Co to jest łożysko ślizgowe? Praktyczny przewodnik po materiałach i doborze

Silnik napędu przenośnika pracuje cicho przez trzy lata, następnie zaczyna dudnić przy niskiej prędkości i buczeć przy dużej prędkości. Ekipa konserwacyjna wyciąga dzwonek końcowy, a wewnątrz znajduje się brązowy cylinder wielkości filiżanki kawy z naciętym otworem i warstwą czarnego lakieru. Ten cylinder to łożysko ślizgowe i jego awaria wyjaśnia prawie wszystko w zachowaniu całej rodziny.

Łożysko ślizgowe, zwane także łożyskiem ślizgowym, tuleją lub łożyskiem poprzecznym, to jednoczęściowa cylindryczna tuleja, która przenosi wał na warstwie oleju, smaru lub stałego smaru, a nie na elementach tocznych. Nie ma klatki, toczącej się kuli i niczego, co się obraca, z wyjątkiem samego wału.

Krótka odpowiedź na pytanie, czym jest łożysko ślizgowe, sprowadza się do trzech zmiennych: luzu, filmu smarnego i materiału. Kiedy te trzy elementy zostaną dopasowane do obciążenia i prędkości, łożysko ślizgowe ze stopu miedzi może wytrzymać kilka razy dłużej niż łożysko kulkowe. Gdy któryś z nich jest nieprawidłowy, to samo łożysko może się zatrzeć w ciągu jednej zmiany.

Jak ładunek faktycznie dociera do obudowy

Łożysko ślizgowe działa raczej na podstawie geometrii niż kontaktu tocznego. Otwór jest obrabiany o kilka setnych milimetra większy niż wał, co tworzy zbieżną szczelinę w kierunku obrotu. Gdy wał się obraca, olej jest wciągany przez zwężający się klin, wzrasta ciśnienie, a czop unosi się nad metalem. Następnie wał porusza się po filmie olejowym o grubości często od 5 do 25 mikronów.

Podczas postoju i przy bardzo małych prędkościach nie może tworzyć się żaden film, dlatego obciążenie przenoszone jest przez dodatki graniczne zawarte w smarze lub przez sam materiał łożyska. Z tego powodu praca typu start-stop jest dla łożyska ślizgowego znacznie trudniejsza niż praca ciągła.

Grubość powłoki musi być większa niż łączna chropowatość powierzchni dwóch części plus największa cząstka krążąca w oleju. Cząsteczka ziarna o wielkości 10 mikronów jest większa niż wiele filmów olejowych, dlatego filtracja ma takie samo znaczenie jak dobór stopu. Temperatura zamyka pętlę: gorący olej jest rzadkim olejem, a cienka warstwa przenosi mniejsze obciążenie przy tej samej prędkości.

Główne typy, które znajdziesz na prawdziwych maszynach

Tuleje pełne i dzielone

Tuleje pełne są wciskane lub wciskane w obudowę i wymieniane, gdy otwór przekroczy tolerancję. Tuleje dzielone istnieją dla wałów, których nie można zdemontować, takich jak wały korbowe i wały o długiej linii w starszych urządzeniach.

Wersje kołnierzowe i oporowe

Kołnierz przenosi obciążenie osiowe i promieniowe. W przypadku sworznia zwrotnicy, steru i zawiasów stosuje się tuleje kołnierzowe, ponieważ zespół musi również wytrzymywać ruch pionowy bez konieczności dodawania oddzielnej podkładki oporowej.

Tuleje samosmarujące

Brąz z dodatkiem grafitu, brąz spiekany impregnowany olejem i obudowy ze stali pokrytej PTFE sprawdzają się tam, gdzie ponowne smarowanie jest niepraktyczne: w przypadku zdalnych przenośników, armatury podwodnej i obszarów mycia w zakładach spożywczych. Zamieniają nośność szczytową na okres konserwacji mierzony w latach, a nie tygodniach. W zapylonych zakładach, w których często pomijane są punkty smarowania, samosmarująca tuleja z brązu aluminiowego lub mosiądzu jest często tańszym rozwiązaniem w ciągu pięciu lat pracy.

