Mechanische Geräte werden oft bei menschlichen Aktivitäten eingesetzt. Die Zuverlässigkeit beweglicher Teile in jedem Mechanismus wird durch Verringerung von Reibung und Verformung gewährleistet. Dafür werden spezielle Materialien verwendet, die Antifriktion genannt werden. Ihr Hauptzweck besteht darin, den Reibungskoeffizienten zu verringern und das Gleiten der sich bewegenden Oberflächen von Mechanismen zu erleichtern. In diesem Artikel werden die reibungsmindernden Eigenschaften verschiedener Materialien erörtert, die für diese Zwecke verwendet werden.
Reibungsarten
Reibung entsteht, wenn sich Körper bewegen, die sich berühren. Es gibt zwei Haupttypen:
- Trocken - die Oberflächen von Festkörpern stehen in direktem Kontakt. Es wird bei Riemen- und Friktionsantrieben beobachtet.
- Flüssigkeit - wenn sich zwischen den Teilen des Mechanismus eine Ölschicht aus Flüssigkeit befindet und sich die Körper nicht berühren. Gefunden in Drucklagern, Lagern.
Und auch unterscheidenZwischenreibungsarten: halbtrocken und halbflüssig.
Bezüglich der Bewegung von Körpern werden folgende Reibungsarten festgestellt:
- rest - tritt auf, wenn der relative Rest der Körper;
- slip - manifestiert sich in der relativen Bewegung von Mechanismen;
- Rollen - Äußere Reibung bei rollenden Körpern.
Je nach Art der Reibung wird für die Oberflächen von Körpern ein Material mit bestimmten Gleiteigenschaften ausgewählt.
Materialarten zur Verringerung der Reibung
Alle Gleitwerkstoffe mit niedrigem Reibungskoeffizienten werden unterteilt in:
- Metall - es werden Dreimetalllegierungen verwendet, die Kupfer (Babbits) enth alten. Entwickelt, um im Flüssigkeitsreibungsmodus zu arbeiten.
- Pulver - basierend auf Eisen und Kupfer mit Zusatz von Graphit und Sulfiden. Verwendet in Gleitlagern.
- Selbstschmierend gesintert - Materialien aus verschiedenen Kombinationen von Eisen mit Graphit, Kupfer und Bronze werden zur Herstellung verwendet. Sie werden zur Herstellung von Gleitlagern bei niedrigen Drehzahlen und ohne Stoßbelastungen verwendet. Gute Gleiteigenschaften ermöglichen den Einbau an Stellen, an denen eine Schmierung schwierig ist.
- Bei Festschmierstoffkomponenten - Als dünne Schicht auf der Oberfläche von Teilen werden Partikel eines Festschmierstoffs aufgebracht, der aus Chloriden, Metalloxiden, Fluoriden und Kunststoffen besteht. Produkte arbeiten mit höheren Gleitgeschwindigkeiten.
- Nichtmetallisch - hergestellt ausKunststoffe: thermoplastische und duroplastische. Verwendet für Propellerlager, Walzwerke.
- Metall-Polymer - bestehen aus heterogenen Komponenten. Sie sind in Matrix unterteilt, dispergiert und geschichtet. Wird zur Herstellung von Gleitlagern, Zahnrädern und Kettenrädern verwendet.
- Mineralien - verwenden Sie natürliche (Achat) und künstliche (Korund). Sie stellen kleine verschleißfeste Lager für Tachometer, Uhren, Gyroskope her.
Jedes Material findet seine Anwendung zur Herstellung von Teilen entsprechend seiner Gleiteigenschaften.
Legierungen mit geringer Reibung
Aus solchen Legierungen werden Gleitlagerschalen hergestellt, also müssen sie haben:
- Niedriger Reibungskoeffizient im Vergleich zum Wellenmaterial, das meistens gehärteter Stahl ist.
- Gute Wärmeleitfähigkeit.
- Korrosionsbeständigkeit.
- Kleine Härte.
- Eigenschaft, die es ermöglicht, Fett zurückzuh alten.
Um die aufgeführten Eigenschaften zu erfüllen, sollte die Struktur der Legierung Metalle mit Antifriktionseigenschaften enth alten, die eine erhöhte Weichheit und Duktilität der Basis aufweisen. Und es ist bereits mit festen Partikeln durchsetzt, die aus chemischen Verbindungen bestehen. In diesem Fall wird die Welle schnell in das Lager eingefahren, es entstehen kleine Rillen aus festen Partikeln, die mit Fett gefüllt sind und durch die Verschleißprodukte entfernt werden. Basierend auf Zinn, Blei, Kupfer, Cadmium, Wismut,und Einschlüsse bestehen aus Antimon- und Kupferlegierungen.
Verwendung von Bronzelegierungen in Reibeinheiten
Bronze ist eine Legierung aus Kupfer mit verschiedenen Metallen, darunter Zinn, Aluminium, Silizium, Blei, Beryllium und viele andere Zusätze. Abhängig vom Prozentsatz des einen oder anderen Elements, das in seiner Zusammensetzung enth alten ist, wird Bronze Zinn, Aluminium, Blei genannt. Bronzen werden häufig bei der Herstellung von Produkten verwendet, die mit erhöhter Reibung verwendet werden. Die besten Bronzen gelten als reibungsmindernd, hergestellt auf der Basis von Zinn.
Zinn-Phosphor hat sich besonders gut bewährt, aus dem Lager hergestellt werden, die unter erheblicher Belastung und mit hoher Geschwindigkeit arbeiten. Der einzige Nachteil sind ihre hohen Kosten, weshalb sie durch Aluminium- und Bleibronzen ersetzt werden. Beim Arbeiten in aggressiver Umgebung wird häufig Aluminiumbronze für Lagerbuchsen verwendet. Sie haben neben der Reibungsbeständigkeit eine gute Korrosionsbeständigkeit. Blei bietet einen niedrigen Reibungskoeffizienten. Diese Materialien werden zur Herstellung von Lagerschalen für Hochdruck- und Hochgeschwindigkeitsbetrieb verwendet.
