Бронзовые втулки скольжения: применение, особенности производства и цены

В настоящее время бронзовые втулки выступают в роли подшипников скольжения, применяемых при создании различного рода промышленного оборудования, такого как экскаваторы, тракторы, самосвалы, прессы, насосы, а также шахтная и горная техника. Они отличаются пластичностью, а также низким коэффициентом трения и плохой адгезией. Бронзовые втулки, выполненные из цветного металла, обладают стабильностью свойств и хорошей теплопроводностью. Если использовать в составе различного промышленного оборудования бронзовые втулки, можно снизить вероятность возникновения аварий, а также повысить надежность и продлить срок эксплуатации основных узлов оборудования.

Применение бронзовых втулок

Бронзовые сплавы широко используются для производства втулок благодаря своим антифрикционным свойствам, механической прочности, устойчивости к коррозии и агрессивным реагентам, возможности удержания смазки, высокой теплопроводности и низкому коэффициенту трения.

Преимущества бронзы определяют сферу применения готовых изделий. В сплавах, содержащих мягкие металлы (олово, фосфор, цинк, свинец, железо, алюминий и бериллий), достигается максимальное притирание поверхностей.

Например, бронзовые втулки скольжения, содержащие фосфор, обладают максимальными антифрикционными свойствами и применяются в механизмах, работающих с большими нагрузками, таких как генераторы, турбины, электродвигатели. А сплавы с добавками железа и алюминия обладают высокой ударной прочностью и находят применение 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.

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.

Метод литья в кокиль является вторым по популярности способом производства изделий. Для этого используется специальная разборная форма, которая заполняется жидким металлом. После застывания и охлаждения продукта, кокиль раскрывается, и из него извлекают уже готовое изделие. Однако основной недостаток этого метода состоит в том, что процесс заполнения формы происходит только за счет силы тяжести, без внешнего давления. В результате этого плотность и механические свойства изделий оказываются ниже, чем у аналогов, полученных методом центробежного литья. Тем не менее, литье в кокиль имеет свои преимущества, такие как возможность изготовления сложных форм и больших размеров изделий (до 1500 кг).

Кроме литья, еще одним способом производства продукции является обработка резанием. Она широко применяется для изготовления продукции из оловянно-свинцовых бронз БрОЦС. У остальных видов бронз обработка резанием возможна только на 20%. Однако при использовании этого способа в некоторых случаях стоимость изделий может увеличиваться из-за необходимости значительных припусков на механическую обработку заготовки.

Для производства втулок методом резания используются прокаты, предназначенные для дальнейшей обработки на станках. Наиболее часто используемыми полуфабрикатами являются трубы БрОЦС5-5-5 (ГОСТ 24301–93) и прутки БрАЖ9-4, БрАЖМц10-3-1.5, БрАЖН10-4-4, БрАМц9-2, БрКМц3-1, БрКН1-3 (ГОСТ 1628–78).

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