بلبرینگ های کشویی برنزی آلومینیومی: ویژگی ها، طراحی و راهنمای انتخاب

یک کارخانه فولاد با Jiashan Tocree Machinery در مورد بلبرینگی که مدام در بازوی انتقال شمش خراب می‌شد تماس گرفت. بوش اصلی یک برنز قلع سربی بود که یک بار در هنگام مونتاژ روغن کاری شده بود، سپس در معرض مقیاس آسیاب، آب خنک کننده و گرما قرار گرفت. در حدود شش هفته فراتر از حد مجاز قابل استفاده فرسوده شد. جایگزین یک بوش برنز ریخته‌گری شده آلومینیومی با یک شیار گریس بازطراحی‌شده بود و اولین بازرسی پس از شش ماه فقط سایش سبک و یکنواخت را نشان داد. این نتیجه شانس نیست. این چیزی است که زمانی اتفاق می افتد که آلیاژ یاتاقان بر خلاف وظیفه واقعی انتخاب شود نه از یک کاتالوگ.

یاتاقان های کشویی برنزی آلومینیومی مشخصات مناسبی هستند که یک یاتاقان ساده باید بارهای سنگین را حمل کند، شوک یا نوسان مداوم را جذب کند، گرد و غبار و آب را تحمل کند و با روغن کاری محدود زنده بماند. آنها نسبت به سایر آلیاژهای مس قوی‌تر هستند، در برابر آب دریا و خوردگی صنعتی مقاومت می‌کنند و در برابر فولاد سخت شده بدون گند زدن مقاومت می‌کنند. مبادله هزینه است: برنز آلومینیومی گرانتر از برنز استاندارد سرب یا قلع است. بنابراین مهندسان باید از آن در جایی استفاده کنند که شرایط حق بیمه را توجیه می‌کند و پس از انتخاب ماده، یاتاقان را به درستی طراحی کنند.

چه چیزی آلومینیوم برنز را به یک ماده یاتاقان کشویی قوی تبدیل می کند

آلومینیوم برنز خانواده ای از آلیاژهای مس است که در آن آلومینیوم عنصر اصلی آلیاژی است که معمولاً بین 8 تا 14 درصد است و آهن، نیکل یا منگنز برای پالایش ساختار به آن اضافه می شود. نمرات متداول بلبرینگ کشویی شامل CuAl9Fe4 و CuAl10Fe5Ni4 است. قطعات ابتدا ریخته گری می شوند، سپس در بوشینگ ها، واشرهای رانش، صفحات لغزنده، پدهای سایش و سایر اشکال یاتاقان ماشین کاری می شوند.

چهار ویژگی عملکرد آن را در یاتاقان های کشویی توضیح می دهد:

• استحکام بالا. برنزهای آلومینیومی ریخته گری معمولاً به استحکام کششی 450 تا 700 مگاپاسکال نزدیک به فولاد با کربن متوسط ​​می رسند. یک یاتاقان می تواند فشار سطحی بالاتری را قبل از تسلیم شدن مواد حمل کند که به طور مستقیم عمر را در اتصالات بارگذاری شده زیاد افزایش می دهد.
• مقاومت در برابر گال. در حین لغزش، سطح کار کمی سفت می شود و یک لایه اکسید آلومینیوم روی ناحیه مالیده شده تشکیل می شود. این فیلم از جوشکاری فلز به فلز، که عامل اصلی ایجاد گاز و تشنج بین آلیاژهای مس و فولاد است، جلوگیری می کند.
• مقاومت در برابر خوردگی. همین لایه اکسید از آلیاژ در آب دریا، اتمسفرهای صنعتی و بسیاری از محیط‌های فرآیند محافظت می‌کند، بنابراین یاتاقان برای مقاوم ماندن در برابر خوردگی به یک لایه چربی وابسته نیست.
• تحمل ضربه آلومینیوم برنز شوک و مقدار کمی ناهماهنگی را بدون ترک خوردگی جذب می کند، که باعث می شود در بیل مکانیکی، پرس و تجهیزات انتقال بخشنده باشد.

