Nega muhandislar sinterlangan podshipniklarni tanlaydilar: chang metallurgiyasining afzalligi
Sinterlangan bronza podshipniklari orqasidagi fan
Sinterlangan bronza podshipniklarini ishlab chiqarish ilmi bo'shashgan metall zarralarini muhandislik porozligi bilan ishlaydigan qismlarga aylantiradigan aniq metallurgiya nazoratiga bog'liq. Ushbu ajoyib jarayon xom ashyo bilan boshlanadi va butun ishlash muddati davomida izchil moylashni ta'minlaydigan komponent bilan tugaydi.
Chang metallurgiyasi: Metallni kukunga va orqaga aylantirish
Chang metallurgiyasi metall kukunini yaratishdan boshlab sinterlangan podshipnik ishlab chiqarishning asosi bo'lib xizmat qiladi. Ishlab chiqaruvchilar 9-11% qalayli misni o'z ichiga olgan atomizatsiyalangan bronza kukunidan foydalanadilar. Kukun qo'shimchalar, shu jumladan siqishni jarayoniga yordam beradigan mumsimon moylash materiallari bilan aralashtiriladi. Keyin aralash kerakli yakuniy zichlikka qarab 200 dan 1500 MPa gacha bo'lgan bosimlarda qolipli presslarda mexanik siqilishdan o'tadi.
"Yashil" qism siqilgandan so'ng sinterlash jarayoniga o'tadi. Ushbu termal aylanish komponentni azot va vodorodning boshqariladigan atmosferasida (odatda 70:30 nisbatda) taxminan 820 ° S ga qadar isitadi. Harorat metallning erish nuqtasi ostida qoladi, lekin qattiq holatning tarqalishiga olib keladigan darajada yuqori bo'ladi. Metall zarralar ushbu muhim bosqichda aloqa nuqtalarida birlashadi va o'lchov barqarorligini saqlaydigan qattiq, ammo gözenekli strukturani yaratadi.
Sinterlangan materiallarning mikro tuzilishi: dizayn bo'yicha porozlik
Sinterlangan bronza rulmanlar qattiq metallardan farqli o'laroq, maqsadga xizmat qiluvchi qasddan g'ovaklikka ega. Ushbu rulmanlar odatda hajmi bo'yicha 15% dan 25% gacha bo'lgan g'ovaklikka ega. Bu xususiyat sinterlangan materiallarni quyma metallardan ajratib turadi va ularning mexanik, issiqlik va funktsional xususiyatlariga katta ta'sir qiladi.
Rulmanning mikro tuzilishi o'z ichiga oladibir-biriga bog'langan teshiklarbutun material bo'ylab tarmoq hosil qiladi. Ushbu tarmoq moylash materialining rulman tuzilishi ichida erkin harakatlanishiga imkon beradi. Kukunning xarakteristikalari, siqilish bosimi va sinterlash sharoitlari bu teshiklarning hajmini va taqsimlanishini aniqlaydi. To'g'ri nazorat qilinganda g'ovaklik "ochiq" bo'lib qoladi, ya'ni gözenekler izolyatsiya qilingan bo'shliqlar sifatida mavjud emas, balki ulanadi.
G'ovaklilik qattiq metallarga nisbatan mexanik kuchni pasaytiradi, lekin bu podshipniklarni o'z-o'zidan moylashni ta'minlash orqali qimmatli qiladi.[2]. Muhandislar kuch va moylash talablari o'rtasidagi to'g'ri muvozanatni topib, dasturga kerak bo'lgan narsaga qarab porozlik foizini sozlashi mumkin.
Yog 'emdirish jarayoni: o'z-o'zidan moylashni yaratish
Gözenekli bronza rulman sinterlashdan keyin yog 'emdirilishidan o'tadi. Ushbu asosiy jarayon uni o'z-o'zidan moylash komponentiga aylantiradi. Rulman vakuum kameralariga kiradi, u erda havo maxsus moyga botirishdan oldin teshiklarni tark etadi. Yog 'kapillyar ta'sir orqali mavjud bo'lgan teshik hajmining kamida 90% ni to'ldiradi.
