Эмне үчүн инженерлер агломерацияланган подшипниктерди тандашат: порошок металлургиясынын артыкчылыгы

Агломерацияланган коло подшипниктердин артындагы илим

 

Агломерацияланган коло подшипниктердин өндүрүш илими металлургиялык так контролдон көз каранды, ал металл бөлүкчөлөрүн инженердик көзөнөктүүлүк менен жумушчу компоненттерге айлантат. Бул кереметтүү процесс чийки заттан башталып, анын иштөө мөөнөтү бою ырааттуу майлоону камсыз кылган компонент менен аяктайт.

 

Порошок металлургиясы: Металлды порошок жана артка айландыруу

Порошок металлургиясы металл порошок түзүүдөн баштап агломерацияланган подшипник өндүрүшүнүн негизи катары кызмат кылат. Өндүрүүчүлөр 9-11% калайы бар жезди камтыган атомизацияланган коло порошокту колдонушат. Порошок кошумчалар, анын ичинде ныктоо процессине жардам берүүчү мом сымал майлоочу майлар менен аралаштырылат. Андан кийин аралашма каалаган акыркы тыгыздыкка жараша 200дөн 1500 МПага чейинки басымда пресстерде механикалык ныктоодон өтөт.

"Жашыл" бөлүк ныкталгандан кийин агломерация процессине өтөт. Бул жылуулук цикли азот менен суутектин башкарылуучу атмосферасында (адатта 70:30 катышта) компонентти болжол менен 820°Сге чейин ысытат. Температура металлдын эрүү температурасынан төмөн бойдон калат, бирок катуу абалдын диффузиясын пайда кылуу үчүн жетишерлик жогору болот. Металл бөлүкчөлөрү бул маанилүү этапта байланыш чекиттеринде биригип, анын өлчөмдүү туруктуулугун сактаган катуу, бирок тешиктүү түзүлүштү түзөт.

 

Агломерацияланган материалдардын микроструктурасы: Дизайн боюнча көзөнөктүүлүк

Агломерацияланган коло подшипниктер катуу металлдардан айырмаланып, максатка кызмат кылган атайылап көзөнөктүүлүккө ээ. Бул подшипниктер, адатта, көлөмү боюнча 15% жана 25% ортосундагы көзөнөктүүлүккө ээ. Бул өзгөчөлүк агломерацияланган материалдарды куюлган металлдардан айырмалап турат жана алардын механикалык, жылуулук жана функционалдык касиеттерине көп таасир этет.

подшипниктин микроструктурасы камтыйтөз ара байланышкан тешикчелерматериал боюнча бир тармакты түзөт. Бул тармак майлоочу майдын подшипниктин ичинде эркин жүрүүсүнө мүмкүндүк берет. Порошоктун мүнөздөмөлөрү, тыгыздалуу басымы жана агломерация шарттары бул тешикчелердин өлчөмүн жана бөлүштүрүлүшүн аныктайт. Көзөнөктүүлүк туура көзөмөлгө алынганда "ачык" бойдон калат, демек, тешикчелер обочолонгон боштуктар катары эмес, бири-бирине туташат.

Катуу металлдарга салыштырмалуу көзөнөктүүлүк механикалык күчтү азайтат, бирок бул подшипниктерди өзүн-өзү майлоо менен баалуу кылат.^[2]. Инженерлер күч жана майлоо талаптарынын ортосундагы туура балансты таап, колдонмонун эмнеге муктаждыгына жараша көзөнөктүүлүк пайызын тууралай алышат.

 

Мунай импрегнациялоо процесси: өзүн-өзү майлоону түзүү

Кеңири коло подшипник агломерациядан кийин мунай импрегнациясынан өтөт. Бул негизги процесс аны өзүн-өзү майлоочу компонентке айлантат. Подшипник вакуумдук камераларга кирет, ал жерде атайын майга чөмүлүү алдында аба тешикчелерден чыгып кетет. Май капиллярдык аракет аркылуу колдо болгон тешикчелердин кеминде 90% толтурат.

