Jak łożyska owinięte brązem zachowują się w warunkach dużego obciążenia i niskiego smarowania

Rozważmy tuleję prowadzącą matrycy tłoczącej, której automatyczny przewód smarowy ulega awarii w połowie zmiany biegów. Odlana z brązu tuleja na tym samym wrzecionie punktuje w ciągu kilku minut i zaciera się przed upływem godziny. Łożysko owinięte brązem z osadzonymi świecami grafitowymi pracuje przez resztę zmiany biegów, a po demontażu jego zużycie promieniowe często wynosi poniżej 0,05 mm.

Z tego powodu inżynierowie z Zhejiang Shuangnuo Bearing Technology Co., Ltd. (Shuangnuo) wybierają łożyska owinięte brązem do punktów ślizgowych, które przenoszą duże obciążenia i nie mogą zagwarantować dostarczania oleju. Konstrukcja składa się z tulei na podłożu stalowym z warstwą spiekanego brązu i korkami ze stałego smaru w otworze. Nie zastępuje smarowania; sprawia, że ​​utratę smarowania można przetrwać.

Definicja: Łożysko owinięte brązem wytrzymuje wysoki nacisk powierzchniowy dzięki stalowemu podkładowi, podczas gdy wbudowane smary stałe utrzymują na wale suchą warstwę przenoszącą o niskim tarciu.

Co wyróżnia łożyska owinięte brązem?

Łożyska owinięte brązem uzyskują swoje właściwości przy dużym obciążeniu i niskim smarowaniu dzięki trójwarstwowej strukturze, a nie żadnemu pojedynczemu materiałowi.

Stalowy spód stanowi nośnik ładunku. W serii FB090 taśma ze stali niskowęglowej jest formowana w tuleję i instalowana z pasowaniem wciskowym. Ponieważ stal jest cienka, ale sztywna, łożysko przenosi nacisk kontaktowy bezpośrednio na obudowę. W ten sposób owinięta tuleja przenosi obciążenia statyczne do 250 MPa w ułamku przestrzeni promieniowej, jakiej potrzebuje tuleja z litego odlewu z brązu.

Warstwa środkowa to osnowa ze spiekanego brązu, zwykle o grubości 0,2-0,5 mm, połączona ze stalą. Dopasowuje się do niewielkich niewspółosiowości, osadza zanieczyszczenia i odprowadza ciepło powstałe w wyniku tarcia z powierzchni.

Trzeci element to zestaw zatyczek z grafitu lub mieszanki grafitu wciśniętych w otwory w warstwie brązu. Gdy wał się porusza, materiał zaślepiający zostaje odcięty i polerowany na wale, tworząc warstwę transferową, która przenosi obciążenie, gdy nie ma oleju.

FB090 Łożysko owinięte brązem z kieszeniami smarowania diamentem Ta tuleja owinięta brązem CuSn8 zapewnia wysoką nośność i właściwości samosmarujące w przypadku ciężkich maszyn, zastępując tradycyjne tuleje z odlewanego brązu, oszczędzając jednocześnie miejsce i koszty. Zobacz produkt →

Wydajność przy dużym obciążeniu: stalowy tył przenosi naprężenia

Przy dużych obciążeniach statycznych i dynamicznych podłoże stalowe zapewnia stabilność wymiarową; brąz zarządza tylko powierzchnią.

Łożyska klasy FB090 wykazują typowe maksymalne obciążenie statyczne 250 MPa i maksymalne obciążenie dynamiczne 140 MPa, przy założeniu sztywnej cylindrycznej oprawy i pasowaniu wciskowym. Ta sama tuleja w elastycznej oprawie traci dużą część tej nośności, dlatego sztywność oprawy jest częścią układu łożyskowego.

Poniżej przedstawiono zachowanie podczas noszenia. W testach oscylacyjnych przy nacisku kontaktowym 25 MPa i prędkości poślizgu 0,08 m/s, tuleje typu FB090 pracujące na sucho na wale ze stali hartowanej zazwyczaj wykazują zużycie promieniowe 0,02-0,04 mm na 100 godzin, czyli tyle samo, co tuleja z brązu odlewanego smarem i znacznie lepiej niż tuleja niesmarowana.

Otwór o średnicy 40 mm, który wymaga kieszeni obudowy o średnicy 52 mm z odlewanego brązu, pasuje do kieszeni o średnicy 44 mm jako owiniętej tulei, uwalniając przestrzeń promieniową i zmniejszając koszt materiału tulei o około 60%.

FB092 Łożysko owinięte brązem z otworami olejowymi do użytku przy niskich prędkościach Ta samosmarująca tuleja, zaprojektowana do zastosowań przy średnich obciążeniach i niskich prędkościach, magazynuje olej w wywierconych otworach, ogranicza konserwację i może zastąpić konwencjonalne tuleje z pełnej miedzi po niższych kosztach. Zobacz produkt →

Zachowanie przy niskim poziomie smarowania: mechanizm folii transferowej

W przypadku braku smaru lub oleju łożyska owinięte brązem nadal pracują, ponieważ grzyby w sposób ciągły odnawiają solidną warstwę na styku ślizgowym.

