Sürtünme önleyici malzemeler: genel bakış, özellikler, uygulama

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 10:43

Teknik birimlerin, makinelerin ve bireysel temel ekipman gruplarının çalışma sürecine kaçınılmaz olarak aşınma eşlik eder. Parçaların birbirleri üzerindeki değişen yoğunluk derecelerinde karşılıklı mekanik etkisi, yüzeylerinin aşınmasına ve iç yapının tahrip olmasına yol açar. Ek olarak, çevre genellikle erozyon ve kavitasyon şeklinde benzer bir etkiye sahiptir. Sonuç olarak, ekipman performansında bir kayıp veya en azından operasyonel özelliklerde bir azalma olur. Toz halindeki sürtünme ve sürtünme önleyici malzemelerle ilgili aşağıdaki incelemeler, istenmeyen sürtünmeyi en aza indirmenin yollarını anlamanıza yardımcı olacaktır. Bu tür malzemelerin endüstriyel ekipman ve ev aletlerinin yanı sıra inşaat aletlerinde kullanılması tavsiye edilir.

Sürtünme ve sürtünme önleyici malzemeler arasındaki farklar

Bu malzemelerin bir bağlamda ele alınması, işlevlerinin mekanizmaların çalışmasının genel özelliği olan sürtünme katsayısı ile ilgili olmasından kaynaklanmaktadır. Ancak bu değeri düşürmekten sürtünme önleyici elemanlar ve katkı maddeleri sorumluysa, tam tersine sürtünme elemanları onu arttırır. Bu durumda, örneğin, arttırılmış toz alaşımlarısürtünme katsayısı, hedef çalışma grubunun aşınma direncini ve mekanik mukavemetini sağlar. Bu tür nitelikleri elde etmek için, refrakter oksitler, bor, silikon karbürler vb. Sürtünme hammaddelerinin bileşimine dahil edilir. Sürtünme önleyici elemanların aksine, sürtünme elemanları genellikle mekanizmalarda tam teşekküllü fonksiyonel organları temsil eder. Bu, özellikle frenler ve debriyajlar olabilir.

Sürtünmeyi artırma görevlerini sağlayarak, aynı anda belirli teknik görevleri yerine getirirler. Aynı zamanda, hem sürtünme hem de sürtünme önleyici malzemeler, kullanımdan önce sıkı laboratuvar testlerinden geçer. Frenler için aynı alaşımlar, pratikte uygulamalarının uygunluğunun belirlendiği tam ölçekli ve tezgah testlerine tabi tutulur. Polimerlerden teknolojik olarak en gelişmiş sürtünme malzemeleri günümüzde çeşitli yöntemlerle üretilmektedir. Bu nedenle, fren grubunun mekanizmaları için presleme tekniği kullanılır - formlarda bloklar, plakalar ve sektörler yapılır. Bant malzemeleri dokuma tekniği kullanılarak, bindirmeler ise haddeleme yöntemiyle üretilir.

Sürtünme önleyici malzemelerin özellikleri

Sürtünme önleme işlevine sahip parçalar, temel performanslarını belirleyen çok çeşitli gereksinimleri karşılamalıdır. Öncelikle malzeme hem eşleşen parçaya hem de çalışma ortamına uyumlu olmalıdır. İçeri girmeden önce ve sonra uyumluluk koşulları altında, malzeme gerekli sürtünme az altma derecesini sağlar. Burada alıştırmayı bu şekilde not etmek gerekir. Bu özellik, elemanın yüzey geometrisini doğal olarak ayarlama yeteneğini tanımlar.belirli bir operasyon yeri için uygun olan en uygun şekil altında. Diğer bir deyişle mikro pürüzlü ekstra bir yapı parçadan silinir, bundan sonra rodaj minimum yüklerle çalışma koşulları sağlayacaktır.