Подшипник эксплуатация учурунда уникалдуу майлоочу механизм аркылуу иштейт. Подшипниктин бетине каршы валдын айлануусунан келген жылуулук мунайдын тешикчелерден подшипник-валдын интерфейсине агып чыгышын шарттайт. Бул кыймылдуу бөлүктөрдүн ортосунда жука майлоочу пленканы түзөт. Май капиллярдык аракет аркылуу тешикчелерге кайтып, подшипник иштебей турган мезгилде муздап, үзгүлтүксүз майлоо циклин сактайт.^[2].

Мунайдын айлануусу инженерлер "насостук аракет" деп атаган нерсени жаратат. Жүктөлгөн зоналар иш учурунда мунай бөлүп чыгарат, ал эми түшүрүлгөн жерлер аны кайра өзүнө сиңирип алат. Бул тейлөөсүз иштеген түбөлүк майлоо системасын түзөт. Бул өзүн-өзү майлоочу подшипниктер 3000-5000 саат бою көбүрөөк майлоону талап кылбастан ишенимдүү иштей алат.

 

Иштин натыйжалуулугун жогорулатуучу материалдык касиеттери

Агломерацияланган подшипниктер өздөрүнүн эң сонун көрсөткүчтөрүн уникалдуу материалдык касиеттерден алышатпорошок металлургия өндүрүш процесси. Бул касиеттери агломерацияланган бөлүктөргө көптөгөн колдонууда кадимки куюлган же иштетилген компоненттерден чоң артыкчылыктарды берет.

 

Бирдиктүү күч бөлүштүрүү жана куюлган материалдар

Порошок металлургия процесси салттуу куюу ыкмаларына караганда жакшы структуралык пайдаларды жаратат. Эриген эритме элементтери бир калыпта муздабагандыктан, куюлган тетиктерде көп көйгөйлөр бар. Бул материал боюнча күч, тыгыздык жана жылуулук касиеттери боюнча айырмачылыктарга алып келет. Акыркы продукт эритилген металл куюу учурунда инвестициялык материалдар менен реакцияга киргенде да булганышы мүмкүн.

Синтерленген компоненттер ар кандай болот. Алар ар бир өндүрүш баскычында бирдей курамы бар. Металл порошок бөлүкчөлөрү ныкталганга чейин бир калыпта жайылып, агломерация учурунда өз ордунда калат. Бул ырааттуу микроструктураны жаратат, ал күчтүүрөөк, катуураак жана бүт бөлүктө эскирүүгө туруктуураак.

Агломерация процесси согууга же куюуга караганда материалдын микроструктурасын жакшыраак көзөмөлдөйт. Изилдөөлөр көрсөткөндөй, жакшы иштетилген агломерацияланган компоненттер куюлган болоттон 2-10 эсе бышык болот. Күч көзөнөктүүлүгүнөн төмөн болушу мүмкүн, бирок ал бөлүккө бирдей тарайт. Бул жүк астында иштөөнү алдын ала айтууга болот.

 

Температуранын өзгөрүүсүндө өлчөмдүү туруктуулук

Агломерацияланган подшипниктер ар кандай температурада формасын сактоого келгенде чындап эле жаркырап турат. Бул бөлүктөр уникалдуу өндүрүш ыкмасынын аркасында минималдуу бурмалоо менен катуу өлчөмдүү толеранттуулукту сактайт.

Бул туруктуулукту эки негизги фактор түзөт. Тешикчелер жалпы өлчөмдөрүн өзгөртпөстөн бир аз жылуулук кеңейүү үчүн орун берет. Бирдиктүү микроструктура ошондой эле куюлган материалдарга караганда бир калыпта кеңейет жана жыйрылады, бул ийрилүү жана стресс тактарынын алдын алат.

Бул туруктуулук колдонуу учурунда температура өзгөргөндө көп жардам берет. Алюминий оксидинин үлгүлөрү 1600°Cде агломерациялоодо 17,6% кичирейет, бирок дагы эле чоң өлчөмдөгү консистенциясы менен 98,3% салыштырмалуу тыгыздыгын сактайт. Болот компоненттери 2500°F (1370°C) жогору агломерацияланганда да так сакталат.