برای یاتاقان‌های لغزنده، ترکیب ظرفیت بار و مقاومت در برابر ضربه، چیزی است که برنز آلومینیوم را از بقیه خانواده آلیاژ مس جدا می‌کند.

برنز آلومینیومی در مقابل برنز قلع: نحوه انتخاب

با نتیجه گیری شروع کنید. هنگامی که بار سنگین است، محیط خورنده یا کثیف است، یا روغن کاری نامشخص است، برنز آلومینیومی را انتخاب کنید. هنگامی که یاتاقان بار کمی دارد، به طور مداوم با روغن روغن کاری می شود و از آلودگی محافظت می شود، برنز قلع را انتخاب کنید.

برنز قلع نرم‌تر است و به راحتی تغییر شکل می‌دهد، که به آن کمک می‌کند تا با ناهماهنگی شفت مطابقت داشته باشد و ذرات ساینده کوچک را در یک سیستم روغن تمیز جاسازی کند. آلومینیوم برنز شکل خود را حفظ می کند و در برابر سایش مقاومت می کند، که وقتی لایه روغن نازک است، یاتاقان در معرض رسوب یا گرد و غبار قرار می گیرد، یا بار آنقدر زیاد است که روان کننده را فشرده کند، اهمیت دارد. برای یاتاقان‌های آهسته و پر بار، آلومینیوم برنز انتخاب مطمئن‌تری است.

برای مقایسه دقیق‌تر خانواده‌های آلیاژ و محدودیت‌های عملی، به ما مراجعه کنید راهنمای کامل بوش ها و بلبرینگ های برنز آلومینیومی .

ترخیص، سختی جفت گیری، و طراحی روانکاری

انتخاب مواد تنها نیمی از کار مهندسی است. یاتاقان کشویی برنزی آلومینیومی همچنان به سه عدد صحیح بستگی دارد: فاصله در حال اجرا، سختی سطح جفت شدن، و هندسه روانکاری.

آلومینیوم برنز بهترین عملکرد را در برابر یک سطح فولادی عملیات حرارتی در محدوده 40 تا 55 HRC دارد که تقریباً 0.4 تا 0.8 میکرومتر رادیوم است. یک شفت نرم سریعتر از یاتاقان سایش می کند و جایگزینی یک شفت بلند بسیار گرانتر از تعویض بوش است. اگر قسمت جفت گیری نمی تواند سخت شود، انتظار عمر کلی کوتاه تری را داشته باشید و بر این اساس یک بازه بازرسی سایش برنامه ریزی کنید.

فاصله در حال اجرا برای یک بوش برنز آلومینیومی معمولاً کمی بزرگتر از برنز قلع نرم تر تنظیم می شود، زیرا آلیاژ سخت تر انبساط حرارتی و اعوجاج متناسب با فشار را کمتر می بخشد. به عنوان نقطه شروع برای یک شفت فولادی زمینی، از تقریباً 0.1٪ قطر شفت برای چرخش مداوم استفاده کنید، سپس برای دمای عملیاتی و بارهای چرخه ای مقداری اضافه کنید. تناسب بیش از حد سفت، نسبت به ترخیصی که بسیار سخاوتمندانه است، به مراتب شایع‌تر است.

شیارهای روغن روان کننده را به طور مساوی در سراسر منطقه بارگذاری شده توزیع می کنند. شیارهای محوری مستقیم با حرکت نوسانی، شیارهای محیطی متناسب با چرخش مداوم و الگوهای متقاطع یا مارپیچ متناسب با بارهای معکوس هستند. لبه های شیار باید صاف و جدا شده باشند. یک لبه تیز لایه روان کننده را خراش می دهد و زباله های فرسوده را به دام می اندازد. هنگامی که جهت بار ثابت نیست، ساده ترین راه حل قابل اعتماد اغلب یک بوش با شیار گریس ماشینکاری شده به جای یک شکاف برش میدانی است، زیرا هندسه برش دستی در عرض و عمق متفاوت است.

