Sürtünməyə qarşı materiallar: ümumi baxış, xassələri, tətbiqi

2024 Müəllif: Howard Calhoun | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-17 10:18

Texniki blokların, maşınların və avadanlıqların ayrı-ayrı elementar qruplarının istismarı prosesi qaçılmaz olaraq aşınma ilə müşayiət olunur. Fərqli dərəcədə intensivliklə hissələrin bir-birinə qarşılıqlı mexaniki təsiri onların səthlərinin aşınmasına və daxili quruluşun məhvinə səbəb olur. Bundan əlavə, ətraf mühit tez-tez eroziya və kavitasiya şəklində oxşar təsir göstərir. Nəticədə, avadanlıq performansının itirilməsi və ya ən azı əməliyyat xüsusiyyətlərinin azalması var. Toz sürtünmə və sürtünmə əleyhinə materialların aşağıdakı icmalları sizə arzuolunmaz sürtünməni minimuma endirməyin yollarını anlamağa kömək edəcək. Bu cür materiallar sənaye avadanlıqları və məişət texnikası, eləcə də tikinti alətləri üçün istifadə üçün tövsiyə olunur.

Sürtünmə və sürtünmə əleyhinə materiallar arasında fərqlər

Bu materialların bir kontekstdə nəzərdən keçirilməsi onların funksiyasının mexanizmlərin işinin ümumi xarakteristikası - sürtünmə əmsalı ilə əlaqədar olması ilə əlaqədardır. Ancaq sürtünmə əleyhinə elementlər və əlavələr bu dəyəri az altmaqdan məsuldursa, sürtünmə elementləri, əksinə, onu artırır. Bu vəziyyətdə, məsələn, artan toz ərintilərisürtünmə əmsalı hədəf işçi qrupunun aşınma müqavimətini və mexaniki gücünü təmin edir. Belə keyfiyyətlərə nail olmaq üçün sürtünmə xammalının tərkibinə odadavamlı oksidlər, bor, silisium karbidləri və s. daxil edilir. Friksiyaya qarşı elementlərdən fərqli olaraq sürtünmə elementləri çox vaxt mexanizmlərdə tam hüquqlu funksional orqanları təmsil edir. Bu, xüsusilə əyləclər və muftalar ola bilər.

Sürtünməni artırmaq vəzifələrini təmin edərək, eyni zamanda xüsusi texniki tapşırıqları yerinə yetirirlər. Eyni zamanda, həm sürtünmə, həm də sürtünmə əleyhinə materiallar istifadədən əvvəl ciddi laboratoriya sınaqlarından keçir. Əyləclər üçün eyni ərintilər tam miqyaslı və dəzgah testlərindən keçir, bu müddət ərzində onların praktikada tətbiqinin məqsədəuyğunluğu müəyyən edilir. Polimerlərdən texnoloji cəhətdən ən qabaqcıl sürtünmə materialları bu gün müxtəlif üsullarla istehsal olunur. Beləliklə, əyləc qrupunun mexanizmləri üçün presləmə texnikası istifadə olunur - formalarda bloklar, lövhələr və sektorlar hazırlanır. Lent materialları toxunma texnikasından istifadə edilməklə, örtüklər isə yuvarlanaraq istehsal olunur.

Əleyhinə materialların xüsusiyyətləri

Sürtünmə əleyhinə funksiyası olan hissələr onların əsas performansını müəyyən edən geniş tələblərə cavab verməlidir. Hər şeydən əvvəl, material həm cütləşən hissəyə, həm də iş mühitinə uyğun olmalıdır. İşdən əvvəl və sonra uyğunluq şəraitində material lazımi sürtünmə azaldılmasını təmin edir. Burada qaçış kimi qeyd etmək lazımdır. Bu xüsusiyyət elementin səthin həndəsəsini təbii şəkildə tənzimləmək qabiliyyətini müəyyənləşdirir.müəyyən bir iş yerinə uyğun olan optimal forma altında. Başqa sözlə, hissədən mikro pürüzlü əlavə struktur silinir, bundan sonra işə giriş minimum yüklə iş şəraitini təmin edəcək.

Aşınma müqaviməti də bu materialların mühüm xüsusiyyətidir. Sürtünməyə qarşı elementlər müxtəlif növ aşınmalara qarşı müqaviməti təmin edən bir quruluşa malik olmalıdır. Eyni zamanda, hissə həddindən artıq sərt və sərt olmamalıdır, çünki bu, sürtünmə əleyhinə material üçün arzuolunmaz olan tutma riskini artıracaqdır. Üstəlik, texnoloqlar bərk hissəciklərin udulması kimi bir xüsusiyyəti ayırırlar. Fakt budur ki, müxtəlif dərəcələrdə sürtünmə kiçik elementlərin - tez-tez metalın sərbəst buraxılmasına kömək edə bilər. Öz növbəsində, sürtünmə əleyhinə səth belə hissəcikləri iş yerindən kənarlaşdıraraq, öz içinə "basmaq" qabiliyyətinə malikdir.