Жакшыраак өлчөмдүү тактык башкарылуучу кошумчалардан келет. Бор-модификацияланган үлгүлөргө кошулган кремний нитриди агломерациялоо учурунда өтө көп бурмалануунун алдын алууга жардам берет.

 

Жөнөкөй эритмелердин кийүүгө каршылык мүнөздөмөлөрү

Сиз ар кандай эритме аралашмаларында агломерацияланган подшипниктерди ала аласыз, алардын ар бири өзүнүн эскирүүгө туруктуу өзгөчөлүктөрү бар:

Коло негизделген эритмелер: Регулярдууагломерацияланган коло(90% жез, 10% калай) эскирүүгө жакшы туруштук берет жана узакка созулат, бул көпчүлүк колдонуу үчүн эң мыкты тандоо болуп саналат. Жез негизиндеги композиттерге графитти кошуу аларга аз сүрүлүү менен жакшыраак иштөөгө жана көптөгөн температураларда туруктуу болууга жардам берет.

Коргошундуу коло: Бул эритмелер стандарттык 90-10 коло караганда 14-16% коргошун жана болжол менен 20% аз калай бар. Майлоочу май азайганда, алар азыраак сүрүлүүнү жаратат жана майлоочу майдын азайышына жакшы туруштук беришет. Сыноолор бул материалдар белгилүү бир шарттарда (Pv=6-12 МПа·м/сек) прокатка караганда 7-10 эсе узакка созулаарын далилдеп турат.

Жез-темир айкалышы: Бул эритмелер жакшыраак кысуу күчү үчүн ылдамдык чектөөлөрүн соодалайт. Алар шок жана оор жүк үчүн абдан жакшы иштейт. 1,5% эркин көмүртек кошуу бул материалдарды Rockwell C65 катуулугуна жетүү үчүн термикалык иштетүүгө мүмкүндүк берет, бул аларды катуу соккуга туруктуу кылат.

Темирге негизделген эритмелер: Булар арзаныраак, бирок баары бир жакшы подшипниктерди жасашат, бул аларды унааларда популярдуу кылат. Көбүрөөк майды кармайт, анткени аларда PV чектери төмөн болсо да, тешиктүүлүгү жогору жана эскирүүгө жакшы туруштук берет.

Агломерация температурасы эскирүү касиетинде чоң роль ойнойт. 2500 ° F (1370 ° C) жогору Ультра Жогорку Температуралык агломерация (UHTS) материал боюнча кичирээк, жайылып кеткен тешикчелерди түзөт. Бул кадимки агломерация ыкмаларына караганда тетиктерди күчтүүрөөк, катуураак жана эскирүүгө туруктуураак кылат.

 

Өзүн-өзү майлоочу агломерацияланган подшипниктер: алар кантип иштешет

 

Өзүн-өзү майлоочу агломерацияланган подшипниктер тышкы жардамсыз иштеген укмуштуудай жабык цикл майлоо системасы аркылуу иштейт. Бул компоненттер иштөө шарттарына ыңгайлашкан адистештирилген механизмдер аркылуу өздөрүнүн майлоосуна кам көрүшөт.

 

Капиллярдык аракет механизми

Өзүн-өзү майлоочу агломерацияланган подшипниктердин күчү алардын бири-бири менен байланышкан тешиктүү түзүлүшүнөн келип чыгат, ал жалпы подшипник көлөмүнүн 10% дан 35%ке чейин түзөт. Бул тешикчелер материал боюнча татаал тармакты түзүп, мунай резервуарлары катары иштешет. Бул боштуктарды оригиналдуу толтуруу вакуумдук импрегнация аркылуу ишке ашат, мында аба май киргенге чейин тешикчелерден чыгып кетет. Андан кийин тешиктүү дубалдар капиллярдык күч аркылуу майды тартып, кармап турушат - ошол эле табигый процесс, ал суюктуктун тар мейкиндиктерде тартылуу күчүнө каршы көтөрүлөт.

Бул капиллярдык өзгөчөлүк жылма катмардын үстү жагында инженерлер деп атаган нерсени жаратат. Сиз подшипник өзүнүн жагымдуу жерине жеткенге чейин эле аз сүрүлүү көрсөткүчүн көрөсүз. Микроструктура губка сыяктуу иштейт, ал майлоочу майды өмүр бою сактайт жана керек болсо бошотот.