Rulman ish paytida noyob moylash mexanizmi orqali ishlaydi. Milning rulman yuzasiga aylanishidan kelib chiqadigan issiqlik yog'ning teshiklardan rulman vali interfeysiga oqib chiqishiga olib keladi. Bu harakatlanuvchi qismlar o'rtasida nozik soqol plyonka hosil qiladi. Bo'sh vaqtlarda podshipnik soviganida moy kapillyar ta'sir orqali teshiklarga qaytadi va uzluksiz soqol aylanishini saqlaydi.[2].
Yog 'aylanishi muhandislar "nasos harakati" deb ataydigan narsani yaratadi. Yuklangan zonalar ish paytida yog'ni chiqaradi, yuklanmagan joylar esa uni qaytarib oladi. Bu texnik xizmat ko'rsatmasdan ishlaydigan doimiy moylash tizimini yaratadi. Ushbu o'z-o'zidan moylanadigan podshipniklar 3000-5000 soat davomida ko'proq soqol talab qilmasdan ishonchli ishlashi mumkin.
Ishlash samaradorligini oshiradigan moddiy xususiyatlar
Sinterlangan podshipniklar o'zlarining ajoyib ishlashini o'ziga xos materiallardan kelib chiqadikukunli metallurgiya ishlab chiqarish jarayoni. Bu xususiyatlar sinterlangan qismlarga oddiy quyma yoki ishlov berilgan qismlarga nisbatan ko'p foydalanishda katta afzalliklarni beradi.
Quyma materiallarga nisbatan kuchning yagona taqsimlanishi
Kukunli metallurgiya jarayoni an'anaviy quyish usullaridan ko'ra yaxshiroq tizimli foyda keltiradi. Quyma qismlar ko'pincha muammolarga duch keladi, chunki erigan qotishma elementlar bir tekis sovib ketmaydi. Bu material bo'ylab kuch, zichlik va termal xususiyatlardagi farqlarga olib keladi. Yakuniy mahsulot quyish jarayonida eritilgan metall investitsiya materiallari bilan reaksiyaga kirishganda ham ifloslanishi mumkin.
Sinterlangan komponentlar boshqacha. Ular har bir ishlab chiqarish bosqichida teng tarkibga ega. Metall kukun zarralari siqilishdan oldin bir tekis tarqaladi va sinterlash paytida joyida qoladi. Bu butun qism bo'ylab kuchliroq, qattiqroq va aşınmaya bardoshli izchil mikro tuzilmani yaratadi.
Sinterlash jarayoni zarb yoki quyishdan ko'ra materialning mikro tuzilishini yaxshiroq nazorat qiladi. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, yaxshi ishlangan sinterlangan komponentlar quyma po'latdan 2-10 baravar kuchliroq bo'lishi mumkin. Quvvat porozlik tufayli pastroq bo'lishi mumkin, lekin u butun qismga teng ravishda tarqaladi. Bu yuk ostida ishlashni oldindan aytib bo'ladigan qiladi.
Haroratning o'zgarishi ostida o'lchovli barqarorlik
Sinterlangan rulmanlar har xil haroratlarda o'z shakllarini saqlab qolish uchun haqiqatan ham porlaydi. Ushbu qismlar noyob ishlab chiqarish usuli tufayli minimal buzilish bilan qattiq o'lchamli bardoshliklarni saqlaydi.
Ushbu barqarorlikni ikkita asosiy omil yaratadi. Teshiklar umumiy o'lchamlarni o'zgartirmasdan, engil termal kengayish uchun joy beradi. Yagona mikro tuzilma, shuningdek, quyma materiallarga qaraganda bir tekisda kengayadi va qisqaradi, bu egri va stressli joylarni oldini oladi.
Bu barqarorlik foydalanish paytida harorat o'zgarganda juda yordam beradi. Alyuminiy oksidi namunalari 1600 ° C da sinterlash paytida 17,6% ga qisqaradi, ammo katta o'lchovli mustahkamlik bilan nisbiy zichlikni 98,3% saqlaydi. Chelik komponentlar 2500 ° F (1370 ° C) dan yuqori sinterlanganda ham aniq bo'lib qoladi.
