Protifrikční vlastnosti materiálů a jejich složení

Při lidské činnosti se často používají mechanická zařízení. Spolehlivost práce pohyblivých částí v jakémkoli mechanismu je zajištěno snížením tření a deformace. K tomu se používají speciální materiály zvané protifrikční. Jejich hlavním účelem je snížit koeficient tření, což usnadňuje klouzání pohyblivých povrchů mechanismů. Tento článek se bude zabývat protifrikčními vlastnostmi různých materiálů použitých pro tyto účely.

Druhy tření

Tření nastává při pohybu těl, která se navzájem dotýkají. Existují dva hlavní typy:

• Suché - povrchy pevných látek se přímo dotýkají. Je pozorován v řemenových a třecích převodech.
• Kapalina-když je mezi částmi mechanismů olejová vrstva kapaliny a těla se nedotýkají. Nachází se v podpatcích, ložiscích.

Rozlišují se také mezilehlé typy tření: polosuché a polosuché.

Pokud jde o pohyb těles, jsou zaznamenány následující typy tření:

• klid-vyskytuje se v relativním klidu těl;
• klouzání-projevuje se relativním pohybem mechanismů;
• válcování-vnější tření při válcování těl.

V závislosti na typu tření je pro povrchy těl vybrán materiál s určitými protifrikčními vlastnostmi.

Druhy materiálů, které se používají ke snížení tření

Všechny protifrikční materiály, které poskytují nízký koeficient tření, se dělí na:

• Kovové-používají se slitiny tří kovů, které obsahují měď (babbits). Jsou určeny pro provoz v režimu kapalného tření.
• Práškové-vytvořené na bázi železa a mědi s přídavkem grafitu a sulfidů. Používá se v kluzných ložiscích.
• Samomazné slinuté-pro výrobu se používají materiály různých kombinací železa s grafitem, mědí a bronzem. Slouží k výrobě kluzných ložisek při nízkých rychlostech a při absenci nárazové zatížení. Dobré protifrikční vlastnosti umožňují jejich instalaci v místech, kde je obtížné mazat.
• S pevnými mazacími složkami-jako tenká vrstva se na povrch dílů nanášejí částice pevného maziva sestávajícího z chloridů, oxidů kovů, fluoridů, plastů. Výrobky pracují se zvýšenými rychlostmi skluzu.
• Nekovové-vyrobené z plastů: termoplastické a termosetové. Používá se pro ložiska vrtulí, Válcovací stroje.
• Metalopolymer-skládá se z heterogenních složek. Jsou rozděleny na maticové, disperzní a vrstvené. Používají se k výrobě kluzných ložisek, ozubených kol a řetězových kol.
• Minerály – používají přírodní (achát) a umělé (korund). Vyrábějí malá ložiska odolná proti opotřebení pro otáčkoměry, hodinky, gyroskopy.

Každý materiál najde své vlastní použití pro výrobu dílů podle svých protifrikčních vlastností.

Slitiny s nízkým třením

Z těchto slitin se vyrábějí vložky třecích ložisek, takže musí mít:

• Malý koeficient tření ve srovnání s materiálem hřídele, který se nejčastěji vyrábí z kalené oceli.
• Dobrá tepelná vodivost.
• Odolnost proti korozi.
• Malá tvrdost.
• Vlastnost, která vám umožní držet mazivo.

Pro splnění uvedených vlastností by struktura slitiny měla zahrnovat kovy s protifrikčními vlastnostmi, které mají zvýšenou měkkost a tažnost základny. A pevné částice složené z chemických sloučenin jsou již rozptýleny. V tomto případě je hřídel rychle zpracována na ložisko, na něm se z pevných částic objevují malé drážky, které jsou vyplněny mazivem a podél kterých jsou odstraněny produkty opotřebení. Cín, olovo, měď, kadmium, vizmut se berou jako základ a skvrny se vyrábějí ze slitin antimonu a mědi.

Použití bronzových slitin ve třecích jednotkách

Bronz se nazývá slitina mědi s různými kovy, které mohou zahrnovat cín, hliník, křemík, olovo, berylium a mnoho dalších přísad. V závislosti na procentu jednoho nebo druhého prvku, který je součástí, se bronz nazývá cín, hliník, olovo. Bronzy mají poměrně široké použití při výrobě výrobků, které se používají při zvýšeném tření. Nejlepší jsou bronzy s nemrznoucími vlastnostmi, vyrobené na bázi cínu.

