Anti-friction na materyales: pangkalahatang-ideya, mga katangian, aplikasyon

2024 May -akda: Howard Calhoun | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 10:43

Ang proseso ng pagpapatakbo ng mga teknikal na yunit, makina at indibidwal na elemental na grupo ng kagamitan ay hindi maiiwasang sinasamahan ng pagsusuot. Ang magkaparehong mekanikal na epekto ng mga bahagi sa bawat isa na may iba't ibang antas ng intensity ay humahantong sa pagkagalos ng kanilang mga ibabaw at pagkasira ng panloob na istraktura. Bilang karagdagan, ang kapaligiran ay madalas na may katulad na epekto sa anyo ng pagguho at cavitation. Bilang resulta, mayroong pagkawala ng pagganap ng kagamitan o hindi bababa sa pagbaba sa mga katangian ng pagpapatakbo. Ang mga sumusunod na review ng powdered friction at anti-friction na materyales ay makakatulong sa iyo na maunawaan ang mga paraan upang mabawasan ang hindi gustong friction. Ang mga naturang materyales ay inirerekomenda para sa paggamit sa mga pang-industriya na kagamitan at mga gamit sa bahay, gayundin para sa mga kasangkapan sa pagtatayo.

Mga pagkakaiba sa pagitan ng friction at anti-friction na materyales

Ang pagsasaalang-alang ng mga materyales na ito sa isang konteksto ay dahil sa ang katunayan na ang kanilang pag-andar ay nauugnay sa pangkalahatang katangian ng pagpapatakbo ng mga mekanismo - ang koepisyent ng friction. Ngunit kung ang mga elemento ng antifriction at additives ay may pananagutan sa pagpapababa ng halagang ito, kung gayon ang mga elemento ng friction, sa kabaligtaran, ay dagdagan ito. Sa kasong ito, halimbawa, pulbos haluang metal na may nadagdaganAng koepisyent ng friction ay nagbibigay ng wear resistance at mechanical strength ng target working group. Upang makamit ang gayong mga katangian, ang mga refractory oxides, boron, silicon carbide, atbp. ay ipinakilala sa komposisyon ng mga hilaw na materyales ng friction. Ito, sa partikular, ay maaaring maging mga preno at clutches.

Pagbibigay ng mga gawain ng pagtaas ng alitan, sabay-sabay silang nagsasagawa ng mga partikular na teknikal na gawain. Kasabay nito, ang parehong friction at anti-friction na materyales ay sumasailalim sa mahigpit na pagsubok sa laboratoryo bago gamitin. Ang parehong mga haluang metal para sa mga preno ay sumasailalim sa full-scale at bench test, kung saan natutukoy ang pagiging angkop ng kanilang aplikasyon sa pagsasanay. Ang pinaka-technologically advanced na friction na materyales mula sa polymers ay ginagawa ngayon sa pamamagitan ng iba't ibang mga pamamaraan. Kaya, para sa mga mekanismo ng pangkat ng preno, ginagamit ang pamamaraan ng pagpindot - ang mga bloke, plato at sektor ay ginawa sa mga form. Ang mga materyales sa tape ay ginawa gamit ang isang pinagtagpi na pamamaraan, at ang mga overlay ay ginagawa sa pamamagitan ng rolling.

Mga katangian ng mga materyal na antifriction

Ang mga bahagi na may function na anti-friction ay dapat matugunan ang isang malawak na hanay ng mga kinakailangan na tumutukoy sa kanilang pangunahing pagganap. Una sa lahat, ang materyal ay dapat na magkatugma sa parehong bahagi ng isinangkot at sa kapaligiran sa pagtatrabaho. Sa ilalim ng mga kondisyon ng pagiging tugma bago at pagkatapos tumakbo, ang materyal ay nagbibigay ng kinakailangang antas ng pagbabawas ng friction. Narito ito ay kinakailangan upang tandaan ang tumatakbo-in bilang tulad. Tinutukoy ng property na ito ang kakayahan ng elemento na natural na ayusin ang surface geometry.sa ilalim ng pinakamainam na hugis, na angkop para sa isang partikular na lugar ng operasyon. Sa madaling salita, ang isang dagdag na istraktura na may mga microroughness ay nabubura mula sa bahagi, pagkatapos nito ang running-in ay magbibigay ng mga kondisyon sa pagtatrabaho na may kaunting pagkarga.

