Бронзовые втулки скольжения: применение, особенности производства и цены

Подшипники скольжения, изготавливаемые из бронзовых втулок, широко применяются в промышленном производстве, в том числе при производстве экскаваторов, тракторов, насосов, шахтной и горной техники, самосвалов и прессов. Бронзовые втулки, выполненные из термостойкого материала, демонстрируют пластичность, высокий уровень теплопроводности, устойчивость к изменению свойств, низкий коэффициент трения и плохую адгезию. Замена обычных подшипников на бронзовые втулки способствует минимизации вероятности поломок оборудования, повышению надежности его работы и удлинению срока эксплуатации.

Применение бронзовых втулок в различных сферах

Бронзовые сплавы широко применяются для производства втулок в силу их многих преимуществ. Они обладают антифрикционными свойствами, механической прочностью, устойчивостью к коррозии и химическим реагентам, хорошей теплопроводностью, способностью удерживать смазку и снижать трение.

Особенности марок бронзы, включающих мягкие металлы, такие как олово, фосфор, цинк, свинец, железо, алюминий и бериллий обеспечивают максимальное притирание поверхностей. Эти свойства определяют область применения готовых изделий.

Бронзовые втулки скольжения, произведенные с применением фосфора, имеют максимальные антифрикционные свойства и применяются для оснащения механизмов, работающих с большими нагрузками, таких как генераторы, турбины и электродвигатели.

Сплавы с добавками железа и алюминия обладают высокой ударной прочностью и используются в механизмах с переменными нагрузками, например, в компрессорах и двигателях внутреннего сгорания.

Бронзовые подшипники скольжения широко применяются в различных отраслях промышленности:

• В производстве железнодорожной и автомобильной техники, в том числе для локомотивов и тяжелых грузовиков;
• В гидроэнергетике, где они используются для производства гидротурбин и сервомоторов;
• В горнодобывающей промышленности, где они применяются для карьерных экскаваторов и дробильных установок;
• В тяжелой промышленности, включая изготовление цилиндров, прокатных станов, гидравлических прессов, венцов червячных колес, ковочного и штамповочного оборудования.

При оценке качества втулок необходимо учитывать ряд параметров, включая коэффициент трения, устойчивость к ударным нагрузкам, максимально допустимое давление, скорость движения трущихся частей механизма и возможность работы с валом, произведенным из незакаленной стали.

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.

Стоимость бронзовых втулок зависит от нескольких факторов, включая марку бронзы, диаметр изделия, производителя и размеры партии. Например, цена на втулки диаметром от 60 до 900 мм, сделанных из БрОЦС 5-5-5, БрАЖ 9-4, БрА9Жзл или БрО10Ф1, составляет примерно от 290 до 570 рублей за килограмм, в зависимости от диаметра.

Однако, многие компании предпочитают покупать бронзовый прокат и затем производить обработку втулок самостоятельно. Это позволяет получать изделия нужной формы и размера, что особенно важно при использовании нестандартных комплектующих. Кроме того, самостоятельная обработка проката существенно экономит деньги.

Круглый пруток оловянных (ГОСТ 24301–93) и безоловянных марок (ГОСТ 1628–78) стоит от 200 до 440 рублей за килограмм. Аналогичная цена у труб разных диаметров (ГОСТ 24301–93, ГОСТ 1208–90, ГОСТ 2622–75).

Таким образом, покупка бронзовых втулок или проката – это отличное решение для того, чтобы снабдить оборудование долговечными и качественными комплектующими. Такие втулки надежно защищают рабочие механизмы от износа и поломок. Благодаря огромному количеству марок сырья, используемого при изготовлении, можно легко подобрать втулки, которые наилучшим образом соответствуют планируемому применению.

Фото: freepik.com