Особенности изготовления бронзовых втулок

16.12.202216.12.2022 bposter 0 Комментариев

Содержание статьи

Рассматривая все модели подшипников и их отдельные разновидности, то можно отметить, что наибольшей популярностью на сегодняшний день пользуются бронзовые подшипники скольжения. Такую распространенность можно объяснить их принципом работы, поскольку они обеспечивают идеальную производительность всех узлов, с которыми они соприкасаются. При помощи бронзовых подшипников обеспечивается идеальный баланс, который значительно снижает трение элементов, что увеличивает их ресурс. Узнать подробнее о производстве крепежных втулок можно на сайте https://traiv-komplekt.ru/services/proizvodstvo-metizov/vtulki-krepezhnye/

Подшипник скольжения изготавливается для промышленного производства и устанавливается в различной производственной технике: тракторах, самосвалах, кранах, буровых установках, а так же различных насосах. Это обусловлено высокой надежностью изделия, минимальным трением стенок и высокой теплопроводностью. Качественный сплав бронзы значительно уменьшает шансы перегрева деталей и вероятность создания аварийной ситуации на производстве.

Изготовление бронзовых втулок

Данный вид бронзового проката является широко востребованным, т.к. применяется в различных сферах промышленности. Для производства бронзовых втулок применяют несколько видов сложных технологий. Бронзовые втулки изготавливают:

— литьем в земляные формы;

Читайте также: Бронза — температура плавления. Как делаются изделия из бронзы

центробежным методом литья;
литьем в кокиль — используется разборная отливочная форма;
резкой бронзовых труб.

Центробежным способом изготавливают бронзовые втулки из алюминиевых и оловянных бронз. Центробежное литье считается наиболее эффективным методом изготовления втулок. При производстве крупных цилиндрических заготовок отливка сплава производится в стальную изложницу на центробежных горизонтальных машинах. Опорой для изложницы служат специальные роликовые опоры. После заливки в изложницу раскаленной бронзы проводят наружное водяное охлаждение. При изготовлении бронзовых втулок меньшего размера используют горизонтальные центробежные машины консольного типа. А изделия сложной формы, с внутренними полостями, производят на оборудовании с вертикально расположенной осью вращения. Центробежное литье позволяет изготавливать бронзовые втулки высокого качества, а благодаря высокой точности размеров в дальнейшем изделия не требуют последующей механической обработки на токарном, сверлильном и фрезерном оборудовании. Под воздействием центробежной силы и достаточно высокого давления бронза, залитая во вращающуюся форму, кристаллизуется, образуя сплав с высокой плотностью и без характерной для бронзы пористости. Структура бронзовых втулок, полученных способом центробежного литья, однородная, без раковин и воздушных полостей.

Литье в кокиль используют при производстве бронзовых втулок сложной формы. Данным методом получают качественную металлопродукцию, особенно при использовании оловосодержащих бронз.

Бронзовое литье в земляные формы (глинисто-песчаные) позволяет изготавливать бронзовые втулки самых разных размеров – от небольших изделий (несколько сантиметров), до крупногабаритных втулок из бронзы, размер которых превышает один метр. Чаще всего данным методом производят детали большого диаметра.

Помогите определиться с маркой бронзы для втулок.

какой интересный у вас роботранклюкатор)) сам я специалист в бронзах не большой, помню только, что бронза и легирующими элементами не есть хорошо, не должна магнититься. вот что пишут компетентные люди:

список доступных и приемлемых по плавности хода (при слабой смазке) материалов с коэффициентами трения по стальному валу:

Серый чугун – 0,15…0,2.
Антифрикционный чугун – 0,12…0,15.
Бронза – 0,1…0,15.
Текстолит – 0,15…0,25.
Полиамиды, капрон – 0,15…0,2.
Нейлон – 0,1…0,2.
Фторопласт без смазки – 0,04…0,06.
Резина при смазке водой – 0,02…0,06.

Для втулок подшипников скольжения хорошо подходят оловянные фосфористые (БрОФ10-1) и цинковые (БрОЦС5-7-12, БрОЦС6-6-3) бронзы. Безоловянные бронзы (БрАЖ9-4, БрС30) лучше работают с гладко обработанными закаленными направляющими, поэтому в любом случае направляющие надо закалить до твердости 40…50 HRC и отполировать с шероховатостью Ra 0,63.Мало ли из чего в итоге нарежут втулки. Внутреннюю поверхность втулок полировать не надо, но шероховатость у нее должна быть не хуже Ra1,25.

Не будем забывать о том, что у нас кроме подшипниковых втулок есть еще бронзовые ходовые гайки. Там требования к материалу пожестче, но для нашего случая не намного. Имеет смысл унифицировать материал для ходовых гаек и втулок скольжения.

Что касается геометрии и зазоров, то тут вольностей лучше не допускать. Для обеспечения работоспособности нашего изделия при заданных точностях максимальный гарантированный зазор между втулкой и направляющей (диаметр 16 мм) должен быть порядка 0,034 мм, что соответствует ходовой посадке по 7-му квалитету (Н8/f7).

