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.

Обширное применение бронзовых сплавов для производства втулок обусловлено их инновационными антифрикционными свойствами, механической стойкостью, устойчивостью к коррозии и агрессивным реагентам, высокой теплопроводностью, способностью хранить смазку и минимизировать коэффициент трения.

Марки бронзовых сплавов, содержащих в качестве примесей олово, фосфор, цинк, свинец, железо, алюминий и бериллий обеспечивают безупречное притирание поверхностей благодаря указанным преимуществам.

Свойства сплава регулируют применение конечной продукции. Например, изготовленные на основе бронзовых сплавов втулки скольжения, с добавкой фосфора,характеризуются наибольшими антифрикционными свойствами и эффективно используются для эксплуатации механизмов, оснащенных большими нагрузками (турбины, генераторы, электродвигатели). В свою очередь, сплавы с добавками железа и алюминия обладают повышенной ударной прочностью и являются наиболее подходящими для использования в механизмах с переменной нагрузкой (двигателях внутреннего сгорания и компрессорах).

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.

Методы, используемые для производства бронзовых втулок, включают литье, резание и центробежное литье. Среди этих методов наиболее востребованным и современным является центробежное литье, которое дает возможность получить изделия высокой плотности, особенно во внешних слоях, и свободных от воздушных полостей. Этот метод используется для производства около 60% производимых на сегодняшний день бронзовых втулок.

По данной технологии сплав заливается в форму, быстро вращающуюся в вертикальной или горизонтальной плоскости, и кристаллизуется при высоком давлении. Изделия, полученные таким способом, обладают оптимальными механическими свойствами и требуют минимальных припусков при обработке, что позволяет снизить затраты на их производство.

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.

Размеры бронзовых втулок стоят недешево, их цена может зависеть от разных параметров. Прежде всего это марка бронзы, размеры изделия, компания-производитель и объем поставляемой партии. Например, в зависимости от диаметра, стоимость изделий, изготовленных из бронзы марок БрОЦС 5-5-5, БрАЖ 9-4, БрА9Жзл или БрО10Ф1, диаметром от 60 до 900 мм, может варьироваться в пределах от 290 до 570 руб. за кг.

Многие компании предпочитают не покупать готовые втулки, а приобретать бронзовый прокат и обрабатывать его самостоятельно. Это позволяет изготовить необходимые детали разных форм и размеров, что особенно важно, когда используются комплектующие нестандартной конфигурации. Кроме того, такой способ позволяет дополнительно сэкономить денежные средства.

Стоимость круглого прутка, изготовленного из олова (ГОСТ 24301-93) и безоловянных марок (ГОСТ 1628-78) составляет примерно от 200 до 440 рублей за килограмм. Аналогичная цена действует и для труб разных диаметров (ГОСТ 24301-93, ГОСТ 1208-90, ГОСТ 2622-75).

Таким образом, приобретение бронзовых втулок или проката – это надежный способ обеспечить оборудование высококачественными комплектующими, которые существенно улучшают его функционал. Благодаря большому количеству марок бронзы можно подобрать изделия, которые по своим физико-химическим показателям максимально соответствуют условиям дальнейшего использования.

Фото: freepik.com