Protizdrsne lastnosti materialov in njihova sestava

Človeške dejavnosti pogosto vključujejo uporabo mehanskih naprav. Tresenje je trenje, ki zanesljivo deluje Gibljivi deli v vsakem mehanizmu zagotavljajo manjše trenje in obremenitev. Za to se uporablja poseben material, imenovan drsni material. Njihov glavni namen je zmanjšati koeficient trenja in tako olajšati drsenje gibljivih površin strojev. V tem članku bomo obravnavali drsne lastnosti različnih materialov, ki se uporabljajo v ta namen.

Vrste trenja

Do trenja pride, ko se telesa, ki so v stiku, premikajo. Ločimo dve glavni vrsti:

• Suho - ko pride do neposrednega stika s trdnimi površinami. Opazimo ga pri jermenskih in tornih zobnikih.
• Tekočinsko trenje - kadar je med deli mehanizma plast oljnate tekočine in se telesa ne dotikajo. Srečamo ga v drsnih blokih, ležajih in pušah.

Razlikujemo tudi med vmesnimi oblikami trenja: polsuhim in poltekočim.

V zvezi z gibanjem teles se pojavljajo naslednje vrste trenja:

• mirovanje - nastopi, ko so telesa v relativnem mirovanju;
• Drsenje - uporablja se za relativno gibanje strojev;
• kotaljenje - nastane zaradi zunanjega trenja pri kotaljenju teles.

Glede na vrsto trenja je drsni material prilagojen površini telesa s posebnimi drsnimi lastnostmi.

Vrste materialov, ki se uporabljajo za zmanjšanje trenja

Vsi materiali z nizkim trenjem se delijo na

• Kovina - uporabljajo se zlitine treh kovin, ki vsebujejo baker (babbitti). Zasnovan za tekoče trenje.
• Prah - na osnovi železa in bakra z dodatkom grafita in sulfidov. Uporablja se v drsnih ležajih.
• Samomazalni sintrani - za proizvodnjo se uporabljajo materiali iz različnih kombinacij železa z grafitom, bakrom in bronom. Uporablja se za proizvodnjo tornih ležajev pri nizkih hitrostih in v odsotnosti udarne obremenitve. Dobre drsne lastnosti omogočajo vgradnjo na mestih, kjer je mazanje oteženo.
• s trdnimi sestavinami maziva - delci trdnega maziva iz kloridov, kovinskih oksidov, fluoridov in plastičnih mas se nanesejo na površino obdelovanca v obliki tankih plasti. Izdelek deluje pri povišanih drsnih hitrostih.
• nekovinski - iz termoplastičnih in duroplastičnih materialov. Uporablja se za ležaje propelerjev, valjčne stroje.
• Kovina/polimer - sestavljen iz heterogenih komponent. Delimo jih na matrične, disperzne in večplastne. Uporablja se za drsne ležaje, zobnike in verižnike.
• Uporabljajo se minerali - naravni (agat) in umetni (korund). Majhni, na obrabo odporni ležaji za tahometre, ure, žiroskope.

Vsak material najde svojo uporabo za dele glede na svoje lastnosti proti trenju.

Zlitine z nizkim koeficientom trenja

Iz teh zlitin so izdelane obloge tornih ležajev, zato morajo imeti

• Nizek koeficient trenja v primerjavi z materialom gredi, ki je najpogosteje izdelana iz kaljenega jekla.
• dobra toplotna prevodnost.
• Odpornost proti koroziji.
• Nizka trdota.
• Lastnost zadrževanja maziva.

Za doseganje zgoraj navedenih lastnosti mora struktura zlitine vključevati kovine z antifrikcijskimi lastnostmi, s povečano mehkobo in duktilnostjo osnovnega materiala. Trdni delci, sestavljeni iz kemičnih spojin, so že vgrajeni vanj. Gred se nato zelo hitro zapelje v ležaj, pri čemer se v ležaju ustvarijo majhni utori iz trdnih delcev, ki so napolnjeni z mastjo in prenašajo produkte obrabe. kositer, svinec, baker, kadmij, bizmut se uporabljajo kot osnova, zlitine antimona in bakra se uporabljajo kot vložki.

Uporaba bronastih zlitin v tornih enotah

Bron je zlitina bakra in različnih kovin, ki lahko vsebuje kositer, aluminij, silicij, svinec, berilij in številne druge dodatke. Glede na odstotek posameznih elementov se bron imenuje kositer, aluminij ali svinec. Bronasti izdelki se uporabljajo v številnih aplikacijah za višje stopnje trenja. Bronasti izdelki z anti-frikcijskimi lastnostmi na osnovi kositra veljajo za najboljše.

posebej dobro preizkušen kositrni bron, primeren za ohišja ležajev, ki delujejo pod visokimi obremenitvami in pri visokih hitrostih. Edina pomanjkljivost je, da so dragi, zato jih nadomeščajo aluminijasti in svinčevi bronzi. Kadar se uporabljajo v v korozivnih okoljih se aluminijasti bron pogosto uporablja za ležajne puše. Niso bili le odporni na trenje, ampak tudi na korozijo. Nizki koeficient trenja zagotavlja svinec. Ohišja ležajev so izdelana iz teh materialov delati pri višjih tlakih in visokih hitrostih.