 

Иштөө учурунда мунай чыгаруу

Подшипник иштей баштаганда бир нече механизмдер аркылуу майды бетине чыгарат. Вал менен подшипниктин ортосундагы сүрүлүүдөн пайда болгон жылуулук майдын кеңейишине алып келет. Бул кеңейүү тешикчелерден майдын бир бөлүгүн жылма бетине түртөт.

Валдын айлануусу ошол эле учурда "насостук аракетти" жаратат. Бул аракет майлоочу май пленкасында терс басым зоналарын пайда кылат жана подшипниктин денесинен бетине көбүрөөк май тартат. Биргелешип, насостук эффект жана термикалык кеңейүү металл менен металлга тийүүнүн алдын алуу үчүн вал менен подшипниктин ортосунда коргоочу мунай пленкасын түзөт.

Подшипник туура иштеши үчүн айлануучу кыймыл керек. Подшипник бетинде толук майлоочу пленканы сактоо үчүн сизге жогорку ылдамдык жана үзгүлтүксүз айлануу керек.

 

Муздатуу циклдериндеги реабсорбция

Айлануу токтоп, подшипник муздаганда өзүн-өзү майлоо цикли уланат. Ашыкча май температуранын төмөндөшү менен капиллярдык аракет аркылуу тешиктүү түзүлүшкө кайтып келет. Бул реабсорбция майдын чогулуп же тамчылоосун токтотот.

Подшипник эксплуатация учурунда жүктөлгөн аймактардан сыртка чыгарылган майды артка тартат. Бул туруктуу алмашуу - май иш учурунда чыгып, эс алуу учурунда кайра кирүүчү - майлоонун чексиз циклин түзөт. Процесс майлоочу майдын жылма бетке бир калыпта таралышын камсыздайт, андыктан жылма катмар эскирсе дагы, аткаруу күчтүү бойдон калат.

 

Аткаруу көрсөткүчтөрү: PV факторлору жана жүктөө лимиттери

 

Инженерлер ар кандай операциялык муктаждыктарга дал келген агломерацияланган подшипниктерди тандоо үчүн конкреттүү аткаруу көрсөткүчтөрүн карашат. Бул техникалык параметрлер коопсуз иштөө лимиттерин аныктоого жана эрте иштен чыгуунун алдын алууга жардам берет.

 

Подшипник тандоодо PV факторлорун түшүнүү

PV фактор агломерацияланган подшипниктерди тандоодо чечүүчү ролду ойнойт. Сиз аны болжолдонгон подшипник аянтынын чарчы дюймуна фунт менен эсептеген жүктү (P) мүнөтүнө фут менен эсептелген беттик ылдамдыкка (V) көбөйтүү менен эсептейсиз. Бул бизге подшипник бетиндеги сүрүлүү жылуулук индексин берет, ал канчалык узакка созулат. Стандарттык тешиктүү подшипниктер, адатта, 50,000 максималдуу PV маанисине ээ. Өндүрүүчүлөр кошумча майлоосуз кызмат мөөнөтүн узартуу үчүн 20 000 үзгүлтүксүз иштөөнү сунуштайт. Тартуу подшипниктери 10 000 максималдуу PV рейтинги менен кылдат мамилени талап кылат.

Подшипниктин иштөө мөөнөтү анын PV маанисине карама-каршы иштейт - жогорку PV кызмат мөөнөтүн кыскартат. Мына ушундан улам инженерлер конструкциялоо учурунда тетиктердин узакка созулушу үчүн коопсуз PV азыраак маанилерин тандашат.

 

Статикалык жана динамикалык жүктөмдүүлүк

Статикалык жүк көтөрүүчү беттер бири-бирине салыштырмалуу кыймылдабаганда пайда болот. Материалдык күч бул учурларда негизги чектөөчү фактор болуп калат. Статикалык жүктүн чеги подшипниктин тешигинин диаметрин жалпы жол берилген толеранттуулуктун жарымына өзгөрткөн күчтү көрсөтөт.