بوش استوانه ای برنز آلومینیومی با شیار گریس ماشینکاری شده این آستین مستقیم ترکیبی از برنز آلومینیوم ZCuAl10Fe3 با یک شیار گریس با ماشینکاری دقیق است که استحکام بالا، هدایت حرارتی و چقرمگی ضربه را برای کاربردهای سنگین، نوسانی یا معکوس ارائه می دهد. مشاهده محصول →

یک محاسبه غربالگری سریع مقدار PV است: فشار ضرب در سرعت لغزش. آلومینیوم برنز فشار بالا را در سرعت کم تحمل می کند، اما با افزایش سرعت لغزش، فشار مجاز به سرعت کاهش می یابد. یک یاتاقان نوسانی که در هر بار حرکت فقط چند درجه حرکت می کند می تواند با فشار سطحی بسیار بالاتر از یک ژورنال در حال چرخش مداوم کار کند. از محدودیت های PV ارائه شده توسط سازنده برای درجه خاص به جای جداول چاپی عمومی استفاده کنید و در صورت حیاتی بودن برنامه، آنها را با یک تست بنچ تأیید کنید.

جایی که بلبرینگ های کشویی برنز آلومینیومی خود را ثابت می کنند

به شرایط عملیاتی واقعی نگاه کنید و برنامه ها مستقیماً دنبال می شوند:

• ماشین آلات متالورژی. میزهای غلتکی، قیچی ها، بازوهای انتقال، و راهنماهای چرخ کن گرم، گرد و غبار و اغلب با آب شسته می شوند. ما مروری بر کاربردهای ماشین آلات متالورژی قطعات معمولی و شرایط کاری را فهرست می کند.
• ماشین آلات دریایی. خوردگی آب دریا به‌علاوه بارهای سنگین سکان، تثبیت‌کننده، وینچ و دنده عرشه، آلومینیوم برنز را به ماده‌ای استاندارد برای یاتاقان‌های غوطه‌ور و در منطقه اسپلش تبدیل می‌کند.
• تجهیزات سنگین ساختمانی و معدنی. نقاط محوری در بیل مکانیکی، سنگ شکن و نوار نقاله با بارهای ضربه ای و گرد و غبار ساینده مواجه می شوند که به سرعت آلیاژهای نرم تری را می پوشند.
• ماشین های دایکاست. گرما، نیروی گیره و دسترسی محدود به روانکاری، یاتاقان های ساده را به حد خود می رساند. برنز آلومینیوم در دمای بالا بهتر از برنز قلع استحکام خود را حفظ می کند.
• تجهیزات نفتی. پمپ ها، شیرها و اجزای دکل اغلب دور از خدمه تعمیر و نگهداری و با روان کننده های آلوده کار می کنند، بنابراین یاتاقان باید فواصل طولانی بین رویدادهای سرویس را تحمل کند.

کاربردهای کشویی تخت از همان مواد برنز آلومینیومی به شکل لنت های بلبرینگ و صفحات کشویی به جای بوش های گرد استفاده می کنند. هنگامی که طراحی نیاز به هندسه مسطح مانند لغزنده ها، بالشتک های نگهدارنده یا سطوح رانش دارد، یک لنت یاتاقان مسی ماشین کاری شده همان عملکرد آلیاژی را به شکل صفحه ارائه می دهد.

پد مسی قلع برنز برای سطوح کشویی صاف یک لنت مسطح یاتاقان مسطح ساخته شده از برنز قلع CuSn12 که مقاومت در برابر سایش و خوردگی را برای لغزنده ها، لنت های نگهدارنده و سطوح رانش در تجهیزات صنعتی پرکاربرد فراهم می کند. مشاهده محصول →

کیفیت ریخته گری و ماشینکاری عمر خدمات واقعی را تعیین می کند

یک یاتاقان برنز آلومینیومی که از آلیاژ درست ساخته شده است، اگر ریخته گری دارای انقباض یا تخلخل باشد، یا اگر ماشینکاری سطحی پاره شود، هنوز زود از کار می افتد. از آنجایی که این ماده برای کار شدید انتخاب می شود، کیفیت ساخت معمولاً تفاوت بین یاتاقان شش هفته ای و یاتاقان های دوازده ماهه را تعیین می کند.

