Mekaanisia laitteita käytetään usein ihmisen toiminnassa. Liikkuvien osien luotettavuus missä tahansa mekanismissa varmistetaan vähentämällä kitkaa ja muodonmuutoksia. Tätä varten käytetään erikoismateriaaleja, joita kutsutaan antifrictioniksi. Niiden päätarkoituksena on vähentää kitkakerrointa, mikä helpottaa mekanismien liikkuvien pintojen liukumista. Tässä artikkelissa käsitellään eri näihin tarkoituksiin käytettyjen materiaalien kitkaa estäviä ominaisuuksia.
kitkatyypit
Kitkaa syntyy, kun toistensa kanssa kosketuksissa olevat kappaleet liikkuvat. On olemassa kaksi päätyyppiä:
- Kuiva - kiinteiden aineiden pinnat ovat suorassa kosketuksessa. Se havaitaan hihna- ja kitkakäytöissä.
- Neste - kun mekanismien osien välissä on öljykerros nestettä ja rungot eivät kosketa. Löytyy painelaakereista, laakereista.
Ja myös erottaavälikitkatyypit: puolikuiva ja puolineste.
Kehojen liikkeen os alta havaitaan seuraavat kitkatyypit:
- lepo - tapahtuu, kun suhteellinen loput kehot;
- liukuminen - ilmenee mekanismien suhteellisella liikkeellä;
- vieriminen - ulkoinen kitka kappaleita vieritettäessä.
Kitkan tyypistä riippuen kappaleiden pinnoille valitaan materiaali, jolla on tietyt kitkaa vähentävät ominaisuudet.
Kitkan vähentämiseen käytetyt materiaalityypit
Kaikki kitkaa vähentävät materiaalit, jotka tarjoavat alhaisen kitkakertoimen, on jaettu:
- Metalli - käytetään kolmen metallin seoksia, jotka sisältävät kuparia (babbit). Suunniteltu toimimaan nestekitkatilassa.
- Jauhe - perustuu rautaan ja kupariin, johon on lisätty grafiittia ja sulfideja. Käytetään liukulaakereissa.
- Itsevoiteleva sintrattu - valmistuksessa käytetään materiaaleja, joissa on erilaisia raudan, grafiitin, kuparin ja pronssin yhdistelmiä. Niitä käytetään liukulaakereiden valmistukseen pienillä nopeuksilla ja ilman iskukuormitusta. Hyvät kitkanestoominaisuudet mahdollistavat niiden asennuksen paikkoihin, joissa voitelu on vaikeaa.
- Kiinteillä voitelukomponenteilla - ohuena kerroksena osien pinnalle levitetään kiinteän voiteluaineen hiukkasia, jotka koostuvat klorideista, metallioksideista, fluorideista ja muoveista. Tuotteet toimivat suuremmilla liukunopeuksilla.
- Ei-metallinen - valmistettumuovit: kestomuovi ja lämpökovettuva. Käytetään potkurin laakereissa, valssaamoissa.
- Metallipolymeeri - koostuu heterogeenisistä komponenteista. Ne on jaettu matriisiin, hajallaan ja kerroksittain. Käytetään liukulaakerien, hammaspyörien ja ketjupyörien valmistukseen.
- Mineraalit - käytä luonnollista (akaatti) ja keinotekoista (korundi). He valmistavat pieniä kulutusta kestäviä laakereita takometreihin, kelloihin ja gyroskooppeihin.
Jokainen materiaali löytää käyttötarkoituksensa osien valmistukseen kitkanestoominaisuuksiensa mukaisesti.
Matalankitkaiset seokset
Tällaisista seoksista valmistetaan kitkalaakerin kuoret, joten niissä on oltava:
- Matala kitkakerroin verrattuna akselin materiaaliin, joka on useimmiten karkaistua terästä.
- Hyvä lämmönjohtavuus.
- Korroosionkestävyys.
- Pieni kovuus.
- Ominaisuus, joka mahdollistaa rasvan pysyvyyden.
Luetteloitujen ominaisuuksien täyttämiseksi lejeeringin rakenteen tulee sisältää kitkaa vähentäviä metalleja, jotka lisäävät pohjan pehmeyttä ja taipuisuutta. Ja se on jo välissä kemiallisista yhdisteistä koostuvien kiinteiden hiukkasten kanssa. Tällöin akseli ajetaan nopeasti sisään laakeriin, siihen syntyy kiinteistä hiukkasista pieniä uria, jotka täytetään rasvalla ja joiden kautta kuluvat tuotteet poistetaan. Perustuu tinaan, lyijyyn, kupariin, kadmiumiin, vismuttiin,ja sulkeumat on valmistettu antimonista ja kupariseoksista.
Pronssiseosten käyttö kitkayksiköissä
Pronssi on kuparin ja eri metallien seos, joka voi sisältää tinaa, alumiinia, piitä, lyijyä, berylliumia ja monia muita lisäaineita. Sen koostumukseen sisältyvän yhden tai toisen elementin prosenttiosuudesta riippuen pronssia kutsutaan tinaksi, alumiiniksi, lyijyksi. Pronssia käytetään laaj alti sellaisten tuotteiden valmistuksessa, joita käytetään lisääntyneellä kitkalla. Parhaiden pronssien katsotaan olevan kitkaa estäviä ominaisuuksia, jotka on valmistettu tinasta.