Samosmarujące tuleje mosiężne do maszyn inżynieryjnych Samosmarujące tuleje mosiężne do maszyn inżynieryjnych is made of high-quality high-strength brass material, combined with embedded solid lubrication technology, it... Zobacz produkt →

Muszle wyłożone bimetalem i babbittem

W głównych łożyskach silnika i czopach turbin dominują cienkie warstwy babbittu połączone z podkładem ze stali lub brązu, gdzie dopasowywanie się i możliwość osadzania mają większe znaczenie niż sama wytrzymałość.

Stopy miedzi i gdzie jest ich miejsce

W przemysłowych łożyskach ślizgowych dominują stopy miedzi, ponieważ odprowadzają ciepło z folii, osadzają twarde cząstki zamiast nacinać wał i utrzymują warstwę hydrodynamiczną przy umiarkowanym obciążeniu.

Jeśli praca wymaga wody morskiej, pyłu ściernego lub ładunku zmieniającego kierunek, brąz aluminiowy jest zwykle bezpieczniejszym punktem wyjścia. Jeśli wał jest miękki, a obciążenie niewielkie, brąz cynowy osadzi zanieczyszczenia i wybaczy drobne błędy współosiowości, których nie zrobi twardszy stop.

Łożysko ślizgowe czy łożysko toczne?

Wybór rzadko dotyczy jakości. Chodzi o hałas, przestrzeń, dostęp do smaru i przewidywane awarie części.

Dlaczego łożyska ślizgowe zawodzą

Większość niepowodzeń nie jest awariami materialnymi. Są to problemy ze smarowaniem, dopasowaniem lub zanieczyszczeniem, których stop nie jest w stanie skompensować.

• Głód oleju: folia zapada się, otwór pobiera metal z czopa, a nacięcie rozprzestrzenia się po obwodzie w ciągu kilku minut.
• Zanieczyszczenie: brąz osadza twarde cząstki i chroni wał, ale gdy osadzone cząstki wystawią się dumnie z otworu, docierają do czopa jak narzędzie tnące.
• Przegrzanie: lepkość spada wraz ze wzrostem temperatury, więc łożysko pracujące w temperaturze o 20 stopni Celsjusza wyższej niż projektowana może stracić dużą część swojej nośności.
• Niewspółosiowość i obciążenie krawędziowe: wał przesunięty równolegle o 0,05 mm w poprzek krótkiej tulei koncentruje obciążenie na jednej krawędzi i najpierw wyciera tę krawędź.
• Zły luz: zbyt ciasne i łożysko zaciera się, gdy wał rośnie pod wpływem ciepła; zbyt luźny i czop wiruje, uderza i uderza w owal otworu.
• Fretting i pełzanie: niewystarczający wcisk w obudowę powoduje, że średnica zewnętrzna wypoleruje otwór oprawy i usunie resztki tlenków.
• Prąd wału: napędy o zmiennej częstotliwości mogą przepychać prąd przez wał i powodować erozję otworu w postaci drobnych kraterów.

Lista kontrolna wyboru, która zapobiega kosztownym zwrotom

1. Załaduj: rejestrować elementy stałe, zmienne i uderzeniowe, a także dowolny ciąg. Tuleja kołnierzowa kosztuje mniej niż późniejsze dodanie oddzielnej powierzchni oporowej.
2. Prędkość i PV: pomnóż ciśnienie jednostkowe przez prędkość powierzchniową. Dopuszczalna wartość gwałtownie spada, gdy folia nie może się uformować, na przykład podczas pracy oscylacyjnej lub indeksującej.
3. Droga smarowania: kąpiel olejowa, podawanie wymuszone, smarowniczka lub nic. Zdecyduj o tym przed wyborem stopu, a nie po.
4. Środowisko: woda morska, pył ścierny, chemikalia do spłukiwania, temperatura otoczenia i to, czy złącze jest zanurzone.
5. Rozliczenie: określ luz zainstalowany, a nie luz swobodny. Typowym punktem wyjścia dla brązu na stali jest średnica wału od 0,001 do 0,0015.
6. Stan wału: twardość, wykończenie powierzchni oraz to, czy czop można poddać ponownej obróbce lub wymienić, jeśli się zużyje.
7. Geometria: położenie rowka olejowego i otworu, skosy, grubość ścianki oraz sposób wciskania i wyciągania części.
8. Strategia zastępcza: czy tuleja jest planowaną częścią zużywalną podlegającą okresom między przeglądami, czy elementem trwającym całe życie?