سازنده ای که آلیاژهای مس خود را می ریزد، شیمی را از همان ابتدا کنترل می کند. Jiashan Tocree کوره ذوب و ماشین های ریخته گری گریز از مرکز خود را راه اندازی می کند و تقریباً 2300 تن آلیاژ مس در سال تولید می کند. ریخته‌گری و ماشین‌کاری دقیق در زیر یک سقف خطر عدم تطابق گواهی‌های مواد را از بین می‌برد، زمان تولید اشکال غیر استاندارد را کاهش می‌دهد و به همان تیم مهندسی اجازه می‌دهد که هم مسئول ساختار خام و هم تحمل نهایی باشد.

این شرکت قطر بوش ها را تا 1.5 تا 2 متر و صفحات کشویی تا 4 متر طول، 400 میلی متر عرض و 100 میلی متر ضخامت ماشین می کند. برای قطعات بزرگ، یک کارگاه با دمای کنترل شده و برنامه ریزی دقیق مسیر ابزار برای حفظ تلورانس های هندسی ضروری است که در غیر این صورت تضمین آن غیرممکن است.

حتی برای قطرهای معمولی، رشته ماشینکاری یکسان است. یک بوش استاندارد برنزی نقطه شروع خوبی برای ارزیابی تحمل سوراخ، گردی و پرداخت سطح قبل از انجام یک قطعه کاملا سفارشی است.

بوش برنز قلع ریخته گری گریز از مرکز با شیارهای روغن سفارشی این بوش برنزی از طریق ریخته گری گریز از مرکز با شیارهای روغن داخلی و خارجی اختیاری تولید می شود که استحکام کششی، سختی و مقاومت در برابر خوردگی بالایی را برای عملکرد بادوام یاتاقان ارائه می دهد. مشاهده محصول →

انواع خود روان کننده برای موقعیت های غیر قابل دسترس

برخی از موقعیت های یاتاقان را نمی توان دوباره روغن کاری کرد: پین های محوری مهر و موم شده، اتصالات دریایی غوطه ور، مکانیسم های نمایه سازی، و تجهیزات داخل محافظ ها یا اتاق های تمیز. در این موارد، یک نوع جامد خود روان کننده با درج گرافیت یا PTFE ارزش ارزیابی دارد. مواد پایه و مسیر ریخته گری مانند برنز ساده آلومینیوم است، اما گلوله های روان کننده جامد به دیوار فشرده می شوند و در حین لغزش یک فیلم آزاد می کنند.

انتظار نداشته باشید که محدودیت های PV خشک کار با بلبرینگ برنز آلومینیومی تغذیه شده با گریس مطابقت داشته باشد. اعداد کمتر هستند، و انتخاب باید در برابر وظیفه واقعی تایید شود. در جاهایی که روغن‌کاری مجدد غیرممکن است، ترکیب یک پوسته آلیاژ مس قوی و روان‌کننده جامد تعبیه‌شده، یک بازگشت عملی است.

مشخصات عملی برای بلبرینگ کشویی برنز آلومینیومی یک عدد کاتالوگ واحد نیست. این یک محفظه بار، یک درجه آلیاژ، یک طرح روانکاری و سازنده ای است که می تواند هم ریخته گری و هم ماشینکاری را با تحمل لازم انجام دهد. از برنز آلومینیومی در جاهایی استفاده کنید که برنز قلع خیلی نرم شده است، جایی که آب یا خوردگی وجود دارد، یا جایی که روغن کاری مجدد غیرقابل اطمینان است. شیار روغن را طراحی کنید، سطح جفت گیری را سفت کنید و اعداد PV را با ریخته گری قبل از سفارش تایید کنید. اگر به درستی انجام شود، بلبرینگ آخرین قسمتی از دستگاه است که باید نگران آن باشید.