Механичните устройства често се използват в човешките дейности. Надеждността на движещите се части във всеки механизъм се осигурява чрез намаляване на триенето и деформацията. За това се използват специални материали, наречени антифрикционни. Основната им цел е да намалят коефициента на триене, улеснявайки плъзгането на подвижните повърхности на механизмите. Тази статия ще обсъди свойствата срещу триене на различни материали, използвани за тези цели.
Видове триене
Трененето възниква, когато телата се движат, които са в контакт едно с друго. Има два основни типа:
- Сухо - повърхностите на твърдите тела са в директен контакт. Наблюдава се при ремъчни и фрикционни задвижвания.
- Течност - когато има маслен слой течност между частите на механизмите и телата не се докосват. Намира се в упорни лагери, лагери.
И също така разграничавайтемеждинни видове триене: полусухо и полутечно.
По отношение на движението на телата се отбелязват следните видове триене:
- почивка - възниква, когато относителната почивка на телата;
- подхлъзване - проявява се с относителното движение на механизмите;
- търкаляне - външно триене при търкаляне на тела.
В зависимост от вида на триенето се избира материал с определени антифрикционни свойства за повърхностите на телата.
Видове материали, използвани за намаляване на триенето
Всички антифрикционни материали, осигуряващи нисък коефициент на триене, са разделени на:
- Метал - използват се триметални сплави, които съдържат мед (бабити). Проектиран да работи в режим на течно триене.
- Прах - на базата на желязо и мед с добавка на графит и сулфиди. Използва се в плъзгащи лагери.
- Самосмазващи се синтеровани - за производството се използват материали от различни комбинации от желязо с графит, мед и бронз. Използват се за производство на плъзгащи лагери при ниски скорости и при липса на ударни натоварвания. Добрите антифрикционни свойства позволяват да се монтират на места, където е трудно смазването.
- С твърди смазочни компоненти - като тънък слой върху повърхността на детайлите се нанасят частици от твърда смазка, състояща се от хлориди, метални оксиди, флуориди, пластмаси. Продуктите работят при по-високи скорости на плъзгане.
- Неметални - изработени отпластмаси: термопластични и термореактивни. Използва се за витлови лагери, валцовъчни мелници.
- Метал-полимер - състоят се от хетерогенни компоненти. Те се делят на матрични, дисперсни и наслоени. Използва се за производството на плъзгащи лагери, зъбни колела и зъбни колела.
- Минерали - използвайте естествени (ахат) и изкуствени (корунд). Те произвеждат малки устойчиви на износване лагери за тахометри, часовници, жироскопи.
Всеки материал намира своето приложение за производство на части според неговите антифрикционни свойства.
Сплави с ниско триене
От такива сплави се изработват корпуси на лагери, така че те трябва да имат:
- Нисък коефициент на триене в сравнение с материала на вала, който най-често е закалена стомана.
- Добра топлопроводимост.
- Устойчивост на корозия.
- Мала твърдост.
- Свойство, което позволява задържане на мазнини.
За да отговаря на изброените свойства, структурата на сплавта трябва да включва метали с антифрикционни свойства, които имат повишена мекота и пластичност на основата. И той вече е осеян с твърди частици, състоящи се от химически съединения. В този случай валът бързо се вкарва в лагера, върху него се появяват малки жлебове от твърди частици, които са пълни с грес и чрез които се отстраняват продуктите на износване. На базата на калай, олово, мед, кадмий, бисмут,и включванията са направени от антимон и медни сплави.
Използване на бронзови сплави в фрикционни единици
Бронзът е сплав от мед с различни метали, които могат да включват калай, алуминий, силиций, олово, берилий и много други добавки. В зависимост от процента на един или друг елемент, включен в състава му, бронзът се нарича калай, алуминий, олово. Бронзите се използват широко при производството на продукти, които се използват с повишено триене. Най-добрите бронзове се считат за антифрикционни свойства, направени на базата на калай.