Динамикалык жүк подшипникти эскирүүчү кыймылды камтыйт. Агломерацияланган подшипниктер, адатта, статикалык жүк рейтингинин үчтөн бир бөлүгүндө динамикалык жүк рейтингине ээ. Бул чоң кыскартуу үзгүлтүксүз кыймылдын подшипник беттерине кандай таасир тийгизерин көрсөтөт.

 

Ар кандай агломерацияланган материалдардын ылдамдык чектөөлөрү

Ар бир агломерацияланган курамынын өзүнүн ылдамдык чеги бар. Коло негизиндеги материалдар жогорку ылдамдыкта иштөөгө мүмкүндүк берет. Темирге негизделген композициялар жакшыраак кысуу күчү үчүн бир аз ылдамдыкты сатышат. Стандарттык агломерацияланган подшипниктер, адатта, мүнөтүнө 1000 футка чейин беттик ылдамдыкта иштейт.

 

Performance чектерине температуранын таасирлери

Температура агломерацияланган подшипниктердин иштешин абдан өзгөртөт. Көпчүлүк минералдык майлоочу майлар 0-80°C арасында жакшы иштейт. Performance 80 ° C жогору тезирээк төмөндөйт, нормалдуу маанилердин болжол менен 60% чейин төмөндөйт.

Температура ошондой эле мунайдын тешиктүү түзүлүштүн ичинде кандай кыймылдаарын өзгөртөт. Жылуураак температура мунайдын кеңейишине жана тешикчелерден подшипник беттерине агымын жеңилдетет. Муздак температура майды коюураак кылат, бул ишке киргизүүдө туура майлоону чектеши мүмкүн.

 

Синтерленген подшипниктер менен шариктүү подшипниктерди салыштыруу

 

Инженерлер максималдуу аткарууга жетишүү үчүн агломерацияланган жана шариктүү подшипниктердин ортосундагы негизги айырмачылыктарды түшүнүшү керек. Бул подшипник түрлөрү, аларды белгилүү бир операциялык чөйрөлөр үчүн идеалдуу кылган өздөрүнүн артыкчылыктары менен келет.

 

Сүрүлүү коэффициентин салыштыруу

Шарлуу подшипниктер жана агломерацияланган подшипниктер өзүнчө сүрүлүү өзгөчөлүктөрүн көрсөтөт. Шарлуу подшипниктердин сүрүлүү коэффициенттери азыраак, түрүнө жараша 0,0008ден 0,0035ке чейин. Агломерацияланган подшипниктер сүрүлүү баалуулуктарына ээ, бирок алардын жардамы менен аны толуктайтмай сиңирилген түзүлүшбул аларды майлап турат. Агломерацияланган подшипниктерде сүрүлүү коэффициенти майдын азайышы менен жогорулайт, бул аларды туура майлоосуз жогорку ылдамдыкта иштөө үчүн начар тандоого айлантат.

Шарлуу подшипниктер - бул энергиянын жоготууларын азайтуу үчүн эң жакшы коюм, анткени алар агломерацияланган подшипниктерге окшоп жылгандын ордуна жылат. Бирок агломерацияланган подшипниктер токтоо жана кетүүчү операцияларда жакшыраак тандоо болушу мүмкүн. Алардын өзүн-өзү майлоочу өзгөчөлүктөр туура майланбаган шариктүү подшипниктерде көп кездешүүчү таякчалардын тайгаланып кетүүсүнүн алдын алат.

 

Ызы-чуу жана титирөөнүн мүнөздөмөлөрү

Агломерацияланган подшипниктер шариктүү подшипниктерге караганда тынчыраак иштейт, айрыкча жогорку ылдамдыкта. Шарлуу подшипниктер ызы-чуу жаратат, анткени алардын жылма элементтери бири-бири менен байланышат. Шарлуу подшипниктердин иштөө мөөнөтү аяктаганда ызы-чуунун деңгээли жогорулайт.