Ang wear resistance ay isa ring mahalagang pag-aari na taglay ng mga materyales na ito. Ang mga elemento ng anti-friction ay dapat magkaroon ng istraktura na nagbibigay ng paglaban sa iba't ibang uri ng pagsusuot. Kasabay nito, ang bahagi ay hindi dapat maging labis na matigas at matigas, dahil ito ay magdaragdag ng panganib ng pag-agaw, na hindi kanais-nais para sa anti-friction na materyal. Bukod dito, itinatangi ng mga technologist ang gayong pag-aari bilang pagsipsip ng mga solidong particle. Ang katotohanan ay ang alitan sa iba't ibang antas ay maaaring mag-ambag sa pagpapalabas ng maliliit na elemento - kadalasang metal. Sa turn, ang anti-friction surface ay may kakayahang "ipitin" ang mga particle sa sarili nito, na inaalis ang mga ito mula sa working area.

Mga metal na anti-friction na materyales

Mga produktong gawa sa metal ang bumubuo sa pinakamalawak na hanay ng mga elemento ng pangkat na antifriction. Karamihan sa kanila ay nakatuon sa operasyon sa fluid friction mode, iyon ay, sa ilalim ng mga kondisyon kapag ang mga bearings ay pinaghihiwalay mula sa mga shaft sa pamamagitan ng isang manipis na layer ng langis. Gayunpaman, kapag ang yunit ay tumigil at nagsimula, ang tinatawag na boundary friction mode ay hindi maiiwasang mangyari, kung saan ang oil film ay maaaring sirain sa ilalim ng impluwensya ng mataas na temperatura. Ang mga bahagi ng metal na ginagamit sa mga grupo ng tindig ay maaaring nahahati sa dalawang uri: mga elemento na may malambotistraktura at solidong pagsingit at haluang metal na may matibay na base at malambot na pagsingit. Kung pinag-uusapan natin ang unang grupo, kung gayon ang mga babbit, tanso at tansong haluang metal ay maaaring gamitin bilang mga materyales na antifriction. Dahil sa kanilang malambot na istraktura, mabilis silang tumakbo at napanatili ang kanilang mga katangian ng oil film sa mahabang panahon. Sa kabilang banda, ang mga solidong inklusyon ay nagdudulot ng pagtaas ng wear resistance sa mga mechanical contact na may mga katabing elemento - halimbawa, na may parehong baras.

Ang Babbits ay isang haluang metal batay sa tingga o lata. Gayundin, upang mapabuti ang mga indibidwal na katangian, ang mga haluang metal na haluang metal ay maaaring idagdag sa istraktura. Kabilang sa mga pinahusay na katangian, ang paglaban sa kaagnasan, katigasan, katigasan at lakas ay maaaring mapansin. Ang pagbabago sa isa o ibang katangian ay natutukoy sa pamamagitan ng kung anong mga alloying na materyales ang ginamit. Maaaring baguhin ang mga anti-friction babbit gamit ang cadmium, nickel, copper, antimony, atbp. Halimbawa, ang karaniwang babbit ay naglalaman ng humigit-kumulang 80% na tin o lead, 10% na antimony, at ang natitira ay copper at cadmium.

Lead alloys bilang paraan ng pagliit ng friction

Ang entry level ng anti-friction alloy ay lead babbits. Tinutukoy ng pagiging abot-kaya ang mga detalye ng pagpapatakbo ng materyal na ito - sa hindi bababa sa kritikal na mga pag-andar sa trabaho. Ang lead base, kung ihahambing sa lata, ay nagbibigay ng mga babbit na may hindi gaanong mataas na mekanikal na pagtutol at mababang proteksyon sa kaagnasan. Totoo, kahit na sa gayong mga haluang metal ay hindi ito magagawa nang walang lata - maaari ang nilalaman nitoumabot sa 18%. Bilang karagdagan, ang isang bahagi ng tanso ay idinagdag din sa komposisyon, na pumipigil sa mga proseso ng paghihiwalay - isang hindi pantay na pamamahagi ng mga metal na may iba't ibang masa sa dami ng produkto.

Ang pinakasimpleng lead na materyales na may mga katangian ng antifriction ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na antas ng brittleness, kaya ginagamit ang mga ito sa mga kundisyon na may pinababang mga dynamic na pagkarga. Sa partikular, ang mga bearings para sa mga track machine, diesel locomotives at heavy engineering components ay isang target niche kung saan ginagamit ang mga naturang materyales. Ang mga anti-friction alloy na gumagamit ng calcium ay maaaring tawaging pagbabago ng lead alloys. Sa kasong ito, ang mga katangian tulad ng mataas na density at mababang thermal conductivity ay nabanggit. Ang batayan ay nangunguna din, ngunit sa mga makabuluhang proporsyon ay dinagdagan din ito ng mga pagsasama ng sodium, calcium at antimony. Kung tungkol sa mga mahinang punto ng materyal na ito, kasama sa mga ito ang oxidizability, samakatuwid, hindi inirerekomenda na gamitin ito sa mga chemically active na kapaligiran.