Yaxshiroq o'lchov aniqligi boshqariladigan qo'shimchalardan kelib chiqadi. Bor bilan o'zgartirilgan namunalarga qo'shilgan silikon nitridi sinterlash paytida juda ko'p buzilishlarni oldini olishga yordam beradi.
Umumiy qotishmalarning aşınma qarshiligi xususiyatlari
Sinterlangan podshipniklarni har xil qotishma aralashmalarda olishingiz mumkin, ularning har biri o'zining aşınmaya bardoshli xususiyatlariga ega:
Bronza asosidagi qotishmalar: Muntazamsinterlangan bronza(90% mis, 10% qalay) aşınmaya yaxshi qarshilik ko'rsatadi va uzoq davom etadi, bu ko'pchilik foydalanish uchun eng yaxshi tanlovdir. Mis asosidagi kompozitsiyalarga grafit qo'shilishi, ularga kamroq ishqalanish bilan yaxshiroq ishlashga va ko'p haroratlarda barqaror turishga yordam beradi.
Qo'rg'oshinli bronza: Ushbu qotishmalarda standart 90-10 bronzadan 14-16% qo'rg'oshin va taxminan 20% kamroq qalay mavjud. Ular kamroq ishqalanish hosil qiladi va moylash materiallari kam bo'lsa, o'tga yaxshiroq qarshilik ko'rsatadi. Sinovlar shuni isbotlaydiki, bu materiallar ma'lum sharoitlarda (Pv=6-12 MPa·m/sek) prokatga qaraganda 7-10 baravar ko'proq xizmat qilishi mumkin.
Mis-temir birikmalari: Bu qotishmalar yaxshi bosim kuchi uchun tezlik chegaralarini sotadi. Ular zarba va og'ir yuklar uchun juda yaxshi ishlaydi. 1,5% bo'sh uglerod qo'shilishi ushbu materiallarni Rockwell C65 qattiqligiga erishish uchun issiqlik bilan ishlov berish imkonini beradi, bu ularni zarbaga juda chidamli qiladi.
Temirga asoslangan qotishmalar: Bular arzonroq, lekin baribir yaxshi podshipniklar ishlab chiqaradi, bu esa ularni avtomobillarda mashhur qiladi. Ular yuqori porozlik tufayli ko'proq yog'ni ushlab turadilar va aşınmaya yaxshi qarshilik ko'rsatadilar, ammo ular pastroq PV chegaralariga ega.
Sinterlash harorati aşınma xususiyatlarida katta rol o'ynaydi. 2500 ° F (1370 ° C) dan yuqori ultra yuqori haroratli sinterlash (UHTS) material bo'ylab kichikroq, yoyilgan teshiklarni hosil qiladi. Bu oddiy sinterlash usullariga qaraganda qismlarni kuchliroq, qattiqroq va aşınmaya bardoshli qiladi.
O'z-o'zidan yog'langan sinterlangan podshipniklar: ular qanday ishlaydi
O'z-o'zidan yog'langan sinterlangan podshipniklar tashqi yordamisiz ishlaydigan ajoyib yopiq pastadir moylash tizimi orqali ishlaydi. Ushbu komponentlar ish sharoitlariga moslashtirilgan maxsus mexanizmlar orqali o'zlarining moylashiga g'amxo'rlik qiladi.
Kapillyar ta'sir mexanizmi
O'z-o'zidan yog'langan sinterlangan podshipniklarning kuchi ularning umumiy rulman hajmining 10% dan 35% gacha bo'lgan bir-biriga bog'langan gözenekli tuzilishidan kelib chiqadi. Ushbu teshiklar butun material bo'ylab murakkab tarmoq hosil qiladi va neft ombori sifatida ishlaydi. Ushbu bo'shliqlarni asl to'ldirish vakuumli singdirish orqali sodir bo'ladi, bu erda havo yog 'kirishidan oldin teshiklarni tark etadi. Keyin gözenekli devorlar kapillyar kuch orqali moyni tortadi va ushlab turadi - xuddi shunday tabiiy jarayon, bu suyuqlik tor joylarda tortishish kuchiga qarshi ko'tariladi.
