1. Введение в бронзовые вкладыши для автобусных осей

Баббитовые вкладыши — это детали подшипников скольжения, внутренней частью которых является баббитовая сплав. Это подшипниковый сплав на основе олова (Sn) или свинца (Pb), обладающий низкой температурой плавления и мягкой матрицей, в которой равномерно распределены твердые частицы. Основное назначение — совместная работа с шейками валов; такие вкладыши широко применяются в поворотных системах крупного машиностроения. Их область применения охватывает множество отраслей тяжелой промышленности, включая цементную технику (например, цементные шаровые мельницы), сталелитейное оборудование (такие как вентиляторы на металлургических заводах), химическую технику, бумажное машиностроение (например, сушильные барабаны), нефтяное машиностроение, судостроительную технику (например, втулки для винтовых валов судов), компрессорную технику, угледобывающее оборудование, оборудование для обогащения руды, а также используются в качестве ключевых компонентов таких устройств, как большие станки, гидротурбины, паровые турбины и генераторные установки — в виде вкладышей, втулок и втулочных вкладышей.

2. Основные характеристики и классификация материалов баббитовых вкладышей

1. Классификация материалов и особенности состава

• Баббитовый сплав на основе олова: основные компоненты — олово, сурьма и медь, в некоторых случаях содержит свинец. Типичный состав (массовая доля): сурьма — от 3% до 15%, медь — от 2% до 6%, кадмий — 1% (остальное — олово). Китайская маркировка обозначается буквами «ZChSnSb», например, ZChSnSb11-6. Его структура состоит из мягкой матрицы (α-твердый раствор) и твёрдых фазовых частиц (межметаллические соединения SnSb, звёздчатые или полосообразные соединения Cu6Sn5), что обеспечивает отличные антифрикционные, износостойкие, коррозионностойкие и теплопроводные свойства, делая его пригодным для работы при высоких скоростях и значительных нагрузках.
• Свинцово-сурьмянистый баббит: на свинцовой основе, содержит такие элементы, как сурьма и олово; обладает низкой стоимостью и подходит для условий работы со средней и низкой скоростью при небольших нагрузках, однако его общие эксплуатационные характеристики несколько уступают оловянным сплавам.
• Кадмиевый баббит: применяется реже, в основном в специфических коррозионных средах.

2. Преимущества производительности

Смазывающие и износостойкие свойства: после износа мягкой матрицы в начальный период эксплуатации твердые частицы могут поддерживать шейку вала, сохраняя низкий коэффициент трения, а также обладают хорошей приработкой и способностью к захвату (способностью удерживать мелкие примеси).

Механика и экологическая устойчивость: обладает хорошей податливостью (адаптацией к перекосу шейки вала), стойкостью к заеданию, сейсмо- и ударопрочностью, а также устойчивостью к высоким и низким температурам и воздействию коррозионных сред.

Превосходная встраиваемость: мягкая матрица позволяет мельчайшим твёрдым частицам (таким как пыль, металлическая стружка) впитываться в неё, предотвращая царапины на шейке вала.

Хорошая податливость: способность слегка деформироваться для компенсации небольших прогибов или несоосности вала.

Противозадирные свойства: коэффициент трения с сточным шейкой ниже, что снижает вероятность холодной сварки (заклинивания).

Хорошая олеофильность/смачиваемость: легко образует и поддерживает масляную пленку.

Определённая устойчивость к усталости: способна выдерживать переменные нагрузки (особенно оловянно-содержащие сплавы).

3. Основные моменты технологического процесса

Промывка вкладышей: поместите стальные вкладыши в раствор моющего средства с концентрацией 10–15% для удаления ржавчины, затем промойте горячей водой при температуре 80°C, и, наконец, удалите остатки загрязнений горячей водой при температуре 70°C; запрещается касаться руками внутренней поверхности после очистки.

Центробежное литьё: с помощью технологии центробежного литья слой сплава равномерно наносится на стальную оболочку, обеспечивая отсутствие пор и раковин, а также прочное соединение. Толщина слоя сплава должна корректироваться в зависимости от условий эксплуатации: при высоких нагрузках, повышенных оборотах, высоких температурах или агрессивной среде требуется более толстое покрытие, в противном случае — тоньше.

3. Основные области применения

Баббитовые вкладыши (особенно оловянные) широко используются в подшипниках скольжения средней и высокой скорости, работающих при умеренных и тяжёлых нагрузках, где необходима высокая надёжность, низкое трение, хорошая ударопрочность и защита шеек валов.

Например: крупная энергетическая техника: главные подшипники и шатунные подшипники турбин, газовых турбин, гидротурбин, крупных генераторов и компрессоров.

Судовые силовые установки: подшипники коленчатого вала дизельного двигателя, крестообразные подшипники, упорные подшипники.

Тяжёлая техника: подшипники для прокатных станов и горно-шахтного оборудования.

Двигатели внутреннего сгорания: (некоторые старые или крупные дизельные двигатели по-прежнему используются). Подшипники шпинделей для прецизионных станков

Распространённые повреждения и способы их устранения

• Причины повреждений включают, в основном, перегрев подшипников (из-за плохой смазки или перегрузки), вибрационный износ, коррозионную усталость и т. д.; в серьёзных случаях площадь повреждений может превышать 1/3 общей площади вкладышей.
• Метод ремонта: литьевая переработка поврежденных вкладышей, восстановление их характеристик путем повторного отливания баббитового сплава; подходит для ремонта вкладышей валов оборудования, таких как сушильные цилиндры и вентиляторы.

4. Рекомендации по эксплуатации и обслуживанию

Регулярная проверка: следите за состоянием вкладышей подшипников, чтобы избежать остановки оборудования из-за распространения локальных повреждений.

Управление смазкой: обеспечьте качественную смазку, чтобы предотвратить такие серьёзные неисправности, как перегрев подшипников.

Контроль температуры: избегайте длительной эксплуатации при высоких температурах, превышающих пределы устойчивости сплава, чтобы сохранить стабильность его микроструктуры.