазки бронзовую матрицу, которая будет высыхать до тех пор, пока не появится новая переводная пленка — если она вообще появится. Замена втулки на новую более надежна и, как правило, экономически выгодна, учитывая длительные интервалы технического обслуживания.

Как выбрать правильный фотоэлектрический рейтинг для моего приложения?

Значение PV (скорость давления, выраженное в МПа x м/с) для вашего применения рассчитывается путем деления радиальной нагрузки на площадь проекции подшипника, чтобы получить давление P, а затем умножения на скорость поверхности вала V. Это значение должно быть ниже номинального предела PV втулки — обычно от 0,1 до 0,5 МПа x м/с для марок графита и бронзы в зависимости от сплава. Работа при нагрузке выше 80 % от номинального предела солнечной энергии постоянно значительно сокращает срок службы и увеличивает риск температурного разгона на поверхности отверстия.