1. Введение в подшипники скольжения из баббитового сплава

Баббитовый подшипник скольжения — это компонент скользящего подшипника с внутренним покрытием из баббитового сплава, представляющего собой сплав с низкой температурой плавления на основе олова (Sn) или свинца (Pb), в котором равномерно распределены твердые частицы. Он в основном используется в сочетании с шейками валов и широко применяется в системах вращения крупногабаритных машин. Области применения охватывают тяжелую промышленность, включая цементное оборудование (например, цементные шаровые мельницы), сталелитейное оборудование (например, вентиляторы сталелитейных заводов), химическое оборудование, бумажное оборудование (например, сушильные цилиндры), нефтяное оборудование, судовое оборудование (например, втулки гребных валов), компрессорное оборудование, угольную промышленность, обогатительное оборудование и др., а также используется в ключевых компонентах таких устройств, как крупные станки, гидротурбины, паровые турбины и генераторные установки.

2. Основные характеристики и классификация баббитовых подшипников

1. Классификация материалов и особенности состава

• Оловянный баббитовый сплав: основной состав включает олово, сурьму, медь, частично свинец. Типичный состав (массовая доля): сурьма 3%~15%, медь 2%~6%, кадмий 1% (остальное — олово). Китайские марки обозначаются как "ZChSnSb", например, ZChSnSb11-6. Структура состоит из мягкой матрицы (α-твердое растворение) и твердых частиц (межметаллические соединения SnSb, звездчатые/полосчатые соединения Cu6Sn5), обладает хорошими антифрикционными, износостойкими, коррозионностойкими и теплопроводными свойствами, подходит для условий высокоскоростной тяжелой нагрузки.
• Свинцовый баббитовый сплав: основан на свинце, содержит сурьму, олово и другие элементы, имеет низкую стоимость, подходит для условий средней и низкой скорости и легкой нагрузки, но по совокупным характеристикам уступает оловянным сплавам.
• Кадмиевый баббитовый сплав: применяется редко, в основном в специфических коррозионных условиях.

2. Преимущества характеристик

Антифрикционные и износостойкие свойства: мягкая матрица при первоначальном износе поддерживается твердыми частицами, которые поддерживают шейку вала, обеспечивая низкий коэффициент трения, хорошую приработку и способность удерживать мелкие загрязнения.

Механическая и экологическая адаптивность: хорошая податливость (адаптация к перекосу шейки), устойчивость к заеданию, вибрациям и сжатию, а также устойчивость к высоким и низким температурам и коррозионным средам.

Отличная способность к внедрению: мягкая матрица позволяет внедряться мелким твердым частицам (например, пыли, металлической стружке), предотвращая царапины на шейке вала.

Хорошая податливость: способна к незначительной деформации для адаптации к небольшому изгибу или несоосности вала.

Устойчивость к заеданию: низкий коэффициент трения с стальной шейкой, предотвращает холодную сварку (заедание).

Хорошая маслосмачиваемость/смачиваемость: легко формирует и поддерживает масляную пленку.

Определенная усталостная прочность: способна выдерживать переменные нагрузки (особенно оловянные сплавы).

3. Основные моменты производственного процесса

Очистка подшипников: стальные подшипники помещают в раствор очистителя концентрацией 10%-15% для удаления ржавчины, затем промывают горячей водой при 80°C, после чего остатки загрязнений удаляют водой при 70°C. Запрещается касаться внутренней поверхности подшипника руками после очистки.

Центробежное литье: используется центробежное литье для равномерного нанесения слоя сплава на стальную оболочку, обеспечивая отсутствие пор и песчинок, а также прочное сцепление. Толщина слоя сплава регулируется в зависимости от условий эксплуатации: для высоких нагрузок, высоких скоростей, высоких температур или коррозионных сред требуется более толстый слой, в противном случае — тонкий.

3. Основные области применения

Баббитовые подшипники (особенно оловянные) широко применяются в среднескоростных и среднетяжелых скользящих подшипниках, требующих высокой надежности, низкого трения, хорошей ударной стойкости и защиты шеек валов.

Например: крупные силовые машины: паровые турбины, газовые турбины, гидротурбины, крупные генераторы, компрессоры — основные и шатунные подшипники.

Судовые двигатели: подшипники коленчатого вала дизельных двигателей, крестовины, упорные подшипники.

Тяжелое оборудование: подшипники прокатных станов, горного оборудования.

Двигатели внутреннего сгорания: (частично старые или крупные дизельные двигатели все еще используются). Основные шпиндельные подшипники прецизионных станков.

Распространенные повреждения и методы ремонта

• Причины повреждений: в основном включают выгорание подшипника (из-за плохой смазки или перегрузки), вибрационный износ, коррозионную усталость и др., при серьезных повреждениях площадь повреждения может превышать 1/3 общей площади подшипника.
• Методы ремонта: восстановление поврежденных подшипников путем повторного литья баббитового сплава для восстановления их характеристик, применяется для ремонта подшипников сушильных цилиндров, вентиляторов и другого оборудования.

4. Рекомендации по эксплуатации и техническому обслуживанию

Регулярные проверки: контролировать состояние износа подшипников, чтобы избежать остановки оборудования из-за расширения локальных повреждений.

Управление смазкой: обеспечивать хорошую смазку, предотвращая выгорание подшипников и другие серьезные неисправности.

Контроль температуры: избегать длительной работы при температурах, превышающих допустимый диапазон для сплава, чтобы сохранить стабильность структуры.