Бронзовые втулки скольжения: применение, особенности производства и цены

Бронзовые втулки представляют собой подшипники скольжения, которые используются при изготовлении различного промышленного оборудования — экскаваторов, тракторов, самосвалов, прессов, насосов, шахтной и горной техники. Втулки из этого цветного металла отличаются пластичностью, низким коэффициентом трения, плохой адгезией, хорошей теплопроводностью и стабильностью свойств. Использование бронзовых втулок позволяет снизить риск аварий, повысить надежность и срок работы основных узлов оборудования.

Сфера применения бронзовых втулок

Широкое использование бронзовых сплавов для производства втулок объясняется их антифрикционными свойствами, механической прочностью, устойчивостью к коррозии и воздействию агрессивных реагентов, высокой теплопроводностью, способностью к удержанию смазки и низким коэффициентом трения.

Этими преимуществами обладают марки бронзы, которые содержат в качестве добавок мягкие металлы (олово, фосфор, цинк, свинец, железо, алюминий и бериллий), обеспечивающие максимальное притирание поверхностей.

Свойства сплава определяют сферу применения готовой продукции. Так, бронзовые втулки скольжения, изготовленные с использованием фосфора, обладают максимальными антифрикционными свойствами и применяются для оснащения механизмов, работающих с большими нагрузками (генераторы, турбины, электродвигатели). Сплавы с добавками железа и алюминия обладают высокой ударной прочностью и используются в механизмах с переменными нагрузками (в компрессорах, двигателях внутреннего сгорания).

В целом же бронзовые подшипники скольжения применяются:

• при производстве железнодорожной и автомобильной техники, в частности, локомотивов и большегрузного автотранспорта;
• в гидроэнергетике: при изготовлении гидротурбин и сервомоторов;
• в горнодобывающей промышленности: для карьерных экскаваторов и дробилок;
• в тяжелой промышленности: при производстве цилиндров, прокатных станов, гидравлических прессов, венцов червячных колес, ковочного и штамповочного оборудования.

Особенности изготовления бронзовых втулок

Применение бронзовых втулок во многих промышленных отраслях стало причиной развития технологий изготовления этого изделия. Разнообразие подходов производства позволяет получать продукцию, максимально соответствующую тем или иным условиям использования.

Исходное сырье

Изготовление бронзовых втулок производится с применением различных марок бронзы. Самыми высококачественными считаются сплавы, содержащие олово, так как они отличаются высокой устойчивостью к нагрузкам, а втулки из них — быстроходностью. К недостаткам можно отнести разве что высокую цену продукции из сплавов с оловом.

Улучшить антифрикционные свойства материала позволяет добавка фосфора. Втулки из сплавов марки БрОФ способны выдерживать удельное давление в 150 кг/см2 и скорость вращения до 10 м/с. Они используются в механизмах, которые работают с постоянной нагрузкой (компрессоры, электродвигатели и т.д.).

Аналогичная область применения у подшипников со свинцовыми и цинковыми добавками (сплавы БрОЦС, БрСЗО, БрОС, БрСН60). Эти материалы повышают качество заготовок и делают их более податливыми для обработки резанием (при этом может несколько снижаться быстроходность и максимальная нагрузка готовых изделий). Наиболее популярные марки оловянных бронз с добавками свинца, фосфора или цинка — БрОФ10-1, БрОЦС, БрО4Ц7С5.

Высокой степенью механической прочности при сниженной быстроходности обладают втулки бронзовые с добавкой алюминия и железа (БрАЖ, БрАЖ9-4, БрАЖМц, БрАЖН, БрА10Мц2Л). Максимальной устойчивостью к ударным нагрузкам отличается сплав БрС30, используемый при производстве деталей для аппаратов, которые работают с переменными нагрузками.

Методы производства бронзовых втулок: литье и резание

Бронзовые втулки в настоящее время производятся тремя способами: резаньем, литьем в кокиль и центробежным литьем. Наиболее прогрессивным и востребованным из них для изготовления бронзовых втулок является метод центробежного литья, который позволяет получить изделие с высокой плотностью (особенно в наружных слоях), без воздушных полостей. Сейчас около 60% продукции производится именно этим способом.

В соответствии с данной технологией сплав заливается в быстро вращающуюся в вертикальной или горизонтальной плоскости форму, а его кристаллизация осуществляется в условиях высокого давления. Такая продукция обладает оптимальными механическими свойствами и требует минимальных припусков на дальнейшую обработку, что позволяет снизить себестоимость готового изделия.

Вторым по популярности методом является литье в кокиль — специальную разборную форму. После застывания и охлаждения металла кокиль раскрывается и из него извлекается готовое изделие. Главным минусом этого метода является то, что заполнение формы жидким сплавом и затвердевание изделия осуществляются под воздействием только силы тяжести, без внешнего давления. Соответственно плотность и механические свойства продукта ниже, чем у его аналога, изготовленного методом центробежного литья. Преимущества литья в кокиль — возможность получения изделий сложных форм и больших размеров (до 1500 кг).

Обрабатывание резанием — способ, с помощью которого производится продукция из оловянно-свинцовых бронз БрОЦС. У остальных бронз обрабатываемость резанием составляет всего 20%. Кроме того, при подобном методе изготовления в некоторых случаях себестоимость втулки бронзовой повышается, так как заготовка требует значительных припусков на механическую обработку.

При изготовлении втулок методом резания используется прокат, предназначенный для дальнейшей обработки на станках. В качестве подобного полуфабриката чаще всего используются:

1. Трубы БрОЦС5-5-5 (ГОСТ 24301–93).
2. Прутки БрАЖ9-4, БрАЖМц10-3-1.5, БрАЖН10-4-4, БрАМц9-2, БрКМц3-1, БрКН1-3 (ГОСТ 1628–78).

Цены на бронзовые втулки

Цена бронзовой втулки зависит от марки, диаметра изделия, компании-производителя и размеров поставляемой партии. Так, стоимость товара диаметром от 60 до 900 мм, изготовленного из бронзы марок БрОЦС 5-5-5, БрАЖ 9-4, БрА9Жзл или БрО10Ф1, составляет порядка 290—570 руб./кг в зависимости от диаметра.

Многие компании предпочитают покупать не готовые втулки, а бронзовый прокат и осуществлять его дальнейшую обработку самостоятельно. Это позволяет получать изделия необходимой формы и размера (что особенно важно при использовании комплектующих нестандартной конфигурации), а также существенно экономить денежные средства.

Так, стоимость круглого прутка оловянных (ГОСТ 24301–93) и безоловянных марок (ГОСТ 1628–78) составляет от 200 до 440 руб./кг. Аналогичная цена у труб различных диаметров (ГОСТ 24301–93, ГОСТ 1208–90, ГОСТ 2622–75).

Таким образом, купить бронзовые втулки скольжения или прокат — это значит обеспечить оборудование долговечными, качественными комплектующими, которые надежно защищают рабочие механизмы от изнашивания и поломок. Благодаря большому количеству марок сырья, используемого при изготовлении втулок, можно без труда подобрать изделия, которые по своим физико-химическим показателям идеально соответствуют условиям их дальнейшего использования.