Aşınma direnci de bu malzemelerin sahip olduğu önemli bir özelliktir. Sürtünme önleyici elemanlar, çeşitli aşınma türlerine karşı direnç sağlayan bir yapıya sahip olmalıdır. Aynı zamanda, parça aşırı rijit ve sert olmamalıdır, çünkü bu, sürtünme önleyici malzeme için istenmeyen sıkışma riskini artıracaktır. Ayrıca, teknoloji uzmanları katı parçacıkların emilmesi gibi bir özelliği seçerler. Gerçek şu ki, değişen derecelerde sürtünme, genellikle metal olmak üzere küçük elementlerin salınmasına katkıda bulunabilir. Buna karşılık, sürtünme önleyici yüzey, bu tür parçacıkları çalışma alanından uzaklaştırarak kendi içine "basma" yeteneğine sahiptir.

Sürtünme önleyici metal malzemeler

Metal bazlı ürünler, sürtünme önleyici grubun en geniş eleman yelpazesini oluşturur. Çoğu, sıvı sürtünme modunda, yani yatakların şaftlardan ince bir yağ tabakasıyla ayrıldığı koşullar altında çalışmaya odaklanır. Ve yine de, ünite durdurulduğunda ve çalıştırıldığında, yağ filminin yüksek sıcaklıkların etkisi altında tahrip olabileceği, kaçınılmaz olarak sınır sürtünme modu meydana gelir. Yatak gruplarında kullanılan metal parçalar iki tipe ayrılabilir: yumuşaksert bir taban ve yumuşak ekler ile yapı ve katı ekler ve alaşımlar. İlk grup hakkında konuşursak, sürtünme önleyici malzemeler olarak babbitler, pirinç ve bronz alaşımlar kullanılabilir. Yumuşak yapıları sayesinde çabuk çalışırlar ve yağ filmi özelliklerini uzun süre korurlar. Öte yandan, katı kapanımlar, örneğin aynı mil ile bitişik elemanlarla mekanik temaslarda artan aşınma direncine neden olur.

Babbitler, kurşun veya kalay bazlı bir alaşımdır. Ayrıca, bireysel nitelikleri geliştirmek için yapıya alaşım alaşımları eklenebilir. Geliştirilmiş özellikler arasında korozyon direnci, sertlik, tokluk ve mukavemet not edilebilir. Bir veya diğer özellikteki değişiklik, hangi alaşım malzemelerinin kullanıldığına göre belirlenir. Sürtünme önleyici babbitler kadmiyum, nikel, bakır, antimon vb. ile değiştirilebilir. Örneğin, standart bir babbit yaklaşık %80 kalay veya kurşun, %10 antimon içerir ve geri kalanı bakır ve kadmiyumdur.

Sürtünmeyi en aza indirmenin bir yolu olarak kurşun alaşımları

Sürtünme önleyici alaşımların giriş seviyesi kurşun babbitlerdir. Karşılanabilirlik, bu malzemenin çalışmasının özelliklerini - en az kritik iş işlevlerinde belirler. Kalay ile karşılaştırıldığında kurşun taban, babbitlere daha az yüksek mekanik direnç ve düşük korozyon koruması sağlar. Doğru, bu tür alaşımlarda bile kalay olmadan yapamaz - içeriği%18'e ulaşmak. Ek olarak, bileşime, ayrışma işlemlerini önleyen bir bakır bileşeni de eklenir - ürünün hacminde farklı kütlelerdeki metallerin eşit olmayan dağılımı.

Sürtünme önleyici özelliklere sahip en basit kurşun malzemeler, yüksek derecede kırılganlık ile karakterize edilir, bu nedenle az altılmış dinamik yüklerin olduğu koşullarda kullanılırlar. Özellikle paletli makineler, dizel lokomotifler ve ağır mühendislik bileşenleri için rulmanlar, bu tür malzemelerin kullanıldığı yerlerde hedef bir niştir. Kalsiyum kullanan sürtünme önleyici alaşımlar, kurşun alaşımlarının bir modifikasyonu olarak adlandırılabilir. Bu durumda, yüksek yoğunluk ve düşük ısı iletkenliği gibi nitelikler not edilir. Baz da kurşundur, ancak önemli oranlarda sodyum, kalsiyum ve antimon katkılarıyla da desteklenir. Bu malzemenin zayıf noktalarına gelince, oksitlenebilirlik içerirler, bu nedenle kimyasal olarak aktif ortamlarda kullanılması tavsiye edilmez.