Особено добре се показаха Калаен-фосфор, от който се изработват лагерни лагери, работещи при значително натоварване и с висока скорост. Единственият недостатък е високата им цена, така че те се заменят с алуминий и оловни бронзи. При работа в агресивна среда алуминиевият бронз често се използва за лагерни втулки. Те, освен устойчивост на триене, имат добра устойчивост на корозия. Оловото осигурява нисък коефициент на триене. Тези материали се използват за направата на лагерни черупки за работа с високо налягане и висока скорост.
Антифрикционни сплави: състав и свойства
В индустрията, за производството на триещи се части на механизми, се използват различни сплави с малък коефициент на триене:
- Месингът е сплав, чиито основни компоненти са мед и цинк. Може да включва компоненти във форматаалуминий, калай, олово, манган и други елементи. По якост и нисък коефициент на триене той е по-нисък от бронза и се използва при производството на плъзгащи лагери, работещи при ниски скорости.
- Babbit са сложни сплави с различен състав и физични свойства, но състоящи се от една мека основа: калай или олово с твърди добавки от сплави на алкални метали, мед или антимон. Благодарение на меката основа, лагерите са добре вкарани в вала, а твърдите добавки повишават устойчивостта на износване. Високите антифрикционни качества на бабита, но по-ниска якост от бронза и чугуна, правят възможно използването им само за нанасяне на тънък слой върху повърхността на продуктите.
Свойства на маслата
За да се гарантира надеждността и ефективността на триещите се части, намалявайки триенето на плъзгане, се използват смазочни масла. Всички те са класифицирани по:
- произход;
- метод на получаване;
- присвоено.
Смазочните масла изпълняват следните функции:
- намалете триенето между частите в контакт;
- намалете износването и предотвратите надраскване;
- осигурява разсейване на топлината от триещите се части;
- предпазва от корозия.
Свойствата срещу триене на маслата се крият в способността им да намаляват количеството енергия за триене. Вискозитетът е основният индикатор за тези свойства и се определя от въглеродния и фракционния състав. За подобряване на качеството на маслата, различниантифрикционни добавки за увеличаване на мощността, удължаване на работата на уреда, намаляване на натоварването. Те подобряват свойствата на маслата, увеличавайки времето за подмяна на смазочния състав. Антифрикционните добавки допринасят за създаването на защитен слой по време на взаимодействието на частите, изравняват повърхностите им и изглаждат триенето. Създавайки мазен, издръжлив филм, те намаляват износването на частите.
Свойства против триене на епоксидни полимери
Епоксидните полимери са вискозни течности, които се втвърдяват, когато към тях се добавят различни органични вещества. Те имат висока механична якост и се използват за свързване на бетон, метал, стъкло и дърво. Благодарение на тези свойства те се използват за производство на металополимерни части, производство на втулки, ролки, зъбни колела, лагери и съединители.
Пълнителите придават на епоксидните полимерни продукти високи характеристики срещу триене. Частите могат да работят без смазване, ако се използва намокряне с вода. Покритията са устойчиви на атмосферни влияния и химикали.
Неметални антифрикционни материали
За плъзгащи лагери често се използват два вида пластмаси:
- Термореактивни - те включват текстолит, който се използва за производство на лагери за валцовъчни мелници, витла и хидравлични машини. Частите са тежкотоварни, смазани с вода и охладени.
- Термопласт - полиамидите са широко използвани: флуоропласт, найлон, анид. Ползите са високиантифрикционни свойства на материалите, устойчивост на корозия и добра устойчивост на износване при високи натоварвания и скорости на плъзгане.
За намаляване на триенето между частите се въвеждат различни пълнители под формата на твърди смазки, които, когато се използват на повърхността, създават структура от течни кристали. Струва си да се отбележи, че флуоропластът има много нисък коефициент на триене, но лошото разсейване на топлината и течливост при натоварване се считат за недостатък, така че се използва заедно с други материали.
Заключение
Антифрикционните материали са подходящи за производството на облицовки и лагери, които лесно се сменят при износване. Суровината за продукта трябва да има по-висок коефициент на триене, т.е., когато частите влязат в контакт, трудната за подмяна част от механизма остава невредима. Това се случва само когато материалът на ценната част е надарен с отлични антифрикционни свойства спрямо аналога.