Sa pangkalahatan tungkol sa mga babbit, maaari naming sabihin na ito ay malayo sa pinaka-epektibong solusyon para sa pagliit ng alitan, ngunit sa mga tuntunin ng kumbinasyon ng mga katangian nito, lumalabas na ito ay kapaki-pakinabang mula sa punto ng view ng operasyon. Ang mga ito ay mga materyales na ang mga katangian ng antifriction ay maaaring mai-level sa pamamagitan ng pinababang paglaban sa pagkapagod, na nagpapalala sa pagganap ng elemento. Gayunpaman, sa ilang mga kaso, ang kakulangan ng lakas ay nababayaran ng pagsasama ng bakal o cast iron hull sa disenyo.

Mga tampok ng bronze anti-friction alloy

Mga katangiang pisikal at kemikal ng bronzeay organikong pinagsama sa mga kinakailangan para sa anti-friction alloys. Ang metal na ito, sa partikular, ay nagbibigay ng sapat na mga tagapagpahiwatig ng tiyak na presyon, ang kakayahang gumana sa ilalim ng mga pag-load ng shock, mataas na bilis ng pag-ikot ng tindig, atbp. Ngunit ang pagpili ng tanso para sa ilang mga function ay depende sa tatak nito. Ang parehong format para sa pagpapatakbo ng mga liner sa ilalim ng mga shock load ay katanggap-tanggap para sa tatak ng BrOS30, ngunit hindi inirerekomenda para sa BrAZh. Mayroon ding mga pagkakaiba sa klase ng mga materyales na tanso sa mga tuntunin ng mga mekanikal na katangian. Ang pangkat ng mga katangian na ito ay depende sa likas na katangian ng interface na may mga tumigas na shaft at sa paggamit ng trunnion, na maaaring magkaroon ng karagdagang hardening. At muli, imposibleng pag-usapan ang tibay ng istraktura ng haluang metal.

Bronze item ay maaari ding may kasamang lata, tanso, tingga. Kasabay nito, kung ang lahat ng nakalistang metal ay maaaring gamitin bilang batayan ng babbitt, ang mga materyales na anti-friction na nakabatay sa tanso ay bihirang ginagamit. Sa kasong ito, ang bahagi ng tanso ay madalas na kumikilos bilang parehong additive na may ratio ng nilalaman na 2-3%. Ang mga kumbinasyon ng tin-lead ng mga inklusyon ay itinuturing na pinakamainam. Nagbibigay sila ng sapat na pagganap ng haluang metal bilang isang bahagi ng antifriction, bagaman natalo sila sa iba pang mga komposisyon sa mga tuntunin ng lakas ng makina. Ang pinagsamang bronze na materyales ay ginagamit sa paggawa ng solid bearings para sa mga de-koryenteng motor, turbine, compressor unit at iba pang unit na gumagana sa mataas na presyon at mababang sliding speed.

Powderfriction materials

Ginagamit ang mga naturang materyales sa mga komposisyong inilaan para sa transmission at brake unit ng mga caterpillar na sasakyan, mga sasakyan, mga kagamitan sa makina, mga mekanismo ng gusali, atbp. Ang mga natapos na produkto batay sa mga bahagi ng pulbos ay ginawa sa anyo ng mga lining ng sektor, mga disc at pad. Kasabay nito, ang mga panimulang materyales para sa uri ng antifriction ng powder alloys ay nabuo sa pamamagitan ng parehong katawagan tulad ng sa kaso ng friction component - ang bakal at tanso ay kadalasang ginagamit, ngunit may iba pang mga kumbinasyon.

Halimbawa, ang mga materyales na gawa sa aluminum at tin bronze, na kinabibilangan ng graphite at lead, ay epektibong nagpapakita ng kanilang mga sarili sa mga kondisyon ng friction sa bilis ng pag-slide ng mga bahagi ng pagkakasunud-sunod na 50 m/s. Sa pamamagitan ng paraan, kapag ang mga bearings ay nagpapatakbo sa bilis na 5 m / s, ang mga produktong metal na pulbos ay maaaring mapalitan ng metal-plastic na hilaw na materyales. Isa na itong anti-friction composite na materyal na may nababaluktot na istrakturang gumagana at pinababang lakas. Ang pinaka-kapaki-pakinabang sa mga tuntunin ng paggamit sa mga kondisyon ng tumaas na pagkarga ay mga materyales na gawa sa bakal at tanso. Ang graphite, silicon oxide o barium ay ginagamit bilang mga additives. Ang operasyon ng mga elementong ito ay posible sa presyon na 300 MPa at isang sliding speed na hanggang 60 m/s.