Babitler hakkında genel olarak konuşursak, bunun sürtünmeyi en aza indirmek için en etkili çözümden uzak olduğunu söyleyebiliriz, ancak niteliklerinin birleşimi açısından, çalışma açısından faydalı olduğu ortaya çıkıyor. Bunlar, sürtünme önleyici özellikleri, elemanın performansını kötüleştiren az altılmış yorulma direnci ile dengelenebilen malzemelerdir. Bununla birlikte, bazı durumlarda, tasarımdaki çelik veya dökme demir gövdelerin dahil edilmesi, güç eksikliğini telafi eder.

Bronz sürtünme önleyici alaşımların özellikleri

Bronzun fiziksel ve kimyasal özelliklerisürtünme önleyici alaşımlar için gereklilikler ile organik olarak birleştirilir. Bu metal, özellikle, belirli basınç, şok yükleri altında çalışma yeteneği, yüksek yatak dönüş hızı vb. için yeterli göstergeler sağlar. Ancak belirli işlevler için bronz seçimi de markasına bağlı olacaktır. Gömleklerin şok yükleri altında çalışması için aynı format BrOS30 markası için kabul edilebilir, ancak BrAZh için önerilmez. Bronz malzeme sınıfında mekanik özellikler açısından da farklılıklar vardır. Bu nitelikler grubu, sertleştirilmiş şaftlar ile ara yüzün doğasına ve ilave sertleştirmeye sahip olabilecek bir muylu kullanımına bağlı olacaktır. Ve yine alaşım yapısının sağlamlığından bahsetmek mümkün değil.

Bronz ürünler ayrıca kalay, pirinç, kurşun içerebilir. Aynı zamanda, listelenen metallerin tümü babbitt'in temeli olarak kullanılabiliyorsa, bakır bazlı sürtünme önleyici malzemeler çok nadiren kullanılır. Bu durumda, bakır bileşen genellikle %2-3'lük bir içerik oranıyla aynı katkı maddesi olarak işlev görür. Kalay-kurşun inklüzyon kombinasyonları optimal olarak kabul edilir. Mekanik mukavemet açısından diğer bileşimlere karşı kaybetmelerine rağmen, sürtünme önleyici bir bileşen olarak alaşımın yeterli performansını sağlarlar. Kombine bronz malzemeler, elektrik motorları, türbinler, kompresör üniteleri ve yüksek basınç ve düşük kayma hızında çalışan diğer üniteler için katı yatakların imalatında kullanılmaktadır.

Tozsürtünme malzemeleri

Bu tür malzemeler paletli araçların, otomobillerin, takım tezgahlarının, yapı mekanizmalarının vb. şanzıman ve fren ünitelerine yönelik bileşimlerde kullanılır. Toz bileşenlere dayalı bitmiş ürünler sektör balataları, diskler ve balatalar şeklinde üretilir. Aynı zamanda, sürtünme önleyici tip toz alaşımları için başlangıç malzemeleri, sürtünme bileşenleri durumunda olduğu gibi aynı isimlendirme ile oluşturulur - en sık demir ve bakır kullanılır, ancak başka kombinasyonlar da mevcuttur.

Örneğin, grafit ve kurşun içeren alüminyum ve kalay bronzlarından yapılmış malzemeler, 50 m/s'lik parçaların kayma hızında sürtünme koşullarında kendilerini etkili bir şekilde gösterir. Bu arada rulmanlar 5 m/sn hızla çalıştığında metal tozu ürünler metal-plastik hammaddeler ile değiştirilebilir. Bu zaten esnek bir çalışma yapısı ve az altılmış mukavemeti olan bir sürtünme önleyici kompozit malzemedir. Artan yük koşullarında kullanım açısından en avantajlı, demir ve bakırdan yapılmış malzemelerdir. Katkı maddesi olarak grafit, silikon oksit veya baryum kullanılır. Bu elemanların çalışması 300 MPa basınçta ve 60 m/s'ye kadar kayma hızında mümkündür.

Toz sürtünme önleyici malzemeler

Sürtünme önleyici ürünler de toz hammaddelerden üretilmektedir. Yüksek aşınma direnci, düşük sürtünme katsayısı ve mile hızla girme yeteneği ile karakterize edilirler. Ayrıca, sürtünme önleyici toz malzemelerin sürtünmeyi en aza indiren alaşımlara kıyasla bir takım avantajları vardır. Aşınma direncinin aynı babbitlerden ortalama olarak daha yüksek olduğunu söylemek yeterlidir. Toz metallerin oluşturduğu gözenekli yapı, yağlayıcılarla etkili bir şekilde emprenye edilmesini sağlar.