Gleitlegierungen: Zusammensetzung und Eigenschaften
In der Industrie werden zur Herstellung von Reibteilen von Mechanismen verschiedene Legierungen mit einem kleinen Reibungskoeffizienten verwendet:
- Messing ist eine Legierung, deren Hauptbestandteile Kupfer und Zink sind. Es kann Komponenten in das Formular einschließenAluminium, Zinn, Blei, Mangan und andere Elemente. In Bezug auf Festigkeit und niedrigen Reibungskoeffizienten ist es Bronze unterlegen und wird zur Herstellung von Gleitlagern verwendet, die mit niedrigen Drehzahlen arbeiten.
- Babbit sind komplexe Legierungen mit unterschiedlicher Zusammensetzung und physikalischen Eigenschaften, die jedoch aus einer weichen Basis bestehen: Zinn oder Blei mit harten Zusätzen von Alkalimetalllegierungen, Kupfer oder Antimon. Durch die weiche Unterlage laufen die Lager gut auf der Welle ein und harte Zusätze erhöhen die Verschleißfestigkeit. Die hohen Gleiteigenschaften von Babbitt, aber geringerer Festigkeit als Bronze und Gusseisen, machen es möglich, sie nur zum Auftragen einer dünnen Schicht auf die Oberfläche von Produkten zu verwenden.
Eigenschaften von Ölen
Um die Zuverlässigkeit und Effizienz von Reibungsteilen zu gewährleisten und die Gleitreibung zu verringern, werden Schmieröle verwendet. Sie sind alle klassifiziert nach:
- Herkunft;
- Empfangsart;
- zugewiesen.
Schmieröle erfüllen folgende Funktionen:
- Reibung zwischen Teilen in Kontakt reduzieren;
- Verschleiß reduzieren und Abrieb verhindern;
- bieten Wärmeableitung von reibenden Teilen;
- vor Korrosion schützen.
Die Anti-Reibungs-Eigenschaften von Ölen liegen in ihrer Fähigkeit, die Energiemenge für die Reibung zu reduzieren. Die Viskosität ist der Hauptindikator für diese Eigenschaften und wird durch die Kohlenstoff- und Fraktionszusammensetzung bestimmt. Zur Verbesserung der Qualität von Ölen, diverseAntifriktionsadditive zur Leistungssteigerung, Verlängerung des Gerätebetriebs, Reduzierung der Lasten. Sie verbessern die Eigenschaften von Ölen und erhöhen den Zeitpunkt des Austauschs der Schmiermittelzusammensetzung. Antifriktionsadditive tragen zur Bildung einer Schutzschicht während des Zusammenwirkens von Teilen bei, ebnen ihre Oberflächen und glätten Reibung. Indem sie einen öligen, h altbaren Film bilden, verringern sie den Verschleiß der Teile.
Gleiteigenschaften von Epoxidpolymeren
Epoxidpolymere sind viskose Flüssigkeiten, die aushärten, wenn ihnen verschiedene organische Substanzen zugesetzt werden. Sie haben eine hohe mechanische Festigkeit und werden zum Kleben von Beton, Metall, Glas und Holz verwendet. Aufgrund dieser Eigenschaften werden sie zur Herstellung von Metall-Polymer-Teilen, zur Herstellung von Buchsen, Rollen, Zahnrädern, Lagern und Kupplungen verwendet.
Füllstoffe verleihen Epoxidpolymerprodukten hohe Gleiteigenschaften. Teile können ohne Schmierung laufen, wenn Wasserbenetzung verwendet wird. Beschichtungen sind witterungs- und chemikalienbeständig.
Nichtmetallische Gleitwerkstoffe
Für Gleitlager werden häufig zwei Arten von Kunststoffen verwendet:
- Thermohärten - dazu gehört Textolith, das zur Herstellung von Lagern für Walzwerke, Propeller und hydraulische Maschinen verwendet wird. Die Teile sind robust, wassergeschmiert und gekühlt.
- Thermoplast - Polyamide sind weit verbreitet: Fluorkunststoff, Nylon, Anid. Die Leistungen sind hochGleiteigenschaften der Materialien, Korrosionsbeständigkeit und gute Verschleißfestigkeit bei hohen Belastungen und Gleitgeschwindigkeiten.
Um die Reibung zwischen den Teilen zu verringern, werden verschiedene Füllstoffe in Form von Festschmierstoffen eingebracht, die, wenn sie auf der Oberfläche verwendet werden, eine Struktur aus Flüssigkristallen erzeugen. Es ist erwähnenswert, dass Fluoroplast einen sehr niedrigen Reibungskoeffizienten hat, aber schlechte Wärmeableitung und Fließfähigkeit unter Belastung als Nachteil angesehen werden, weshalb es in Verbindung mit anderen Materialien verwendet wird.
Schlussfolgerung
Gleitwerkstoffe eignen sich zur Herstellung von Laufbuchsen und Lagern, die bei Verschleiß leicht ausgetauscht werden können. Das Ausgangsmaterial für das Produkt muss einen höheren Reibungskoeffizienten haben, d.h. wenn die Teile in Kontakt kommen, bleibt der schwer zu ersetzende Teil der Mechanik unbeschädigt. Dies geschieht nur, wenn das Material des wertvollen Teils gegenüber dem Analog mit hervorragenden Gleiteigenschaften ausgestattet ist.
