Преимущества использования бронзовых втулок и вкладышей для подшипников скольжения в динамически нагруженных узлах трения машин и промышленного оборудования.

/assets/icons/zoom_in.pngАвтолитмаш является производителем подшипников скольжения из бронз различных марок. Стоимость бронзовых втулок, бронзовых вкладышей и направляющих обусловлена высокой стоимостью медных сплавов, используемых в процессе производства бронзового литья. В связи с этим периодически от Заказчиков нашей продукции мы слышим вопросы о потенциальной возможности замены литья бронзы на альтернативные более дешёвые заменители- подшипники скольжения из биметаллов с заливным баббитом, «бронзаля», порошковые медно-графитовые втулки и даже чугунные (из специальных марок серого перлитного чугуна).

Исследования антифрикционных свойств различных альтернативных подшипников скольжения проводились в СССР с 50-х годов и защищены многочисленными авторскими патентами. Тем не менее за долгие годы своей известности они не находят широкого применения. Европейские и американские производители различных машин и оборудования, работающих при высоких динамических нагрузках также единодушны в своем мнении и пока не нашли какой- либо инновационной замены бронзовой втулке. Мы не пытаемся здесь убеждать сторонников применения альтернативных антифрикционных материалов в недееспособности их решений. Но обращаем внимание на то, что замена паспортной бронзы на альтернативные материалы для изготовления втулок, вкладышей – подшипников скольжения – это ответственный шаг и требует всестороннего анализа всех ньюансов, анализа опыта эксплуатации альтернативных подшипников на конкретном оборудовании.

Для убедительности мы предлагаем рассмотреть физические процессы, возникающие в зоне трения подшипников скольжения и стального вала. Бронзовые втулки и вкладыши работают в условиях трения скольжения и имеют низкий коэффициент трения. Для них характерна низкая способность к адгезии, хорошая теплопроводность, отличная прирабатываемость и стабильность свойств при максимально длительном сроке службы. Эти четыре фактора для бронзовых втулок как по отдельности, а тем более в сумме, сильно опережают суммарные достоинства альтернативных материалов подшипников скольжения:

  • Низкая адгезия бронзовых втулок– важный фактор втулок из бронзового литья, который обеспечивает антифрикционные свойства при трении, это незначительная способность или полная неспособность к схватыванию с материалом сопрягаемой детали. При трении по стали максимально низкая адгезия наблюдается у серебра, олова, меди, свинца, висмута, сурьмы и различных специальных сплавов этих металлов.
  • Высокая теплопроводность и теплоемкость бронзовых втулок – фактор обусловленный физическими свойствами и видом молекулярной кристаллической решетки, способствует образованию прочных пограничных слоев, уменьшающих трение.
  • Прирабатываемость подшипников скольжения из бронзового литья – фактор, который способствует распределению нагрузки по границе соприкосновения равномерно. Бронзовые втулки имеют способность при попадании на границу трения твердых абразивных частиц поглощать их, затягивая их в глубину дальше от поверхности соприкосновения. Это предохраняет от износа стальные валы оборудования.
  • Стабильность механических свойств и больший ресурс бронзовых втулок и вкладышей обеспечивает расширенный гарантийный срок службы до капитального ремонта. При этом существует очевидная закономерность: чем дороже оборудование, тем реже возникает у Заказчика желание применять альтернативные материалы для изготовления подшипников скольжения.

Приведем ниже основные недостатки различных альтернативных подшипников скольжения:

  • втулки из серого перлитного чугуна – низкие нагрузки, низкие рабочие скорости в узлах трения, хрупкость вследствие внутренних напряжений;
  • порошковые медно-графитовые втулки – мелкие размеры, низкие нагрузки, малый ресурс и возможность разрушения при попадании абразивных частиц в зону трения;
  • втулки из бронзаля (алюминиево-цинковые сплавы) – плохая прирабатываемость ведет к повышенному износу стального вала;
  • биметаллические втулки с наплавляемым баббитом – недостаточная теплопроводность ведет к ухудшению механических свойств при повышенных температурах, разрушению заливаемого баббитом слоя. Разрушение антифрикационного слоя в биметаллических втулках ведет к задирам и аварийному выходу из строя динамически нагруженных узлов оборудования.