Üreticiler, farklı şekillerde nihai ürünler oluşturma fırsatına sahiptir. Bunlar, diğer yumuşatılmış hammaddelerle doldurulmuş ara boşluklara sahip çerçeve veya matris parçaları olabilir. Ve tam tersine, bazı bölgelerde yumuşak çerçeve tabanlı sürtünme önleyici toz malzemeler daha fazla talep görmektedir. Özel peteklerde, farklı dağılım seviyelerinde katı kapanımlar sağlanır. Bu kalite, parçaların sürtünme yoğunluğunu belirleyen parametreleri düzenleme olasılığı açısından tam olarak büyük önem taşımaktadır.

Sürtünme önleyici polimer malzemeler

Modern polimer hammaddeler, sürtünmeyi az altan parçalar için yeni teknik ve operasyonel nitelikler elde etmeyi mümkün kılar. Hem kompozit alaşımlar hem de metal-plastik tozlar temel olarak kullanılabilir. Bu tür malzemelerin ana ayırt edici özelliklerinden biri, daha sonra katı bir yağlayıcı işlevi görecek olan katkı maddelerini yapı boyunca eşit olarak dağıtma yeteneğidir. Grafitler, sülfürler, plastikler ve diğer bileşikler bu tür maddeler listesinde belirtilmiştir. Polimerik ve sürtünme önleyici malzemelerin çalışma özellikleri, değiştiriciler kullanılmadan temel düzeyde büyük ölçüde birleşir: bu, düşük bir sürtünme katsayısı ve kimyasal olarak aktif ortama dirençtir vesu ortamında çalışma imkanı. Eşsiz niteliklerden bahsetmişken, polimerler, özel bir yağlayıcı ile takviye edilmeden de görevlerini yerine getirebilirler.

Sürtünme önleyici malzemelerin uygulanması

Sürtünme önleyici elemanların çoğu, başlangıçta yatak gruplarında kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Bunların arasında aşınma direncini artırmak için tasarlanmış parçalar ve kaymayı iyileştiren bileşenler bulunur. Makine mühendisliği ve takım tezgahı yapımında, bu tür ürünler motorların, pistonların, kuplaj ünitelerinin, türbinlerin vb. İmalatında kullanılır. Burada, sarf malzemelerinin temeli, çalışan ve sabit yapıya eklenen kaymalı yatakların sürtünme önleyici malzemeleridir. ekipman.

İnşaat sektörü de sürtünme önleme işlevi olmadan yapamaz. Bu tür parçaların yardımıyla mühendislik yapıları, montaj yapıları ve duvar malzemeleri güçlendirilir. Demiryollarının yapımında, vagonların yapısal elemanlarının montajında kullanılırlar. Örneğin kasnakların, dişlilerin, kayış tahriklerinin vb. bağlantı yapısı olarak yerini bulan polimer bazlı sürtünme önleyici malzemelerin kullanımı da yaygındır.

Sonuç

Yalnızca ilk bakışta sürtünmeyi az altma görevi ikincil ve genellikle isteğe bağlı görünebilir. Yağlama sıvılarının iyileştirilmesi, ana çalışma grubunun aşınmasını az altan yardımcı teknik elemanlardan bazı mekanizmalardan kurtulmayı gerçekten mümkün kılıyor. Klasikten bir geçiş halkasıbabbitt'ten modifiye edilmiş yüksek performanslı bir yağlayıcıya, çalışma koşulları açısından daha yumuşak bir yapı ve çok yönlülük ile karakterize edilen sürtünme önleyici polimer malzemeler denilebilir. Bununla birlikte, metal parçaların yüksek basınç ve fiziksel etki altında çalışması, katı hal sürtünme önleyici astarların dahil edilmesini gerektirir. Üstelik bu malzeme sınıfı sadece geçmişte kalmakla kalmıyor, aynı zamanda mukavemet, sertlik ve mekanik stabilite özelliklerini geliştirerek gelişiyor.