На практике, при штучном (не серийном) изготовлении поступают так. Сначала растачивают, запрессованные в корпусах втулки, с нужными допусками формы и расположения поверхностей, затем точно измеряют получившиеся отверстия, и только затем шлифуют направляющие до размера, обеспечивающего необходимый зазор. Потом все это дело маркируют, чтобы в дальнейшем не перепутать какие корпуса, по каким направляющим скользят.

Кроме зазора важный параметр подшипниковой втулки – ее длина. Вернее не длина, как таковая, а отношение длины к диаметру (l/d). Известно, что несущая способность подшипника пропорциональна квадрату отношения l/d. Учитывая положительное и отрицательное влияние l/d на несущую способность, чаще всего придерживаются средних значений l/d=0,8…1,2. При диаметре направляющей 16 мм диапазон длин втулок — 12,8…19.2 мм. Однако в нашей конструкции несущая способность подшипника заботит мало, нагрузки у нас небольшие. Больше заботит чувствительность втулки к перекосам. Очевидно, чем меньше отношение l/d, тем меньше эта чувствительность. Поэтому длину втулки лучше выбрать ближе к 13 мм, чем к 20.

И последнее замечание. Что делать если не получается выполнить все приведенные в этой главе рекомендации? Бросить это дело и не париться? Ну, почему же, просто надо быть готовым к тому, что в итоге качество изделия (станка) пострадает. Только и всего. А вдруг не пострадает? Пострадает, пострадает, вопрос в том насколько? А вот это с точностью никто не скажет. Вопрос типа: «А что будет, если бронзу заменить латунью, или вообще сделать пару скольжения — сталь по стали?» — не имеет смысла. Попробуйте, сделайте, потом расскажете. Ясно одно – будет хуже. Кстати, в неответственных направляющих невысокой точности пара скольжения сталь–сталь допускается, при этом детали пары должны иметь разную твердость, например, направляющая закаленная, а втулка, наоборот, отпущенная.

Бронзовая втулка БрАЖ

Бронзовые втулки БрАЖ9-4 содержат в своем составе от 84 до 90% меди, 8 – 10% алюминия и около 2 – 4% железа. Популярность бронзовых втулок БрАЖ9-4 обуславливается их небольшой ценой и техническими характеристиками. Сплав отличается достаточной устойчивость к истиранию, стойкостью к механическим нагрузкам, благодаря чему срок службы бронзовых втулок БрАЖ9-4 более продолжительный, в сравнении с другими марками бронз, в частности БрОЦС.

Бронзовые втулки БрАЖ применяются в оборудовании, узлы которого изготовлены из сплавов с высокой прочностью. Это аргументируется достаточно высокой твердостью сплава — 95-100 кгс/мм2. Если детали установок изготовлены из сплавов менее твердых, чем БрАЖ9-4 – при трении изнашиваться будут именно они, а не сама втулка из бронзы, что противоречит ее прямому назначению.

Сфера применения бронзовых подшипников

Популярность данных агрегатов обусловлена их высокой стойкостью к поступательным движениям (фрикциям), а так же коррозии, механическому воздействию и веществам, которые отличаются токсичным составом.

Подшипники из латуни имеют следующие характеристики:

Вкладыш из антифрикционного материала;
Зазор с валом;
Корпус самого устройства.

Бронзовые втулки имеют такие значительные отличительные особенности благодаря использованию в производстве других металлов. В качестве добавок применяется олово, свинец, железо, алюминий, а так же фосфор и цинк. Благодаря относительно мягкой поверхности, ее стороны, соприкасаясь с другими элементами деталей, не деформируются.

Сфера применения подшипника напрямую зависит от того, какой сплав применяется в его производстве. Например, втулки, имеющие в сплаве элементы фосфора, встречаются в производстве, где на механизмы оказывается большое давление. Это могут быть различного рода генераторы, мощные двигатели и реакторы. При добавлении в сплав железа, бронзовая втулка может выдерживать большие перепады температуры и физическое воздействие. Она обладает большой стойкостью к ударам и внутреннему давлению системы. Наличие таких подшипников из бронзы можно обнаружить в двигателях.

Резюмируя, можно выделить основные направления, в которых встречается бронзовый подшипник, это могут быть:

Машинные валы, которые работают, как с ударными, так и вибрационными нагрузками. Сюда входят двигатели внутреннего сгорания, буровые машины;
Коленчатые валы. В том случае, когда требуется разъемная втулка;
Валы, имеющие большой диаметр от 1 метра;
Устройства, которые работают с большой скоростью вращения. В таком случае использование механизмов качения невозможно ввиду их малого ресурса. Подшипники, отвечающие за скольжение, подходят в данном вопросе лучше всего;
Сферы, которые требуют высокой точности в работе от втулки. Это могут быть различного рода станки;
Отрасли с агрессивной окружающей средой, либо, напротив, места, где важна тихая работа устройства.