Ushbu kapillyar xususiyat muhandislar sirpanchiq qatlamning yuqori qismida "yugurish" sirtini yaratadi. Siz rulman o'zining yoqimli joyiga tushishidan oldin ham past ishqalanish samaradorligini ko'rasiz. Mikro tuzilma shimgich kabi harakat qiladi, u butun umri davomida kerak bo'lganda moylash materiallarini saqlaydi va chiqaradi.
Ish paytida yog'ning chiqishi
Rulman ishlay boshlaganda bir nechta mexanizmlar orqali yog'ni yuzasiga chiqaradi. Mil va podshipnik orasidagi ishqalanishdan kelib chiqadigan issiqlik moyni kengaytiradi. Bu kengayish yog'ning bir qismini teshiklardan surma yuzasiga itarib yuboradi.
Milning aylanishi bir vaqtning o'zida "nasos harakati" ni yaratadi. Ushbu harakat soqol yog'i plyonkasida salbiy bosim zonalarini hosil qiladi va rulman tanasidan sirtga ko'proq yog'ni tortadi. Birgalikda nasos effekti va termal kengayish metall va metall aloqani oldini olish uchun mil va podshipnik o'rtasida himoya yog 'plyonkasini yaratadi.
Rulman to'g'ri ishlashi uchun aylanish harakati kerak. Rulman yuzasida to'liq soqol plyonkasini ushlab turish uchun sizga yuqori tezlik va doimiy aylanish kerak.
Sovutish davrlarida reabsorbtsiya
O'z-o'zidan moylash davri aylanish to'xtaganda va rulman sovib ketganda davom etadi. Haddan tashqari yog' harorat pasayganda kapillyar ta'sir orqali gözenekli tuzilishga qaytadi. Bu reabsorbtsiya har qanday yog'ning to'planishini yoki tomchilanishini to'xtatadi.
Rulman ish paytida yuklangan zonalardan chiqarib yuborilgan moyni orqaga tortadi. Bu doimiy almashinuv - ish paytida yog 'chiqishi va dam olish vaqtida yana qaytib kelishi - cheksiz soqol aylanishini yaratadi. Jarayon moylash materialining surma yuzasi bo'ylab bir tekis tarqalishini ta'minlaydi, shuning uchun surma qatlami eskirganda ham ishlash kuchli bo'lib qoladi.
Ishlash ko'rsatkichlari: PV omillari va yuk chegaralari
Muhandislar turli xil operatsion ehtiyojlarga mos keladigan sinterlangan rulmanlarni tanlash uchun muayyan ishlash ko'rsatkichlarini ko'rib chiqadilar. Ushbu texnik parametrlar xavfsiz ishlash chegaralarini aniqlashga yordam beradi va erta buzilishning oldini oladi.
Rulman tanlashda PV omillarini tushunish
Sinterlangan podshipniklarni tanlashda PV omili hal qiluvchi rol o'ynaydi. Siz uni prognoz qilingan rulman maydonining kvadrat dyuymiga funt sterlingdagi yuk yukini (P) daqiqada futdagi sirt tezligiga (V) ko'paytirish orqali hisoblaysiz. Bu bizga rulman yuzasida ishqalanish issiqligining indeksini beradi, bu uning qancha davom etishiga bevosita ta'sir qiladi. Standart gözenekli rulmanlar odatda 50 000 maksimal PV qiymatiga ega. Ishlab chiqaruvchilar qo'shimcha moylashsiz xizmat muddatini uzaytirish uchun doimiy ishlashni 20 000 da saqlashni tavsiya qiladi. Maksimal PV ko'rsatkichlari 10 000 bo'lgan bosimli podshipniklar ehtiyotkorlik bilan ishlashni talab qiladi.
Rulmanning ishlash muddati uning PV qiymatiga qarama-qarshi ishlaydi - yuqori PV xizmat muddatini qisqartiradi. Shuning uchun muhandislar komponentlarni uzoqroq saqlash uchun dizayn paytida ko'pincha pastroq xavfsiz PV qiymatlarini tanlaydilar.