Metal sürtünməyə qarşı materiallar

Metal əsaslı məhsullar sürtünmə əleyhinə qrupun elementlərinin ən geniş çeşidini təşkil edir. Onların əksəriyyəti maye sürtünmə rejimində, yəni rulmanların vallardan nazik bir yağ təbəqəsi ilə ayrıldığı şəraitdə işləməyə yönəldilmişdir. Və buna baxmayaraq, qurğu dayandırıldıqda və işə salındıqda, sözdə sərhəd sürtünmə rejimi qaçılmaz olaraq baş verir, burada yağ filmi yüksək temperaturun təsiri altında məhv edilə bilər. Rulman qruplarında istifadə olunan metal hissələri iki növə bölmək olar: yumşaq elementlərstrukturu və bərk əlavələr və sərt baza və yumşaq əlavələr ilə ərintilər. Birinci qrup haqqında danışırıqsa, onda antifriction materialları kimi babbits, pirinç və bürünc ərintiləri istifadə edilə bilər. Yumşaq quruluşlarına görə tez daxil olurlar və uzun müddət yağ təbəqəsi xüsusiyyətlərini saxlayırlar. Digər tərəfdən, bərk daxilolmalar bitişik elementlərlə - məsələn, eyni millə olan mexaniki kontaktlarda aşınma müqavimətinin artmasına səbəb olur.

Babbits qurğuşun və ya qalay əsasında hazırlanmış ərintidir. Ayrıca, fərdi keyfiyyətləri yaxşılaşdırmaq üçün struktura alaşımlı ərintilər əlavə edilə bilər. Təkmilləşdirilmiş xüsusiyyətlər arasında korroziyaya davamlılıq, sərtlik, möhkəmlik və möhkəmlik qeyd edilə bilər. Bu və ya digər xarakteristikanın dəyişməsi hansı alaşımlı materialların istifadə edildiyi ilə müəyyən edilir. Sürtünməyə qarşı babbitlər kadmium, nikel, mis, sürmə və s. ilə dəyişdirilə bilər. Məsələn, standart babbitdə təxminən 80% qalay və ya qurğuşun, 10% surma, qalan hissəsi isə mis və kadmiumdan ibarətdir.

Sürtünməni minimuma endirmək vasitəsi kimi qurğuşun ərintiləri

Friksiyon əleyhinə ərintilərin giriş səviyyəsi qurğuşun babbitləridir. Əlverişlilik bu materialın işinin xüsusiyyətlərini müəyyənləşdirir - ən az kritik iş funksiyalarında. Qurğuşun bazası, qalay ilə müqayisədə, babbitləri daha az yüksək mexaniki müqavimət və aşağı korroziyadan qoruyur. Düzdür, belə ərintilərdə belə qalay olmadan edə bilməz - məzmunu ola bilər18%-ə çatır. Bundan əlavə, tərkibə mis komponenti də əlavə edilir ki, bu da seqreqasiya proseslərinin qarşısını alır - məhsulun həcmində müxtəlif kütləli metalların qeyri-bərabər paylanması.

Sürtünmə əleyhinə xüsusiyyətlərə malik ən sadə qurğuşun materialları yüksək dərəcədə kövrəklik ilə xarakterizə olunur, ona görə də onlar dinamik yüklərin azaldıldığı şəraitdə istifadə olunur. Xüsusilə, rels maşınları, teplovozlar və ağır mühəndislik komponentləri üçün podşipniklər bu cür materialların istifadə olunduğu yerdir. Kalsiumdan istifadə edən sürtünmə əleyhinə ərintiləri qurğuşun ərintilərinin modifikasiyası adlandırmaq olar. Bu vəziyyətdə yüksək sıxlıq və aşağı istilik keçiriciliyi kimi keyfiyyətlər qeyd olunur. Əsas da qurğuşundur, lakin əhəmiyyətli nisbətdə natrium, kalsium və sürmə əlavələri ilə tamamlanır. Bu materialın zəif tərəflərinə gəldikdə, onlar oksidləşmə qabiliyyətini ehtiva edir, buna görə də kimyəvi cəhətdən aktiv mühitlərdə istifadə etmək tövsiyə edilmir.