Cín-fosfor, z nichž jsou vyrobeny vložky podpěr, pracující při významném zatížení a při vysoké rychlosti, se zvláště dobře osvědčily. Jedinou nevýhodou jsou jejich vysoké náklady, takže je nahrazují hliníkové a Olověné bronzy. Při práci v agresivním prostředí se často používá pro pouzdra bronzových ložisek z hliníku. Kromě odolnosti proti tření mají dobrou odolnost proti korozi. Malý koeficient tření poskytuje olovo. Ložiskové vložky jsou vyrobeny z takových materiálů pro provoz při zvýšeném tlaku a vysoké rychlosti.

Protifrikční slitiny: složení a vlastnosti

V průmyslu pro výrobu třecí části mechanismů používají různé slitiny, které mají malý koeficient tření:

• Mosaz je slitina, jejíž hlavními složkami jsou měď a zinek. Jeho složení může zahrnovat složky ve formě hliníku, cínu, olova, manganu a dalších prvků. Pokud jde o pevnost a malý koeficient tření, je nižší než bronz a nachází uplatnění při výrobě kluzných ložisek pracujících při nízkých rychlostech.
• Babbitt jsou komplexní slitiny, které mají různé složení a fyzikální vlastnosti, ale skládají se z jedné měkké báze: cínu nebo olova s pevnými přísadami ze slitin alkalických kovů, mědi nebo antimonu. Díky měkké základně jsou ložiska dobře zpracována na hřídel a pevné přísady zvyšují odolnost proti opotřebení. Babbitovy vysoké protifrikční vlastnosti, ale nižší pevnost než bronz a litina umožňují jejich použití pouze pro aplikaci tenké vrstvy na povrch výrobků.

Vlastnosti olejů

Zaručit spolehlivost a efektivita práce třecí díly, snížení tření skluzu používají mazací oleje. Všechny jsou klasifikovány podle:

• původ;
• způsob získání;
• účelu.

Mazací oleje plní následující funkce:

• snižte tření mezi dotýkajícími se povrchy dílů;
• snižte opotřebení a varujte badass;
• zajišťují odvod tepla z třecích částí;
• chrání před korozí.

Protifrikční vlastnosti olejů spočívají v jejich schopnosti snížit množství energie na tření. Viskozita je hlavním ukazatelem těchto vlastností a je určena uhlíkovým a frakčním složením. Pro zlepšení kvality olejů se vyrábějí různé antifrikční přísady, které vám umožní zvýšit výkon, prodloužit provoz jednotky, snížit zatížení. Zvyšují vlastnosti olejů a zvyšují dobu výměny maziva. Antifrikční přísady přispívají k vytvoření ochranné vrstvy při interakci dílů, vyrovnávají jejich povrchy a vyhlazují tření. Vytvořením mastného odolného filmu snižují opotřebení dílů.

Antifrikční vlastnosti epoxypolymerů

Epoxidové polymery jsou viskózní kapaliny, které ztuhnou, když do nich přidáte různé organické látky. Mají vysokou mechanickou pevnost, používají se k lepení betonu, kovu, skla a dřeva. Díky těmto vlastnostem se používají k výrobě kovových polymerních dílů, vyrábějících pouzdra, válečky, ozubená kola, ložiska a spojky.

Plniva dodávají výrobkům z epoxidových polymerů vysoký protifrikční výkon. Díly mohou fungovat bez mazání, pokud používáte smáčení vodou. Povlaky jsou odolné vůči atmosférickým podmínkám a chemickému prostředí.

Nekovové antifrikční materiály

Pro kluzná ložiska se často používají plasty dvou typů:

• Termoset – patří mezi ně textolit, který jde na výrobu ložisek válcovacích strojů, vrtulí a hydraulických strojů. Díly jsou schopné odolat těžkým podmínkám, mazány a chlazeny vodou.
• Termoplastické-polyamidy byly široce používány: fluoroplast, kapron, ANID. Výhody jsou vysoké protifrikční vlastnosti materiálů, odolnost proti korozi a Dobrá odolnost proti opotřebení při vysokých zatíženích a rychlostech skluzu.

Aby se snížilo tření mezi částmi, zavádějí se různá plniva ve formě pevných maziv, která při použití na povrchu vytvářejí strukturu tekutých krystalů. Stojí za zmínku, že fluoroplast má velmi malý koeficient tření, ale nevýhodou je špatný odvod tepla a tekutost při zatížení, proto se používá ve spojení s jinými materiály.

Závěr

Protifrikční materiály jsou vhodné pro výrobu vložek a ložisek, která se při jejich opotřebení snadno vyměňují. Surovina pro produkt by měla mít větší koeficient tření, t. e. při dotyku dílů zůstává obtížně vyměnitelná část mechanismu neporušená. K tomu dochází pouze tehdy, když je materiál cenné části vybaven vynikajícími protifrikčními vlastnostmi před analogem.