Statik va dinamik yuk hajmi
Statik yuk, rulman sirtlari bir-biriga nisbatan harakat qilmasa sodir bo'ladi. Materialning mustahkamligi bu holatlarda asosiy cheklovchi omilga aylanadi. Statik yuk chegarasi rulmanning teshik diametrini umumiy ruxsat etilgan bardoshlikning yarmiga o'zgartiradigan kuchni ko'rsatadi.
Dinamik yuk rulmanni eskiradigan harakatni o'z ichiga oladi. Sinterlangan rulmanlar odatda statik yuk ko'rsatkichlarining uchdan birida dinamik yuk ko'rsatkichlariga ega. Ushbu katta pasayish doimiy harakatning rulman yuzalariga qanday ta'sir qilishini ko'rsatadi.
Turli xil sinterlangan materiallarning tezlik cheklovlari
Har bir sinterlangan kompozitsiyaning o'z tezligi chegaralari mavjud. Bronza asosidagi materiallar sizga yuqori tezlikda ishlash imkonini beradi. Temirga asoslangan kompozitsiyalar yaxshi bosim kuchi uchun bir oz tezlikni sotadi. Standart sinterlangan rulmanlar odatda daqiqada 1000 futgacha bo'lgan sirt tezligida ishlaydi.
Haroratning ishlash chegaralariga ta'siri
Harorat sinterlangan rulmanlarning ishlashini sezilarli darajada o'zgartiradi. Ko'pgina minerallarga asoslangan moylash moylari 0-80 ° S haroratda yaxshi ishlaydi. Ishlash 80 ° C dan tezroq tushadi, normal qiymatlarning taxminan 60% ga tushadi.
Harorat, shuningdek, yog'ning gözenekli strukturada qanday harakat qilishini ham o'zgartiradi. Issiqroq harorat yog'ning kengayishini va ko'zalardan rulman yuzasiga oqishini osonlashtiradi. Sovuq harorat yog'ni qalinroq qiladi, bu esa ishga tushirishda to'g'ri moylashni cheklashi mumkin.
Sinterlangan rulmanlar va rulmanli rulmanlarni solishtirish
Muhandislar maksimal ishlashga erishish uchun sinterlangan va rulmanlar o'rtasidagi asosiy farqlarni tushunishlari kerak. Ushbu rulman turlari o'zlarining afzalliklariga ega, bu ularni muayyan operatsion muhitlar uchun ideal qiladi.
Ishqalanish koeffitsientini solishtirish
Bilyali rulmanlar va sinterlangan rulmanlar aniq ishqalanish xususiyatlarini ko'rsatadi. Bilya rulmanlarining ishqalanish koeffitsientlari pastroq bo'lib, turiga qarab 0,0008 dan 0,0035 gacha. Sinterlangan podshipniklar yuqori ishqalanish qiymatlariga ega, ammo ular orqali uni qoplaydiyog 'bilan singdirilgan tuzilishbu ularni moylangan holda ushlab turadi. Sinterlangan podshipniklardagi ishqalanish koeffitsienti yog'ning kamayishi bilan ortadi, bu ularni yuqori tezlikda ishlaydigan ilovalar uchun to'g'ri moylashsiz tanlash uchun yomon tanlov qiladi.
Bilyali podshipniklar energiya yo'qotilishini minimallashtirish uchun eng yaxshi tanlovdir, chunki ular sinterlangan podshipniklar kabi sirpanish o'rniga aylanadi. Ammo sinterlangan podshipniklar to'xtash va ketish operatsiyalarida yaxshiroq tanlov bo'lishi mumkin. Ularning o'z-o'zini moylash xususiyatlari to'g'ri yog'lanmagan rulmanlarda tez-tez ko'rinadigan tayoqning sirpanish muammolarini oldini oladi.
Shovqin va tebranish xususiyatlari
Sinterlangan rulmanlar rulmanli rulmanlarga qaraganda jim ishlaydi, ayniqsa yuqori tezlikda. Rulmanlar shovqin hosil qiladi, chunki ularning aylanma elementlari bir-biriga tegadi. Bilyali podshipniklar ishlash muddati tugashi bilan shovqin darajasi ortib boradi.