Ball подшипниктери механикалык системалар аркылуу көбүрөөк титирөө жөнөтөт. Изилдөөлөр көрсөткөндөй, өтө көп титирөө подшипниктин иштөө мөөнөтүн кыскартып, ызы-чуу жаратышы мүмкүн. Агломерацияланган подшипниктердеги жылма кыймыл аларга титирөөнү жакшыраак кабыл алууга жардам берет. Бул аларды ызы-чуу сакталышы керек болгон колдонмолор үчүн мыкты тандоо кылат.

 

Тейлөө талаптары: Пландаштырылган жана өзүн өзү тейлөө

Бул подшипниктерди тейлөө муктаждыктары такыр башкача. Шарлуу подшипниктер жакшы иштеши жана эрте бузулуп калбаш үчүн үзгүлтүксүз майлоо керек. Агломерацияланган подшипниктер майды өздөрүнүн тешиктүү түзүмүндө сактайт, бул өзүн-өзү майлоочу системаны түзөт, ал аз тейлөөнү талап кылат.

Тейлөө аралыгы учурунда шариктүү подшипниктерди текшерүү үчүн тажрыйбалуу техниктер керек. Агломерацияланган подшипниктер иштебей баштаганда дагы иштей беришет. Алар, адатта, эскертүүсүз кулпуланып калышы мүмкүн болгон шариктүү подшипниктерден айырмаланып, толугу менен басып алуунун ордуна, кычыраган үндөрдү чыгарышат.

 

Ар кандай иштөө шарттарында иштөө мөөнөтү

Шарлуу подшипниктер жогорку ылдамдыкта жана жогорку жүктөө шарттарында узакка созулат. Иш чөйрөсү ар бир түрү канчалык жакшы аткарат чоң ролду ойнойт. Агломерацияланган подшипниктер туруктуу, орточо ылдамдыктагы операцияларда жакшы иштешет. Шарлуу подшипниктер старт-стоп жана тескери операцияларды жакшыраак башкарат.

Температура эки подшипниктин тең узакка созулушуна таасир этет. Шарлуу подшипниктер жогорку жана төмөнкү температуранын кеңири диапазондорунда жакшы иштейт. Агломерацияланган подшипниктер 85°Cге чейин жакшы иштейт. Андан жогору, алар тезирээк майлоо жөндөмдүүлүгүн жоготот.

 

Корутунду

Агломерацияланган подшипниктер порошок металлургиясын өзүн-өзү майлоочу мүмкүнчүлүктөрдү айкалыштырган инженериядагы жетишкендикти билдирет. Алардын тешиктүү түзүлүшү жалпы көлөмдүн 10%дан 35%ке чейинкисин түзөт жана үзгүлтүксүз майлоону камсыз кылган туташкан каналдардын тармагын түзөт.

Бул инновациялык подшипниктер ар кандай температурада өлчөмдүү туруктуу бойдон калууда жана бүт структурасында бирдей күчтү сакташат. Алардын сүрүлүү коэффициенттери шариктик подшипниктердикинен ашса да, алардын өзүн-өзү майлоочу табияты аларды минималдуу тейлөөнү жана туруктуу иштөөнү талап кылган колдонмолор үчүн идеалдуу кылат.

Өндүрүш процесси металлургиялык тактыкка жана 800°C жана 850°C ортосундагы өзгөчө агломерация температурасына таянат. Бул 50 000ге чейинки PV факторлорунда ишенимдүү иштеген подшипниктерди жаратат. 90% жез жана 10% калайдан турган стандарттык коло композициялар эскирүүдөн жана коррозиядан мыкты коргоону камсыз кылат. Бул касиеттери аларды жогорку көлөмдөгү өндүрүш орнотууларында баалуу кылат.

Инженерлер агломерацияланган подшипниктердин артыкчылыктарын таң калыштуу деп эсептешет. Алар тынч иштешет, анча-мынча тейлөөнү талап кылат жана орточо ылдамдыкта жана жүктөмдө ишенимдүү иштешет. Өзүн-өзү майлоо менен айкалышып, бул өзгөчөлүктөр ырааттуу, тейлөөсүз иштөө максималдуу ылдамдыктан же жүк көтөрүмдүүлүктөн маанилүүрөөк болгондо аларды эң жакшы тандоо кылат.