Zlitine proti trenju: sestava in lastnosti

V industriji za proizvodnjo Različne zlitine z nizkim koeficientom trenja se uporabljajo za drgnjenje delov strojev:

• Medenina je zlitina, katere glavni sestavini sta baker in cink. Lahko vsebuje aluminij, kositer, svinec, mangan in druge zlitine. Po trdnosti in majhnem koeficientu trenja je slabši od brona in se uporablja pri izdelavi tornih ležajev, ki delujejo pri nizkih hitrostih.
• babbitt so kompleksne zlitine z različnimi sestavami in fizikalnimi lastnostmi, vendar sestavljene iz ene mehke osnove: kositra ali svinca s trdnimi dodatki alkalnih kovin, bakrovih ali antimonovih zlitin. Zaradi mehke podlage bi se ležaji dobro prilegali gredi, trdi dodatki pa bi povečali odpornost proti obrabi. Zaradi visokih drsnih lastnosti babbita, vendar manjše trdnosti od brona in litega železa, jih je mogoče uporabljati le kot tanko plast na površini obdelovancev.

Lastnosti olj

da bi zagotovili zanesljivost in operativna učinkovitost torni deli, zmanjšanje drsnega trenja uporaba mazalnih olj. Vsi so razvrščeni glede na:

• njihov izvor;
• način proizvodnje;
• namen.

Mazalna olja imajo naslednje funkcije:

• zmanjšajo trenje med površinami delov, ki so v stiku;
• zmanjšajo obrabo in preprečujejo odrgnine;
• zagotavlja odvajanje toplote iz gibljivih delov;
• zaščita pred korozijo.

Proti trenju so olja sposobna zmanjšati energijo trenja. Viskoznost je glavni pokazatelj teh lastnosti in je odvisna od ogljične in frakcijske sestave. Za izboljšanje kakovosti olj so bili izdelani različni dodatki proti trenju, ki pomagajo izboljšati zmogljivost, podaljšati življenjsko dobo stroja in zmanjšati obremenitve. Izboljšujejo lastnosti olj in podaljšujejo intervale menjave maziv. Dodatki proti trenju ustvarijo zaščitni sloj med deli, zgladijo površine in zmanjšajo trenje. Z ustvarjanjem čvrstega oljnega filma zmanjšujejo obrabo sestavnih delov.

Protipotresne lastnosti epoksidnih polimerov

Epoksidni polimeri so viskozne tekočine, ki se strdijo, ko jim dodamo različne organske snovi. Imajo visoko mehansko odpornost in se uporabljajo za lepljenje betona, kovine, stekla in lesa. Zaradi teh lastnosti se uporabljajo pri proizvodnji kovinsko-polimernih delov, kot so puše, valji, zobniki, ležaji in sklopke.

Polnila dajejo izdelkom iz epoksidnih polimerov visoko raven lastnosti proti trenju. Deli lahko delujejo nenamazani, če se uporablja vodna vlažnost. Premazi so odporni na vremenske vplive in kemikalije.

Nekovinski protizdrsni materiali

Za drsne ležaje se pogosto uporabljata dva različna plastična materiala:

• termosetni - sem spada tekstolit, ki se uporablja pri proizvodnji ležajev za valjčne stroje, propelerje in hidravlične stroje. Deli, ki so zasnovani tako, da vzdržijo težke pogoje, so mazani in hlajeni z vodo.
• termoplastični - pogosto se uporabljajo poliamidi, kot so fluoroplast, kapron in anid. Prednosti so visoke drsne lastnosti materialov, njihova odpornost proti koroziji in dobra odpornost proti obrabi pri velikih obremenitvah in drsnih hitrostih.

Za zmanjšanje trenja med deli se uporabljajo različna polnila v obliki trdnih maziv, ki med delovanjem na površini ustvarijo strukturo tekočih kristalov. treba je omeniti, da ima fluoroplast zelo nizek koeficient trenja, vendar sta njegovi slabosti slabo odvajanje toplote in majhna pretočnost pod obremenitvijo, zato se uporablja v kombinaciji z drugimi materiali.

Zaključek

Antifrikcijski materiali so primerni za izdelavo oblog in ležajev, ki jih je ob obrabi enostavno zamenjati. Surovina za izdelek mora imeti višji koeficient trenja, t. е. ob stiku delov ostane nepoškodovan tisti del mehanizma, ki ga je težko zamenjati. To velja le, če ima material dragocenega dela odlične lastnosti proti trenju v primerjavi s svojim ustreznikom.