Mekaniska enheter används ofta i mänskliga aktiviteter. Tillförlitligheten hos rörliga delar i alla mekanismer säkerställs genom att minska friktion och deformation. För detta används speciella material som kallas antifriktion. Deras huvudsakliga syfte är att minska friktionskoefficienten, vilket underlättar glidningen av mekanismernas rörliga ytor. Den här artikeln kommer att diskutera antifriktionsegenskaperna hos olika material som används för dessa ändamål.
Typer av friktion
Friktion uppstår när kroppar rör sig som är i kontakt med varandra. Det finns två huvudtyper:
- Torr - ytorna på fasta ämnen är i direkt kontakt. Det observeras i rem- och friktionsdrift.
- Liquid - när det finns ett oljelager av vätska mellan delarna av mekanismerna och kropparna inte berörs. Finns i axiallager, lager.
Och även särskiljamellanliggande typer av friktion: halvtorr och halvflytande.
Beträffande kroppsrörelser noteras följande typer av friktion:
- rest - inträffar när den relativa resten av kropparna;
- slip - manifesterar sig med mekanismernas relativa rörelse;
- rullande - yttre friktion vid rullning av karosser.
Beroende på typen av friktion väljs ett material med vissa antifriktionsegenskaper för kroppsytor.
Typer av material som används för att minska friktionen
Alla antifriktionsmaterial som ger en låg friktionskoefficient är indelade i:
- Metal - tremetallegeringar används som innehåller koppar (babbits). Designad för att fungera i vätskefriktionsläge.
- Pulver - baserat på järn och koppar med tillsats av grafit och sulfider. Används i glidlager.
- Självsmörjande sintrade - material av olika kombinationer av järn med grafit, koppar och brons används för tillverkning. De används för tillverkning av glidlager vid låga hastigheter och i frånvaro av stötbelastningar. Goda antifriktionsegenskaper gör att de kan installeras på platser där det är svårt att smörja.
- Med fasta smörjkomponenter - som ett tunt lager på ytan av delar appliceras partiklar av ett fast smörjmedel bestående av klorider, metalloxider, fluorider, plaster. Produkterna arbetar med högre glidhastigheter.
- Icke-metallisk - tillverkad avplast: termoplast och härdplast. Används för propellerlager, valsverk.
- Metal-polymer - består av heterogena komponenter. De är indelade i matris, dispergerade och skiktade. Används för tillverkning av glidlager, kugghjul och kedjehjul.
- Mineraler - använd naturlig (agat) och konstgjord (korund). De gör små slitstarka lager för varvräknare, klockor, gyroskop.
Varje material finner sin användning för att tillverka delar enligt dess antifriktionsegenskaper.
Lågfriktionslegeringar
Av sådana legeringar tillverkas friktionslagerskal, så de måste ha:
- Låg friktionskoefficient jämfört med axelmaterialet, som oftast är härdat stål.
- God värmeledningsförmåga.
- Korrosionsbeständighet.
- liten hårdhet.
- Egenskap som gör att fett kan behållas.
För att uppfylla de listade egenskaperna bör legeringens struktur inkludera metaller med antifriktionsegenskaper, som har ökad mjukhet och duktilitet hos basen. Och det är redan varvat med fasta partiklar som består av kemiska föreningar. I detta fall körs axeln snabbt in i lagret, små spår uppstår på den från fasta partiklar, som är fyllda med fett och genom vilka slitprodukter avlägsnas. Baserat på tenn, bly, koppar, kadmium, vismut,och inneslutningar är gjorda av antimon och kopparlegeringar.
Användning av bronslegeringar i friktionsenheter
Brons är en legering av koppar med olika metaller, som kan inkludera tenn, aluminium, kisel, bly, beryllium och många andra tillsatser. Beroende på procentandelen av ett eller annat element som ingår i dess sammansättning kallas brons tenn, aluminium, bly. Brons används i stor utsträckning vid tillverkning av produkter som används med ökad friktion. De bästa bronserna anses vara antifriktionsegenskaper, gjorda på basis av tenn.
Tennfosfor har visat sig särskilt väl, som lagerlager tillverkas av, som arbetar under betydande belastning och med hög hastighet. Den enda nackdelen är deras höga kostnad, så de ersätts av aluminium och blybrons. Vid arbete i en aggressiv miljö används ofta aluminiumbrons för lagerbussningar. De har, förutom motståndskraft mot friktion, god korrosionsbeständighet. Bly ger en låg friktionskoefficient. Dessa material används för att tillverka lagerskålar för drift med högt tryck och hög hastighet.