Бронзовая втулка БрАЖМц

В составе бронзы БрАЖМц10-3-1.5: медь в количестве от 83 до 88%, в пределах 9 – 11% чистого алюминия, 2 – 4% железа, а марганца — 1 – 2%. Незначительное содержание в сплаве марганца оказывает значительное положительное влияние – повышает антифрикционные свойства бронзовых втулок, их прочностные и температурные характеристики. Также изделия характеризуются высокой устойчивостью к процессам коррозии и стойкостью к повышенному давлению в условиях высоких температур.

Бронзовая втулка БрАЖМц востребована в судостроении — является составной частью высоконагруженных и ответственных узлов морской техники. Замена изношенных деталей в данной области не зависит от степени износа, а строго контролируется четким графиком ремонтов. Цена на бронзовые втулки БрАЖМц – относительно невысокая.

Бронзовая втулка БрОЦС

Оловянистая бронза БрОЦС5-5-5, часто использующаяся для изготовления втулок, состоит из 80,7 – 88% меди, 4 – 6% свинца, 4 – 6% цинка, 4 – 6% олова. Цена на бронзовые втулки БрОЦС5-5-5 небольшая, в сравнении с аналогичными изделиями из других марок, представленных на рынке – это их преимущество, т.к. втулки являются расходными материалами, которые достаточно часто необходимо заменять. Благодаря содержанию в составе сплава олова, втулки БрОЦС отличаются высокими характеристиками скольжения. Твердость по Бринеллю БрОЦС5-5-5 – около 70 кгс/мм2, это одна из наиболее мягких марок бронз, поэтому втулки из данного сплава считаются по отношению к другим деталям, которые участвуют в трении, наиболее щадящими.

Бронзовые втулки БрОЦС5-5-5 в основном применяют в случаях, когда износ других элементов, участвующих в трении, должен быть минимальным, ввиду невозможности либо больших сложностей их замены.

Особенности конструкции

Втулка скольжения представляет собой вставку в виде трубчатой шины, которая размещается между валом и гнездом в корпусе детали и имеет цилиндрическую форму. Также есть модели в виде цилиндра с фланцем. Необслуживаемые изделия (с возможностью функционирования без смазки), обладают простотой в монтаже и обслуживании.

Втулка имеет осевое отверстие в которое входит тело вращения (ось, цапфа), посаженное с зазором. Внешней цилиндрической поверхностью втулка запрессовывается в корпусную деталь. На втулке выполнен буртик или фланец для фиксации втулки в определенном положении до упора.

Материалы изготовления

Полностью либо частично втулки скольжения состоят из антифрикционных материалов, позволяющих максимально снизить коэффициент трения.

Существуют втулки цельной или многокомпонентной конструкции. Выполняются из стали, полимеров (пластика), бронзы и чугуна. Встречаются варианты с отверстиями для подачи смазочного материала (обслуживаемые) и без него (необслуживаемые).

Ассортимент товаров

Широкий диапазон технических характеристик устройств скольжения, доступных на рынке, достаточно широк и способен удовлетворить практически любые требования потребителя.

В ассортименте интернет-магазина промышленного оборудования “Промышленная Автоматизация” имеется большой выбор разнообразных втулок сухого скольжения нескольких серий:

Втулки скольжения с бронзово-графитовым покрытием ISB серии BG1.

Обслуживаемые устройства. Выполнены с отверстиями для подачи смазочного материала. Материал корпуса — латунь. Покрытие — бронза\графит.

Область применения — металлургия, машины для горнорудной промышленности, судостроительная промышленность, гидротурбины, сфера с коррозионными агентами или иными химическими веществами.

Втулки скольжения с бронзово-графитовым покрытием ISB серии BG2.

Втулки скольжения с бронзовым покрытием ISB серии SF1.

Цельная необслуживаемая конструкция. Рабочая температура эксплуатации от -195 до +280 °С.

Область применения — гидравлические транспортные средства, автомобили, мотоциклы, сельскохозяйственные и текстильные машины, гимнастическое оборудование.

Втулки скольжения с бронзовым покрытием ISB серии SF2.

Обслуживаемые устройства. Выполнены с отверстиями для подачи смазочного материала. Материал корпуса — сталь.

Покрытие — бронза. Рабочая температура от -40 до +130 °С.

Область применения: горнорудная промышленность и металлургия, печатные машины, гидроэлектрические станки, станки для холодной прокатки стали и др.

Втулки скольжения спеченные бронзовые ISB серии BNZ.

Цельная необслуживаемая конструкция. Материал корпуса — спеченная бронза. Рабочая температура от -80 до +160 °С.

Область применения: электрические машины, ткацкие станки, офисное оборудование, химическая и автомобильная промышленности.

Втулки скольжения спеченные бронзовые ISB серии BNZF с фланцем.