Ümumilikdə babbitlərdən danışsaq, deyə bilərik ki, bu, sürtünməni minimuma endirmək üçün ən təsirli həlldən uzaqdır, lakin keyfiyyətlərin birləşməsi baxımından iş baxımından faydalı olduğu ortaya çıxır. Bunlar, antifriction xüsusiyyətləri elementin işini pisləşdirən azaldılmış yorğunluq müqaviməti ilə düzəldilə bilən materiallardır. Bununla belə, bəzi hallarda gücün çatışmazlığı dizayna polad və ya çuqun gövdələrin daxil edilməsi ilə kompensasiya edilir.

Bürünc sürtünmə əleyhinə ərintilərin xüsusiyyətləri

Bürüncün fiziki və kimyəvi xassələrisürtünmə əleyhinə ərintilərə olan tələblərlə üzvi şəkildə birləşdirilir. Bu metal, xüsusilə, xüsusi təzyiqin kifayət qədər göstəricilərini, şok yüklər altında işləmə qabiliyyətini, daşıyıcıların yüksək fırlanma sürətini və s. Şok yükləri altında laynerlərin işləməsi üçün eyni format BrOS30 markası üçün məqbuldur, lakin BrAZh üçün tövsiyə edilmir. Bürünc materialların sinfində mexaniki xüsusiyyətlərə görə də fərqlər var. Bu keyfiyyətlər qrupu bərkidilmiş şaftlarla əlaqənin təbiətindən və əlavə sərtləşməyə malik ola bilən trunnionun istifadəsindən asılı olacaq. Yenə də ərinti strukturunun möhkəmliyindən danışmaq mümkün deyil.

Bürünc əşyalara qalay, mis və qurğuşun da daxil ola bilər. Eyni zamanda, sadalanan metalların hamısı babbitin əsası kimi istifadə edilə bilərsə, mis əsaslı sürtünmə əleyhinə materiallar olduqca nadir hallarda istifadə olunur. Bu halda, mis komponenti tez-tez 2-3% məzmun nisbəti ilə eyni aşqar kimi çıxış edir. Daxiletmələrin qalay qurğuşun birləşmələri optimal hesab olunur. Onlar mexaniki güc baxımından digər kompozisiyalara uduzsalar da, antifriction komponenti kimi ərintinin kifayət qədər performansını təmin edirlər. Birləşdirilmiş bürünc materiallar elektrik mühərrikləri, turbinlər, kompressor aqreqatları və yüksək təzyiq və aşağı sürüşmə sürəti ilə işləyən digər qurğular üçün bərk podşipniklərin istehsalında istifadə olunur.

Tozsürtünmə materialları

Belə materiallardan tırtıllı avtomobillərin, avtomobillərin, dəzgahların, tikinti mexanizmlərinin və s.-nin ötürücü və əyləc aqreqatları üçün nəzərdə tutulmuş kompozisiyalarda istifadə olunur. Toz komponentlər əsasında hazır məhsullar sektor astarları, disklər və yastıqlar şəklində istehsal olunur. Eyni zamanda, antifriksion tipli toz ərintiləri üçün başlanğıc materiallar sürtünmə komponentlərində olduğu kimi eyni nomenklatura ilə formalaşır - dəmir və mis ən çox istifadə olunur, lakin başqa birləşmələr mövcuddur.

Məsələn, alüminium və qalay bürüncdən hazırlanmış materiallar, o cümlədən qrafit və qurğuşun, 50 m/s-lik hissələrin sürüşmə sürətində sürtünmə şəraitində özünü effektiv şəkildə göstərir. Yeri gəlmişkən, rulmanlar 5 m / s sürətlə işləyərkən, metal toz məhsulları metal-plastik xammal ilə əvəz edilə bilər. Bu, artıq çevik işçi strukturu və azaldılmış gücü olan sürtünmə əleyhinə kompozit materialdır. Artan yük şəraitində istifadə baxımından ən sərfəli dəmir və misdən hazırlanmış materiallardır. Əlavələr kimi qrafit, silikon oksid və ya barium istifadə olunur. Bu elementlərin işləməsi 300 MPa təzyiqdə və 60 m/s-ə qədər sürüşmə sürətində mümkündür.

Toz sürtünmə əleyhinə materiallar

Sürtünməyə qarşı məhsullar toz xammaldan da istehsal olunur. Onlar yüksək aşınma müqaviməti, aşağı sürtünmə əmsalı və şafta tez daxil olmaq qabiliyyəti ilə xarakterizə olunur. Həmçinin, sürtünmə əleyhinə toz materialları sürtünməni minimuma endirən ərintilərlə müqayisədə bir sıra üstünlüklərə malikdir. Onların aşınma müqavimətinin eyni babbitlərdən orta hesabla daha yüksək olduğunu söyləmək kifayətdir. Toz halında metalların əmələ gətirdiyi məsaməli struktur sürtkü yağları ilə effektiv hopdurulmağa imkan verir.

