Антифрикционни свойства на материалите и техния състав

Човешките дейности често включват механични устройства. Надеждна работа Триене - когато движещите се части във всеки механизъм намаляват триенето и напрежението. За тази цел се използват специални материали, наречени плъзгащи се материали. Тяхната основна цел е да намалят коефициента на триене, като улеснят плъзгането на подвижните повърхности на механизмите. В тази статия ще бъдат обяснени свойствата на плъзгане на различните материали, използвани за тази цел.

Видове триене

Триенето възниква, когато тела, които са в контакт едно с друго, се движат. Разграничават се два основни вида:

• Сухо триене - повърхностите на твърди тела са в пряк контакт помежду си. Наблюдава се при ремъчни и фрикционни предавки.
• Течност - когато между частите на механизмите има мазен слой течност и телата не се допират едно до друго. Намерени в плъзгащи лагери, лагери.

Разграничават се и междинни форми на триене: полусухо и полутечно.

По отношение на движението на телата се различават следните видове триене:

• в покой - възниква, когато телата са в относителен покой;
• Триене - възниква при относително движение на механизмите;
• Търкаляне - външно триене при търкаляне на тела.

В зависимост от вида на триенето за повърхностите на тялото се избира материал с определени свойства на плъзгане.

Видове материали, използвани за намаляване на триенето

Всички материали с ниско триене се разделят на

• Метал - използват се триметални сплави с мед в състава (babbitts). Подходящ за течно триене.
• Прахообразни - на основата на желязо и мед с добавка на графит и сулфиди. Използва се в плъзгащи лагери.
• Самосмазващи се спечени - за производството се използват материали от различни комбинации на желязо с графит, мед и бронз. се използват за производство на плъзгащи лагери при ниски скорости и ниски температури отсъства ударни натоварвания. Доброто им плъзгане позволява да се използват на места, където смазването е затруднено.
• с твърди смазочни материали - частици от твърди смазочни материали, състоящи се от хлориди, метални оксиди, флуориди, пластмаси, се нанасят като тънък слой върху повърхността на детайлите. Тези продукти работят при по-високи скорости на плъзгане.
• неметални - изработени от пластмаси: термопластични или термореактивни. Използва се за лагери на витла, валцови машини.
• Метал/полимер - съставен от хетерогенни компоненти. Те се разделят на матрични, дисперсни и ламинирани. Използва се за плъзгащи лагери, зъбни колела и вериги.
• Използват се минерали - както естествени (ахат), така и изкуствени (корунд). Произвеждат се малки устойчиви на износване лагери за тахометри, часовници и жироскопи.

Всеки материал се използва при производството на части в зависимост от свойствата му на плъзгане.

Сплави с нисък коефициент на триене

Тъй като вложките на фрикционните лагери се произвеждат от тези сплави, те трябва да имат нисък коефициент на износване:

• Нисък коефициент на триене в сравнение с материала на вала, който обикновено е от закалена стомана.
• Добра топлопроводимост.
• Устойчивост на корозия.
• Ниска твърдост.
• Способност да задържа смазка.

За да се постигнат тези свойства, структурата на сплавта трябва да включва метали с антифрикционни свойства и високо ниво на мекота и еластичност в основния материал. А твърдите частици, състоящи се от химични съединения, вече са вградени в него. След това валът бързо се забива в лагера, като в твърдите частици се образуват малки канали, които могат да се запълнят с грес и да отведат продуктите от износването. Като основа се използват калай, олово, мед, кадмий, бисмут, а като вложки - антимон и медни сплави.

Използване на бронзови сплави в устройствата за триене

Бронзът е сплав от мед и различни метали, която може да съдържа калай, алуминий, силиций, олово, берилий и много други добавки. В зависимост от процентното съдържание на всеки от съставните елементи бронзът се нарича калай, алуминий или олово. Бронзите се използват широко в приложения с високо триене. Бронзовете с антифрикционни свойства на основата на калай се считат за най-добрите.

