A mechanikus eszközöket gyakran használják az emberi tevékenységek során. A mozgó alkatrészek megbízhatóságát bármely mechanizmusban a súrlódás és a deformáció csökkentése biztosítja. Ehhez speciális, súrlódásgátló anyagokat használnak. Fő céljuk a súrlódási tényező csökkentése, megkönnyítve a mechanizmusok mozgó felületeinek csúszását. Ez a cikk az erre a célra használt különféle anyagok súrlódásgátló tulajdonságait tárgyalja.
Súrlódási típusok
Súrlódás akkor lép fel, amikor az egymással érintkező testek mozognak. Két fő típusa van:
- Száraz – a szilárd anyagok felületei közvetlenül érintkeznek. Szíj- és súrlódó hajtásoknál figyelhető meg.
- Folyadék - amikor a mechanizmusok részei között olajos folyadékréteg van, és a testek nem érintkeznek egymással. A nyomócsapágyakban, csapágyakban található.
És megkülönböztetni isköztes súrlódási típusok: félszáraz és félig folyékony.
A testek mozgásával kapcsolatban a következő típusú súrlódások figyelhetők meg:
- pihenés - akkor fordul elő, amikor a testek relatív többi része;
- csúszás - a mechanizmusok relatív mozgásában nyilvánul meg;
- gördülés – külső súrlódás a testek gördülésekor.
A súrlódás típusától függően bizonyos súrlódásgátló tulajdonságokkal rendelkező anyagot választanak ki a testek felületére.
A súrlódás csökkentésére használt anyagok típusai
Az összes súrlódásgátló anyag, amely alacsony súrlódási együtthatót biztosít, a következőkre oszlik:
- Fém - háromfémötvözeteket használnak, amelyek rezet (babbit) tartalmaznak. Folyékony súrlódási üzemmódban való működésre tervezték.
- Por - vas és réz alapú, grafit és szulfidok hozzáadásával. Siklócsapágyakban használatos.
- Önkenő szinterezett - vas és grafit, réz és bronz különféle kombinációiból álló anyagokat használnak a gyártáshoz. Alacsony fordulatszámon és lökésterhelés hiányában siklócsapágyak gyártására szolgálnak. A jó súrlódásgátló tulajdonságok lehetővé teszik, hogy olyan helyekre is beépítsék, ahol nehéz a kenés.
- Szilárd kenőkomponensekkel - vékony rétegben az alkatrészek felületén kloridokból, fém-oxidokból, fluoridokból és műanyagokból álló szilárd kenőanyag részecskéit hordják fel. A termékek nagyobb csúszási sebességgel működnek.
- Nem fémből készültműanyagok: hőre lágyuló és hőre keményedő. Propeller csapágyakhoz, hengerművekhez használják.
- Fém-polimer - heterogén komponensekből áll. Mátrixra, diszpergáltra és rétegzettre vannak osztva. Siklócsapágyak, fogaskerekek és lánckerekek gyártásához használják.
- Ásványok – használjon természetes (akát) és mesterséges (korund). Kis kopásálló csapágyakat gyártanak fordulatszámmérőkhöz, órákhoz, giroszkópokhoz.
Minden anyag megtalálja a helyét a súrlódásgátló tulajdonságainak megfelelő alkatrészek előállítására.
Kis súrlódású ötvözetek
Az ilyen ötvözetekből súrlódó csapágyhéjakat készítenek, ezért rendelkezniük kell:
- Alacsony súrlódási együttható a tengely anyagához képest, amely legtöbbször edzett acél.
- Jó hővezető képesség.
- Korrózióállóság.
- Kis keménység.
- Tulajdonság, amely lehetővé teszi a zsír visszatartását.
A felsorolt tulajdonságok teljesítése érdekében az ötvözet szerkezetének súrlódásgátló tulajdonságokkal rendelkező fémeket kell tartalmaznia, amelyek megnövelték az alap lágyságát és rugalmasságát. És máris kémiai vegyületekből álló szilárd részecskék tarkítják. Ilyenkor a tengely gyorsan befut a csapágyba, a szilárd részecskékből kis hornyok jelennek meg rajta, melyeket zsírral töltenek fel, és amelyeken keresztül eltávolítják a kopástermékeket. Ón, ólom, réz, kadmium, bizmut,a zárványok pedig antimonból és rézötvözetekből készülnek.
Bronzötvözetek használata súrlódó egységekben
A bronz réz ötvözete különféle fémekkel, amelyek tartalmazhatnak ónt, alumíniumot, szilíciumot, ólmot, berilliumot és sok más adalékanyagot. Attól függően, hogy egy vagy másik elem hány százaléka szerepel az összetételében, a bronzot ónnak, alumíniumnak, ólomnak nevezik. A bronzot széles körben használják a fokozott súrlódású termékek gyártásában. A legjobb bronzok súrlódásgátló tulajdonságokkal rendelkeznek, ónból készültek.
Különösen jól mutatkozott az ón-foszfor, amelyből jelentős terhelés mellett és nagy sebességgel üzemelve csapágycsapágyak készülnek. Az egyetlen hátránya a magas költségük, ezért alumínium- és ólombronzokra cserélik őket. Agresszív környezetben végzett munka során gyakran alumíniumbronzot használnak a csapágyperselyekhez. A súrlódásállóságon túlmenően jó korrózióállósággal is rendelkeznek. Az ólom alacsony súrlódási együtthatót biztosít. Ezeket az anyagokat csapágyhéjak készítésére használják nagy nyomású és nagy sebességű működéshez.