İstehsalçılar müxtəlif formalarda son məhsullar yaratmaq imkanına malikdirlər. Bunlar digər yumşaldılmış xammallarla doldurulmuş ara boşluqları olan çərçivə və ya matris hissələri ola bilər. Və əksinə, bəzi ərazilərdə yumşaq çərçivə bazası olan antifriksion toz materiallarına daha çox tələbat var. Xüsusi pətəklərdə müxtəlif səviyyələrdə dispersiyaya malik bərk daxilolmalar təmin edilir. Bu keyfiyyət hissələrin sürtünmə intensivliyini təyin edən parametrləri tənzimləmək imkanı baxımından da böyük əhəmiyyət kəsb edir.

Sürtünməyə qarşı polimer materiallar

Müasir polimer xammalı sürtünməni azaldan hissələr üçün yeni texniki və əməliyyat keyfiyyətlər əldə etməyə imkan verir. Əsas kimi həm kompozit ərintilər, həm də metal-plastik tozlar istifadə edilə bilər. Bu cür materialların əsas fərqləndirici xüsusiyyətlərindən biri, daha sonra bərk sürtkü funksiyasını yerinə yetirəcək olan əlavələrin struktur boyunca bərabər paylanmasıdır. Belə maddələrin siyahısında qrafitlər, sulfidlər, plastiklər və digər birləşmələr qeyd olunur. Polimer və sürtünmə əleyhinə materialların iş xüsusiyyətləri əsasən modifikatorlardan istifadə etmədən əsas səviyyədə birləşir: bu, aşağı sürtünmə əmsalı və kimyəvi aktiv mühitə müqavimətdir vəsu mühitində işləmək imkanı. Unikal keyfiyyətlərdən söz düşmüşkən, polimerlər hətta xüsusi sürtkü ilə möhkəmləndirilmədən də öz vəzifələrini yerinə yetirə bilirlər.

Friksiyon əleyhinə materialların tətbiqi

Sürtünməyə qarşı elementlərin əksəriyyəti ilkin olaraq rulman qruplarında istifadə üçün nəzərdə tutulub. Onların arasında aşınma müqavimətini artırmaq üçün nəzərdə tutulmuş hissələr və sürüşməni yaxşılaşdıran komponentlər var. Maşınqayırma və dəzgahqayırmada belə məhsullar mühərriklərin, porşenlərin, muftaların, turbinlərin və s. istehsalında istifadə olunur. Burada sərf olunan materialların əsasını işləyən və stasionar konstruksiyaya daxil edilən sürüşmə rulmanlarının sürtünmə əleyhinə materialları təşkil edir. avadanlıq.

Tikinti sənayesi də sürtünmə əleyhinə funksiya olmadan edə bilməz. Belə hissələrin köməyi ilə mühəndis strukturları, montaj strukturları və hörgü materialları gücləndirilir. Dəmir yollarının tikintisində onlar vaqonların struktur elementlərinin quraşdırılmasında istifadə olunur. Polimer əsaslı sürtünmə əleyhinə materialların istifadəsi də geniş yayılmışdır, onlar öz yerini, məsələn, kasnakların, dişli çarxların, kəmər ötürücülərinin və s. birləşdirici struktur kimi tapırlar.

Nəticə

Yalnız ilk baxışdan sürtünməni az altmaq vəzifəsi ikinci dərəcəli və çox vaxt isteğe bağlı görünə bilər. Yağlama mayelərinin təkmilləşdirilməsi həqiqətən əsas işçi qrupunun aşınmasını azaldan köməkçi texniki elementlərdən bəzi mexanizmlərdən qurtulmağa imkan verir. Klassikdən keçid keçidibabbitt-dən dəyişdirilmiş yüksək məhsuldar sürtkü yağını iş şəraiti baxımından daha yumşaq strukturu və çox yönlü olması ilə xarakterizə olunan sürtünmə əleyhinə polimer materialları adlandırmaq olar. Bununla belə, metal hissələrin yüksək təzyiq və fiziki təsir altında işləməsi hələ də bərk hallı sürtünmə əleyhinə laynerlərin daxil edilməsini tələb edir. Üstəlik, bu sinif materiallar nəinki keçmişdə qalmır, həm də möhkəmlik, sərtlik və mexaniki dayanıqlıq xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırmaqla inkişaf edir.