особено добре доказан калай-фосфор, който се използва за лагерни черупки при високи натоварвания и скорости. Единственият им недостатък е, че са скъпи, поради което се заменят с алуминиеви и оловни бронзи. В експлоатация Алуминиевият бронз често се използва за лагерни втулки в агресивни среди. В допълнение към устойчивостта си на триене, те имат добра устойчивост на корозия. Нисък коефициент на триене благодарение на оловото. Корпусите на лагерите могат да се произвеждат от тези материали да работи при по-високи налягания и скорости.

Антифрикционни сплави: състав и свойства

при ниски скорости В промишлеността да направите В машинните части се използват различни сплави с нисък коефициент на триене:

• Месингът е сплав, чиито основни компоненти са мед и цинк. Тя може да съдържа алуминий, калай, олово, манган и други съставки на сплавта. Неговата здравина и нисък коефициент на триене отстъпват на бронза и се използват при производството на фрикционни лагери, работещи при ниски скорости.
• Babbitt - сложни сплави с различен състав и физични свойства, но състоящи се от една мека основа: калай или олово с твърди добавки на сплави на алкални метали, мед или антимон. Благодарение на меката си основа лагерите се придвижват добре по вала, а твърдите добавки увеличават устойчивостта на износване. Високите антифрикционни свойства на бабита, но по-ниската якост от бронза и чугуна, позволяват те да се използват само за тънки слоеве върху повърхността на продуктите.

Свойства на маслата

за да се гарантира надеждност и оперативна ефективност фрикционни части; намаляване на триенето при плъзгане използване на смазочни масла. Всички те се класифицират според

• произход;
• метод на производство
• цел.

Смазочните масла имат следните функции

• намаляване на триенето между взаимодействащите повърхности;
• намалява износването и предотвратява изтъркването;
• разсейване на топлината от движещите се части
• защита срещу корозия.

Антифрикционните свойства на маслата се състоят в способността им да намаляват енергията на триене. Вискозитетът е основният показател за тези свойства и се определя от въглеродния и фракционния състав. Предлагат се различни антифрикционни присадки за подобряване на качеството на маслата, за увеличаване на мощността, удължаване на работата на машината, намаляване на напрежението. Те подобряват свойствата на маслата, като по този начин удължават интервала за смяна на смазочните материали. Антифрикционните добавки спомагат за създаването на защитен слой между компонентите, като изглаждат повърхностите им и намаляват триенето. Създавайки устойчив на масла филм, те намаляват износването на компонентите.

Антифрикционни свойства на епоксидните полимери

Епоксидните полимери са вискозни течности, които се втвърдяват, когато към тях се добавят различни органични вещества. Те имат висока механична устойчивост, използват се за лепене на бетон, метал, стъкло и дърво. Благодарение на тези свойства те се използват за производството на полимерни метални части, като втулки, ролки, зъбни колела, лагери и съединители.

Пълнителите придават на епоксидните полимерни продукти високо антифрикционно свойство. Частите могат да работят без смазване, ако се използва водно овлажняване. Покритията са устойчиви на атмосферни влияния и химически среди.

Неметални материали за плъзгане

Два вида пластмаси се използват често за плъзгащи лагери:

• Термореактивен - текстолитът се използва за лагери в търкалящи машини, витла и хидравлични машини. Частите могат да издържат на тежки условия, смазват се и се охлаждат с вода.
• Термопластични - широко използвани са полиамиди: флуоропласт, капрон, анид. Предимствата са високите плъзгащи свойства на материалите, устойчивостта им на корозия и добрата устойчивост на износване при високи натоварвания и скорости на плъзгане.

За да се намали триенето между частите, се използват различни пълнители под формата на твърди смазочни материали, които по време на работа върху повърхността създават течнокристална структура. Струва си да се отбележи, че флуоропластът има много нисък коефициент на триене, но за недостатък се смятат лошото разсейване на топлината и плавността при натоварване, затова се използва в комбинация с други материали.

Заключение

Антифрикционните материали са подходящи за производство на вложки и лагери, които лесно се заменят при износване. Суровината за продукта трябва да има по-висок коефициент на триене, т.е. е. когато частите се допират, частта от механизма, която е трудна за подмяна, остава неповредена. Това е така само когато материалът на ценния компонент има отлични свойства на плъзгане в сравнение с неговия аналог.