Grafitowy materiał świecy jest bardziej miękki niż brąz, więc nacisk kontaktowy powoduje rozmazanie go na wale. W ciągu kilku minut pojawia się cienka, ciemna powłoka i następuje ślizganie się pomiędzy nią a brązem, a nie metal o metal. Tarcie na sucho spada z zakresu 0,15-0,30 w przypadku brązu odlewanego na sucho do typowego 0,06-0,12.

Folia odbudowuje się po każdym przeciągnięciu i ponownym uruchomieniu, dlatego konstrukcja nadaje się do pracy oscylacyjnej, posuwisto-zwrotnej i start-stop. Korki na bazie grafitu rozszerzają zakres temperatur pracy od -40 do 200°C, przekraczając limit większości smarów.

Stan wału kontroluje przyczepność folii. W przypadku obciążeń powyżej 50 MPa należy zastosować wał hartowany do 45 HRC z wykończeniem Ra 0,4–1,6 mikrometra. Nasz analiza odporności na zużycie FB090 szczegółowo omawia tryby awarii.

Jeśli wymagane są ciągłe obroty powyżej 0,5 m/s, należy dodać oleju. W przypadku oscylacji, ruchu posuwisto-zwrotnego lub długich okresów bezczynności pod obciążeniem sama folia transferowa wytrzyma to zadanie.

Łożyska owinięte brązem a łożyska z brązu odlewanego, bimetaliczne i pokryte PTFE

Łożyska owinięte brązem plasują się pomiędzy skrajnymi łożyskami ślizgowymi: są mocniejsze niż łożyska z wykładziną PTFE w przypadku wstrząsów i zanieczyszczeń, są bardziej tolerancyjne bez oleju niż odlewany brąz i bardziej zwarte niż oba.

Reguła wyboru: wybierz owinięcie brązem, gdy łożysko musi przetrwać okresową pracę na sucho, wstrząsy i zanieczyszczenia; wybierz bimetal, gdy olej pojawia się sporadycznie; wybieraj wykładzinę z PTFE tylko do czystego, lekko obciążonego przesuwania; wybieraj brąz odlewany tylko wtedy, gdy obowiązkowe są grube ściany.

FB094 Łożysko owinięte brązem bezołowiowym z pierścieniem uszczelniającym Ulepszona wersja FB092 z pierścieniem uszczelniającym zapobiegającym wyciekom smaru i wnikaniu brudu, oferująca bezołowiową, samosmarującą wydajność przy dużych obciążeniach w wymagających środowiskach przemysłowych. Zobacz produkt →

Gdzie łożyska owinięte brązem zarabiają na życie

Łożyska owinięte brązem pojawiają się wszędzie tam, gdzie duże obciążenia oscylacyjne spotykają się z przerwanym smarowaniem: sworznie obrotowe, słupki prowadzące, czopy cylindrów i podobne obciążenia.

• Sprzęt budowlany i do robót ziemnych: sworznie obrotowe wysięgnika i łyżki w koparkach i ładowarkach narażonych na działanie pyłu i długie okresy międzyobsługowe.
• Maszyny rolnicze: sworznie zaczepów, połączenia sadzarki i mechanizmy pras, które są sezonowo smarowane.
• Układy hydrauliczne: czopy cylindrów i tuleje pomp smarowane granicznie.
• Oprzyrządowanie i matryce: słupki prowadzące, tuleje wypychaczy i płyty ścieralne w formach do tłoczenia i wtryskiwania.
• Transport materiałów: rolki przenośników, paletyzatory i krążki linowe dźwigów.
• Morskie i przybrzeżne: maszyny i olinowanie włazowe, w których woda zmywana usuwa tłuszcz.

Shuangnuo produkuje serię FB090 z wykorzystaniem własnego odlewu z brązu, spektroskopii w fazie stapiania na każdym ogniu i obróbki na flocie ponad 80 maszyn CNC. Produkcja materiału po raz pierwszy na zamówienie skraca czas realizacji zamówień w przypadku rozmiarów metrycznych i niestandardowych.

Istotną cechą zakupów jest identyfikowalność: wewnętrzna kontrola topienia i raporty z testów mechanicznych stron trzecich mają znaczenie, gdy łożysko przenosi w punkcie styku ciśnienie 250 MPa.

Łożyska owinięte brązem nie zastępują smarowania; sprawiają, że utrata smarowania jest możliwa do przetrwania. Projektanci zyskują mniejszą kopertę, prostszy obwód smarowania i maszynę, która przetrwa przekroczenie okresu międzyobsługowego, zamiast niszczyć wał. Aby ocenić FB090 pod kątem konkretnego obciążenia, użyj limitu PV jako pierwszej bramki, a następnie sprawdź sztywność obudowy i wykończenie wału.

Często zadawane pytania