Súrlódásgátló ötvözetek: összetétel és tulajdonságok
Az iparban a mechanizmusok dörzsölő alkatrészeinek gyártásához különféle ötvözeteket használnak kis súrlódási együtthatóval:
- A sárgaréz olyan ötvözet, amelynek fő összetevői a réz és a cink. Tartalmazhat összetevőket az űrlaponalumínium, ón, ólom, mangán és egyéb elemek. Szilárdságát és alacsony súrlódási együtthatóját tekintve gyengébb, mint a bronz, és alacsony fordulatszámon működő siklócsapágyak gyártásához használják.
- A Babbit különböző összetételű és fizikai tulajdonságokkal rendelkező összetett ötvözetek, amelyek azonban egyetlen lágy bázisból állnak: ónból vagy ólomból, alkálifémötvözetek, réz vagy antimon kemény hozzáadásával. A puha alapnak köszönhetően a csapágyak jól befutnak a tengelybe, a kemény adalékok pedig növelik a kopásállóságot. A babbit magas súrlódásgátló tulajdonságai, de a bronznál és az öntöttvasnál kisebb szilárdságuk lehetővé teszi, hogy csak vékony rétegben vigyék fel a termékek felületére.
Az olajok tulajdonságai
A dörzsölő alkatrészek megbízhatóságának és hatékonyságának garantálására, a csúszósúrlódás csökkentésére kenőolajokat használnak. Mindegyik besorolása:
- eredet;
- átvétel módja;
- hozzárendelt.
A kenőolajok a következő funkciókat látják el:
- csökkenti a súrlódást az érintkező részek között;
- csökkenti a kopást és megakadályozza a kopást;
- hőelvezetést biztosít a súrlódó alkatrészekből;
- véd a korrózió ellen.
Az olajok súrlódásgátló tulajdonságai abban rejlenek, hogy képesek csökkenteni a súrlódási energia mennyiségét. A viszkozitás ezeknek a tulajdonságoknak a fő mutatója, amelyet a szén és a frakcionált összetétel határozza meg. Az olajok minőségének javítására különfélesúrlódásgátló adalékok a teljesítmény növelésére, az egység működésének kiterjesztésére, a terhelés csökkentésére. Javítják az olajok tulajdonságait, növelve a kenőanyag-összetétel cseréjének időzítését. A súrlódásgátló adalékok hozzájárulnak a védőréteg kialakításához az alkatrészek kölcsönhatása során, kiegyenlítik felületüket és kisimítják a súrlódást. Az olajos, tartós film létrehozásával csökkentik az alkatrészek kopását.
Epoxi polimerek súrlódásgátló tulajdonságai
Az epoxipolimerek viszkózus folyadékok, amelyek megkeményednek, ha különféle szerves anyagokat adnak hozzájuk. Nagy mechanikai szilárdságúak, és beton, fém, üveg és fa ragasztására szolgálnak. Ezeknek a tulajdonságoknak köszönhetően fém-polimer alkatrészek gyártására, perselyek, görgők, fogaskerekek, csapágyak és tengelykapcsolók gyártására használják.
A töltőanyagok magas súrlódásgátló tulajdonságokat biztosítanak az epoxi polimer termékeknek. Az alkatrészek kenés nélkül is működhetnek, ha víznedvesítést alkalmaznak. A bevonatok időjárás- és vegyszerállóak.
Nem fém súrlódásgátló anyagok
Siklócsapágyakhoz gyakran kétféle műanyagot használnak:
- Hőre keményedés – ezek közé tartozik a textolit, amelyet hengerművek, légcsavarok és hidraulikus gépek csapágyainak gyártására használnak. Az alkatrészek nagy teherbírásúak, vízzel kenve és hűtve.
- Hőre lágyuló műanyag – a poliamidokat széles körben használják: fluoroplast, nylon, anid. Az előnyök magasakanyagok súrlódásgátló tulajdonságai, korrózióállóság és jó kopásállóság nagy terhelés és csúszási sebesség mellett.
Az alkatrészek közötti súrlódás csökkentése érdekében különféle töltőanyagokat vezetnek be szilárd kenőanyagok formájában, amelyek a felületen használva folyadékkristályos szerkezetet hoznak létre. Érdemes megjegyezni, hogy a fluoroplaszt nagyon alacsony súrlódási tényezővel rendelkezik, de a rossz hőelvezetés és terhelés alatti folyékonyság hátránynak számít, ezért más anyagokkal együtt használják.
Következtetés
A súrlódáscsökkentő anyagok alkalmasak bélések és csapágyak gyártására, amelyek kopáskor könnyen cserélhetők. A termék alapanyagának nagyobb súrlódási tényezővel kell rendelkeznie, azaz az alkatrészek érintkezésekor a mechanizmus nehezen cserélhető része sértetlen marad. Ez csak akkor történik meg, ha az értékes alkatrész anyaga az analóghoz képest kiváló súrlódásgátló tulajdonságokkal rendelkezik.