W kopalni, w której sworzeń kruszarki jest smarowany co najwyżej raz w tygodniu, samosmarująca tuleja z brązu aluminiowego całkowicie eliminuje etap smarowania i utrzymuje połączenie w ruchu aż do następnego planowanego przestoju.

Tuleje samosmarujące z brązu aluminiowego do sprzętu górniczego Tuleje samosmarujące z brązu aluminiowego do sprzętu górniczego is a nickel-aluminum bronze self-lubricating bushing developed specifically for working conditions in mi... Zobacz produkt →

Gdzie łożyska ślizgowe ze stopu miedzi zarabiają na życie

Klasycznym przypadkiem są układy napędowe i sterownicze statków. Trzon steru, cylinder hydrauliczny, winda kotwiczna i uszczelnienie rury rufowej – wszystkie pracują przy różnych obciążeniach, różnych prędkościach i różnym narażeniu na korozję, a mimo to każdy z nich wymaga tulei ze stopu miedzi o wymiarach dostosowanych do jego własnych wymagań.

Sprzęt górniczy i metalurgiczny kieruje się tą samą logiką w trudniejszych warunkach: duże obciążenia udarowe, pył ścierny i długie przerwy między przerwami konserwacyjnymi. W maszynach inżynieryjnych, przekładniach do elektrowni wiatrowych i frezarkach obwiedniowych zastosowano przekładnie ślimakowe i tuleje ze stopu miedzi, w których kontakt ślizgowy i tłumienie mają większe znaczenie niż wydajność toczenia.

Poniższa tuleja z brązu cynowego jest typowym przykładem materiału wybranego do jednego konkretnego zadania, a nie gatunku ogólnego przeznaczenia.

Tuleja z brązu cynowego do układów napędowych statków Tuleja z brązu cynowego do układów napędowych statków to wysokowydajny, odporny na zużycie element przeznaczony do kluczowych części, takich jak wały napędowe statków, układy steru, ... Zobacz produkt →

Uwagi dotyczące zaopatrzenia: tolerancje, jakość odlewu i spójność partii

Dwóch dostawców może podać tę samą nazwę stopu i dostarczyć bardzo różne części. Trzy szczegóły odróżniają tuleję, która działa latami, od tej, która psuje się miesiącami.

• Zainstalowane wymiary: pasowanie wtłaczane zamyka otwór mniej więcej o wielkość wcisku, więc rysunek powinien podawać luz zainstalowany, a nie tylko otwór w stanie swobodnym.
• Solidność odlewu: Porowatość wewnątrz ściany staje się miejscem inicjacji pęknięć pod obciążeniem udarowym. Poproś o certyfikację materiału i, w przypadku krytycznych części, kontrolę ultradźwiękową lub penetracyjną.
• Konsystencja partii: zapisz numer rui. Ten sam stop z innego stopu może być obrabiany inaczej i zużywać się w różny sposób.

Od 2005 roku firma Yangzhou Yifeng Copper Products odlewa i obrabia elementy ze stopów miedzi, w tym tuleje z brązu cynowego, brązu aluminiowego i mosiądzu, łożyska samosmarujące, pierścienie uszczelniające do zastosowań morskich i przekładnie ślimakowe. The profil firmy opisuje fabrykę o powierzchni 30 000 metrów kwadratowych, zatrudniającą ponad 80 pracowników i partnerstwo badawcze z uniwersytetem, co warto sprawdzić, gdy tuleja znajduje się w nienaprawialnym zespole.

Pozbądź się tematu z powrotem do jego istoty, a łożysko ślizgowe to kontrolowana szczelina wypełniona kontrolowaną folią. Wszystko inne, stop, rowek, tolerancja i wykończenie, istnieje, aby chronić tę szczelinę.

Jeśli je określasz, zacznij od obciążenia i drogi smarowania, a następnie wybierz stop. Jeśli rozwiązujesz problem, zmierz zainstalowany luz i przyjrzyj się olejowi, zanim zrzucisz winę na materiał. W przypadku rysunków, danych roboczych lub drugiej opinii na temat uszkodzonej części, zespół inżynierów można skontaktować się za pośrednictwem strona kontaktowa .