Powder antifriction materials

Ang mga anti-friction na produkto ay ginawa rin mula sa mga hilaw na materyales na pulbos. Ang mga ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na wear resistance, mababang koepisyent ng friction at ang kakayahang mabilis na tumakbo sa baras. Gayundin, ang mga anti-friction powder na materyales ay may ilang mga pakinabang kumpara sa friction-minimizing alloys. Sapat na upang sabihin na ang kanilang wear resistance ay nasa average na mas mataas kaysa sa parehong mga babbit. Ang porous na istraktura na nabuo ng mga pulbos na metal ay nagbibigay-daan sa epektibong pagpapabinhi ng mga pampadulas.

May pagkakataon ang mga tagagawa na bumuo ng mga end product sa iba't ibang anyo. Ang mga ito ay maaaring mga bahagi ng frame o matrix na may mga intermediate na cavity na puno ng iba pang pinalambot na hilaw na materyales. At, sa kabaligtaran, sa ilang mga lugar, ang mga antifriction powder na materyales na may malambot na base ng frame ay higit na hinihiling. Sa mga espesyal na pulot-pukyutan, ang mga solidong pagsasama ng iba't ibang antas ng pagpapakalat ay ibinibigay. Napakahalaga ng kalidad na ito nang tumpak mula sa punto ng view ng posibilidad ng pag-regulate ng mga parameter na tumutukoy sa intensity ng friction ng mga bahagi.

Anti-friction polymer materials

Ang mga modernong polymer raw na materyales ay ginagawang posible na makakuha ng mga bagong teknikal at operational na katangian para sa mga bahagi na nagpapababa ng friction. Ang parehong mga pinagsama-samang haluang metal at metal-plastic na pulbos ay maaaring gamitin bilang batayan. Ang isa sa mga pangunahing natatanging katangian ng naturang mga materyales ay ang kakayahang pantay na ipamahagi ang mga additives sa buong istraktura, na kung saan ay gaganap sa pag-andar ng isang solidong pampadulas. Ang mga graphite, sulfide, plastik at iba pang mga compound ay nabanggit sa listahan ng mga naturang sangkap. Ang mga gumaganang katangian ng polymeric at antifriction na materyales ay higit sa lahat ay nagtatagpo sa pangunahing antas nang hindi gumagamit ng mga modifier: ito ay isang mababang koepisyent ng friction, at paglaban sa chemically active media, atposibilidad ng operasyon sa kapaligiran ng tubig. Sa pagsasalita tungkol sa mga natatanging katangian, magagawa ng mga polymer ang kanilang mga gawain kahit na walang reinforcement na may espesyal na lubricant.

Paglalapat ng mga anti-friction na materyales

Karamihan sa mga elementong anti-friction ay unang idinisenyo para gamitin sa mga bearing group. Kabilang sa mga ito ang mga bahagi na idinisenyo upang mapataas ang resistensya ng pagsusuot, at mga bahagi na nagpapabuti sa pag-slide. Sa mechanical engineering at machine tool building, ang mga naturang produkto ay ginagamit sa paggawa ng mga makina, piston, coupling units, turbines, atbp. Dito, ang batayan ng mga consumable ay mga antifriction na materyales ng plain bearings, na ipinakilala sa istraktura ng tumatakbo at nakatigil kagamitan.

Hindi rin magagawa ng industriya ng konstruksiyon nang walang anti-friction function. Sa tulong ng mga naturang bahagi, ang mga istruktura ng engineering, mga mounting structure at mga materyales sa pagmamason ay pinalakas. Sa pagtatayo ng mga riles, ginagamit ang mga ito sa pag-install ng mga elemento ng istruktura ng rolling stock. Ang paggamit ng mga polymer-based na anti-friction na materyales ay laganap din, na nakakahanap ng kanilang lugar, halimbawa, bilang isang istruktura ng pagkonekta ng mga pulley, gear, belt drive, atbp.

Konklusyon

Ang gawain ng pagbabawas ng alitan sa unang tingin lamang ay maaaring mukhang pangalawa at kadalasang opsyonal. Ang pagpapabuti ng mga lubricating fluid ay talagang ginagawang posible na mapupuksa ang ilang mga mekanismo mula sa mga pantulong na teknikal na elemento na nagbabawas sa pagsusuot ng pangunahing nagtatrabaho na grupo. Isang transisyonal na link mula sa classicalbabbitt sa isang binagong high-performance lubricant ay maaaring tawaging anti-friction polymer na materyales, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mas malambot na istraktura at versatility sa mga tuntunin ng mga kondisyon sa pagtatrabaho. Gayunpaman, ang pagpapatakbo ng mga bahagi ng metal sa ilalim ng mataas na presyon at pisikal na epekto ay nangangailangan pa rin ng pagsasama ng mga solid state anti-friction liners. Higit pa rito, ang klase ng mga materyales na ito ay hindi lamang nagiging isang bagay ng nakaraan, ngunit umuunlad din sa pamamagitan ng pagpapabuti ng mga katangian ng lakas, tigas at mekanikal na katatagan.