Antifriktionslegeringar: sammansättning och egenskaper
Inom industrin, för tillverkning av gnidningsdelar av mekanismer, används olika legeringar med en liten friktionskoefficient:
- Mässing är en legering vars huvudkomponenter är koppar och zink. Det kan innehålla komponenter i formuläretaluminium, tenn, bly, mangan och andra element. När det gäller hållfasthet och låg friktionskoefficient är den sämre än brons och används vid tillverkning av glidlager som arbetar med låga hastigheter.
- Babbit är komplexa legeringar med olika sammansättning och fysikaliska egenskaper, men som består av en mjuk bas: tenn eller bly med hårda tillsatser av alkalimetallegeringar, koppar eller antimon. På grund av den mjuka basen är lagren väl inkörda i axeln och hårda tillsatser ökar slitstyrkan. De höga antifriktionsegenskaperna hos babbitt, men lägre hållfasthet än brons och gjutjärn, gör det möjligt att använda dem endast för att applicera ett tunt lager på ytan av produkter.
Egenskaper för oljor
För att garantera tillförlitligheten och effektiviteten hos gnidningsdelar, minskad glidfriktion, används smörjoljor. De är alla klassificerade efter:
- origin;
- mottagningsmetod;
- tilldelad.
Smörjoljor utför följande funktioner:
- minska friktionen mellan delarna i kontakt;
- minska slitage och förhindra repor;
- ger värmeavledning från gnidningsdelar;
- skydd mot korrosion.
Oljornas antifriktionsegenskaper ligger i deras förmåga att minska mängden energi för friktion. Viskositet är huvudindikatorn på dessa egenskaper och bestäms av kol- och fraktionssammansättningen. För att förbättra kvaliteten på oljor, olikaantifriktionstillsatser för att öka kraften, förlänga enhetens drift, minska belastningen. De förbättrar egenskaperna hos oljor, vilket ökar tidpunkten för ersättning av smörjmedelskompositionen. Antifriktionstillsatser bidrar till skapandet av ett skyddande lager under samverkan mellan delar, jämnar ut deras ytor och jämnar ut friktionen. Genom att skapa en oljig, hållbar film minskar de slitage på delar.
Antifriktionsegenskaper hos epoxipolymerer
Epoxipolymerer är trögflytande vätskor som härdar när olika organiska ämnen tillsätts dem. De har hög mekanisk hållfasthet och används för att limma betong, metall, glas och trä. På grund av dessa egenskaper används de för tillverkning av metall-polymerdelar, för att producera bussningar, rullar, kugghjul, lager och kopplingar.
Fyllmedel ger epoxipolymerprodukter höga antifriktionsegenskaper. Delar kan köras utan smörjning om vattenvätning används. Beläggningar är väder- och kemikaliebeständiga.
Icke-metalliska antifriktionsmaterial
För glidlager används ofta två typer av plast:
- Hermohärdning – dessa inkluderar textolit, som används för att tillverka lager för valsverk, propellrar och hydrauliska maskiner. Delarna är kraftiga, vattensmorda och kylda.
- Termoplast - polyamider används ofta: fluorplast, nylon, anid. Fördelarna är högaantifriktionsegenskaper hos material, korrosionsbeständighet och god slitstyrka under höga belastningar och glidhastigheter.
För att minska friktionen mellan delarna introduceras olika fyllmedel i form av fasta smörjmedel, som när de används på ytan skapar en struktur av flytande kristaller. Det är värt att notera att fluoroplast har en mycket låg friktionskoefficient, men dålig värmeavledning och fluiditet under belastning anses vara en nackdel, så den används i kombination med andra material.
Slutsats
Antifriktionsmaterial är lämpliga för tillverkning av liners och lager, som lätt kan bytas ut när de är slitna. Råmaterialet till produkten måste ha en högre friktionskoefficient, det vill säga när delarna kommer i kontakt förblir den svårbytta delen av mekanismen oskadad. Detta händer endast när materialet i den värdefulla delen är försett med utmärkta antifriktionsegenskaper jämfört med analogen.