Erityisen hyvin ovat osoittaneet itsensä tina-fosfori, josta valmistetaan laakerilaakerit, jotka toimivat merkittävällä kuormituksella ja suurella nopeudella. Ainoa haittapuoli on niiden korkea hinta, joten ne korvataan alumiinilla ja lyijypronssilla. Aggressiivisessa ympäristössä työskenneltäessä alumiinipronssia käytetään usein laakeriholkeissa. Niillä on kitkankestävyyden lisäksi hyvä korroosionkestävyys. Lyijy tarjoaa alhaisen kitkakertoimen. Näistä materiaaleista valmistetaan laakerikuoria korkeapaineista ja nopeaa käyttöä varten.
Kitkaa estävät seokset: koostumus ja ominaisuudet
Teollisuudessa mekanismien hankausosien valmistuksessa käytetään erilaisia metalliseoksia pienellä kitkakertoimella:
- Mesinki on metalliseos, jonka pääkomponentit ovat kupari ja sinkki. Se voi sisältää lomakkeessa olevia komponenttejaalumiini, tina, lyijy, mangaani ja muut elementit. Lujuuden ja pienen kitkakertoimen suhteen se on huonompi kuin pronssi ja sitä käytetään alhaisilla nopeuksilla toimivien liukulaakerien valmistuksessa.
- Babbit ovat monimutkaisia metalliseoksia, joilla on erilaiset koostumukset ja fysikaaliset ominaisuudet, mutta jotka koostuvat yhdestä pehmeästä pohjasta: tinasta tai lyijystä, johon on lisätty kovia alkalimetalliseoksia, kuparia tai antimonia. Pehmeän pohjan ansiosta laakerit kulkevat hyvin sisään akseliin ja kovat lisäaineet lisäävät kulutuskestävyyttä. Babbitin korkeat kitkaa estävät ominaisuudet, mutta heikompi lujuus kuin pronssilla ja valuraudalla, mahdollistavat niiden käytön vain ohuen kerroksen levittämiseen tuotteiden pinnalle.
Öljyjen ominaisuudet
Herkivien osien luotettavuuden ja tehokkuuden takaamiseksi sekä liukukitkan vähentämiseksi käytetään voiteluöljyjä. Ne kaikki luokitellaan:
- alkuperä;
- vastaanottotapa;
- määrätty.
Voiteluöljyt suorittavat seuraavat toiminnot:
- vähennä kitkaa kosketuksissa olevien osien välillä;
- vähentää kulumista ja estää naarmuuntumista;
- antaa lämmön haihtumisen hankautuvista osista;
- suojaa korroosiolta.
Öljyjen kitkaa estävät ominaisuudet piilevät niiden kyvyssä vähentää kitkan energian määrää. Viskositeetti on näiden ominaisuuksien pääindikaattori, ja sen määrää hiilen ja fraktiokoostumus. Öljyjen laadun parantamiseksi erilaisiakitkaa vähentävät lisäaineet tehon lisäämiseksi, yksikön toiminnan laajentamiseksi, kuormituksen vähentämiseksi. Ne parantavat öljyjen ominaisuuksia ja lisäävät voiteluainekoostumuksen vaihtamisen ajoitusta. Kitkaa vähentävät lisäaineet edistävät suojakerroksen muodostumista osien vuorovaikutuksen aikana, tasoittavat niiden pintoja ja tasoittavat kitkaa. Luomalla öljyisen, kestävän kalvon ne vähentävät osien kulumista.
Epoksipolymeerien kitkaa estävät ominaisuudet
Epoksipolymeerit ovat viskooseja nesteitä, jotka kovettuvat, kun niihin lisätään erilaisia orgaanisia aineita. Niillä on korkea mekaaninen lujuus ja niitä käytetään betonin, metallin, lasin ja puun liimaamiseen. Näiden ominaisuuksien ansiosta niitä käytetään metallipolymeeriosien valmistukseen, holkkien, rullien, hammaspyörien, laakerien ja kytkimien valmistukseen.
Täyteaineet antavat epoksipolymeerituotteille korkeat kitkanesto-ominaisuudet. Osat voivat toimia ilman voitelua, jos käytetään vesikastelua. Pinnoitteet kestävät säätä ja kemikaaleja.
Ei-metalliset kitkaa vähentävät materiaalit
Liukulaakereissa käytetään usein kahdenlaisia muovityyppejä:
- Lämpökovettaminen – näitä ovat mm. textoliitti, jota käytetään valssaamojen, potkureiden ja hydraulikoneiden laakereiden valmistukseen. Osat ovat kestäviä, vesivoideltuja ja jäähdytettyjä.
- Termoplastia – polyamideja käytetään laaj alti: fluoroplastia, nailonia, anidia. Edut ovat korkeatmateriaalien kitkaa estävät ominaisuudet, korroosionkestävyys ja hyvä kulutuskestävyys suurilla kuormituksilla ja liukunopeuksilla.
Osien välisen kitkan vähentämiseksi käytetään erilaisia täyteaineita kiinteiden voiteluaineiden muodossa, jotka pinnalla käytettyinä muodostavat nestekiderakenteen. On syytä huomata, että fluoroplastilla on erittäin alhainen kitkakerroin, mutta huonoa lämmönpoistoa ja juoksevuutta kuormituksen alaisena pidetään haittana, joten sitä käytetään yhdessä muiden materiaalien kanssa.
Johtopäätös
Kitkaa estävät materiaalit soveltuvat vuorausten ja laakereiden valmistukseen, jotka on helppo vaihtaa kuluneena. Tuotteen raaka-aineella tulee olla suurempi kitkakerroin, eli osien koskettaessa mekanismin vaikeasti vaihdettava osa säilyy vahingoittumattomana. Tämä tapahtuu vain, kun arvokkaan osan materiaalilla on erinomaiset kitkaa estävät ominaisuudet verrattuna analogiseen.