Rulmanlar mexanik tizimlar orqali ko'proq tebranishlarni yuboradi. Tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, haddan tashqari tebranish podshipnikning ishlash muddatini qisqartirishi va shovqinni kuchaytirishi mumkin. Sinterlangan podshipniklardagi sirpanish harakati ularga tebranishlarni yaxshiroq qabul qilishga yordam beradi. Bu ularni shovqinni ushlab turish kerak bo'lgan ilovalar uchun ajoyib tanlov qiladi.
Texnik xizmat ko'rsatish talablari: Rejalashtirilgan va o'z-o'zini parvarish qilish
Ushbu rulmanlarning texnik xizmat ko'rsatish ehtiyojlari butunlay boshqacha. Rulmanlar yaxshi ishlashi va erta ishdan chiqishiga yo'l qo'ymaslik uchun muntazam moylash kerak. Sinterlangan podshipniklar yog'ni o'zlarining gözenekli tuzilishida saqlaydi, bu esa ozgina parvarish qilishni talab qiladigan o'z-o'zidan moylash tizimini yaratadi.
Xizmat ko'rsatish oralig'ida rulmanlarni tekshirish uchun sizga malakali texnik kerak. Sinterlangan podshipniklar ishlamay qolganda ham ishlashda davom etadi. Ogohlantirishsiz qulflanishi mumkin bo'lgan sharli podshipniklardan farqli o'laroq, ular odatda to'liq ushlashdan ko'ra g'ichirlagan tovushlarni chiqaradilar.
Turli xil ish sharoitlarida ishlash muddati
Rulmanlar yuqori tezlikda va yuqori yuk sharoitida uzoqroq davom etadi. Har bir turning qanchalik yaxshi ishlashida ish muhiti katta rol o'ynaydi. Sinterlangan rulmanlar barqaror, o'rtacha tezlikda ishlashda yaxshi ishlaydi. Rulmanlar start-stop va teskari operatsiyalarni yaxshiroq boshqaradi.
Harorat har ikkala rulman turining qancha davom etishiga ta'sir qiladi. Rulmanlar yuqori va past haroratlarda yaxshi ishlaydi. Sinterlangan rulmanlar taxminan 85 ° C gacha yaxshi ishlaydi. Buning ustiga, ular tezroq moylash qobiliyatini yo'qotadilar.
Xulosa
Sinterlangan podshipniklar chang metallurgiyasini o'z-o'zidan moylash qobiliyatini birlashtirgan muhandislik yutug'ini ifodalaydi. Ularning gözenekli tuzilishi umumiy hajmning 10% dan 35% gacha va uzluksiz moylashni ta'minlaydigan ulangan kanallar tarmog'ini yaratadi.
Ushbu innovatsion rulmanlar har xil haroratlarda o'lchov jihatidan barqaror bo'lib qoladi va butun tuzilishi bo'ylab kuchini teng ravishda saqlaydi. Ularning ishqalanish koeffitsientlari rulmanli podshipniklarnikidan yuqori bo'lsa-da, ularning o'z-o'zini moylash xususiyati ularni minimal parvarish va barqaror ishlashni talab qiladigan ilovalar uchun mukammal qiladi.
Ishlab chiqarish jarayoni metallurgiyaning aniqligi va 800 ° C dan 850 ° C gacha bo'lgan maxsus sinterlash haroratiga tayanadi. Bu 50 000 gacha bo'lgan PV omillarida ishonchli ishlaydigan podshipniklarni yaratadi. 90% mis va 10% qalaydan iborat standart bronza kompozitsiyalari aşınma va korroziyadan mukammal himoya qiladi. Bu xususiyatlar ularni yuqori hajmli ishlab chiqarish sharoitida qimmatli qiladi.
Muhandislar sinterlangan podshipniklarning afzalliklarini ishonchli deb bilishadi. Ular jim ishlaydi, ozgina parvarish qilishni talab qiladi va o'rtacha tezlik va yuk ostida ishonchli ishlaydi. O'z-o'zidan moylash bilan birgalikda, bu xususiyatlar barqaror, texnik xizmat ko'rsatmasdan ishlash maksimal tezlik yoki yuk ko'tarish qobiliyatidan muhimroq bo'lsa, ularni eng yaxshi tanlov qiladi.