Inimtegevuses kasutatakse sageli mehaanilisi seadmeid. Mis tahes mehhanismi liikuvate osade töökindlus on tagatud hõõrdumise ja deformatsiooni vähendamisega. Selleks kasutatakse spetsiaalseid materjale, mida nimetatakse hõõrdumisvastaseks. Nende põhieesmärk on vähendada hõõrdetegurit, hõlbustades mehhanismide liikuvate pindade libisemist. Selles artiklis käsitletakse erinevate nendel eesmärkidel kasutatavate materjalide hõõrdumist takistavaid omadusi.
Hõõrdumise tüübid
Hõõrdumine tekib siis, kui kehad liiguvad, mis on üksteisega kontaktis. Seal on kaks peamist tüüpi:
- Kuiv – tahkete ainete pinnad on otseses kontaktis. Seda täheldatakse rihm- ja hõõrdeajamite puhul.
- Vedelik - kui mehhanismide osade vahel on vedeliku õlikiht ja kehad ei puutu kokku. Leitud tõukejõu laagrites, laagrites.
Ja ka eristavahepealsed hõõrdetüübid: poolkuiv ja poolvedel.
Seoses kehade liikumisega märgitakse järgmist tüüpi hõõrdumist:
- puhata – tekib siis, kui kehade suhteline ülejäänud osa;
- libisemine - avaldub mehhanismide suhtelise liikumisega;
- rullimine – väline hõõrdumine kehade veeremisel.
Sõltuv alt hõõrdumise tüübist valitakse kehade pindadele teatud hõõrdevastaste omadustega materjal.
Hõõrdumise vähendamiseks kasutatavate materjalide tüübid
Kõik madala hõõrdeteguriga hõõrdevastased materjalid on jagatud:
- Metall - kasutatakse kolme metalli sulameid, mis sisaldavad vaske (babbits). Mõeldud töötama vedeliku hõõrderežiimis.
- Pulber – põhineb raual ja vasel, millele on lisatud grafiiti ja sulfiide. Kasutatakse liugelaagrites.
- Isemäärduv paagutatud - valmistamisel kasutatakse raua ja grafiidi, vase ja pronksi mitmesuguste kombinatsioonide materjale. Neid kasutatakse liugelaagrite tootmiseks madalatel pööretel ja löökkoormuste puudumisel. Head hõõrdevastased omadused võimaldavad neid paigaldada kohtadesse, kus määrimine on raskendatud.
- Tahkete määrdekomponentidega - osade pinnale kantakse õhukese kihina tahke määrdeaine osakesed, mis koosnevad kloriididest, metallioksiididest, fluoriididest, plastidest. Tooted töötavad suurema libisemiskiirusega.
- Mittemetallist – valmistatudplastid: termoplast ja termoreaktiivsed. Kasutatakse propellerlaagrite, v altspinkide jaoks.
- Metallpolümeer – koosneb heterogeensetest komponentidest. Need jagunevad maatriksiks, hajutatud ja kihilisteks. Kasutatakse liugelaagrite, hammasrataste ja ketirataste tootmiseks.
- Mineraalid – kasutage looduslikku (ahhaat) ja kunstlikku (korund). Nad valmistavad väikeseid kulumiskindlaid laagreid tahhomeetrite, kellade ja güroskoopide jaoks.
Iga materjal leiab oma rakenduse osade tootmiseks vastav alt oma hõõrdevastastele omadustele.
Madala hõõrdumisega sulamid
Sellistest sulamitest valmistatakse hõõrdlaagrite kestad, seega peavad neil olema:
- Madal hõõrdetegur võrreldes võlli materjaliga, milleks on enamasti karastatud teras.
- Hea soojusjuhtivus.
- Korrosioonikindlus.
- Väike kõvadus.
- Omadus, mis võimaldab rasva kinni hoida.
Loetletud omaduste täitmiseks peaks sulami struktuur sisaldama hõõrdevastaste omadustega metalle, millel on suurenenud aluse pehmus ja elastsus. Ja see on juba segatud keemilistest ühenditest koosnevate tahkete osakestega. Sel juhul sõidetakse võll kiiresti laagrisse, sellele tekivad tahketest osakestest väikesed sooned, mis täidetakse määrdega ja mille kaudu eemaldatakse kulumisproduktid. Tina, plii, vase, kaadmiumi, vismuti,ja kandmised on valmistatud antimonist ja vasesulamitest.
Pronksisulamite kasutamine hõõrdeüksustes
Pronks on vasesulam erinevate metallidega, mis võivad sisaldada tina, alumiiniumi, räni, pliid, berülliumi ja paljusid muid lisandeid. Sõltuv alt selle koostises sisalduva ühe või teise elemendi protsendist nimetatakse pronksi tinaks, alumiiniumiks, pliiks. Pronksi kasutatakse laialdaselt selliste toodete valmistamisel, mida kasutatakse suurenenud hõõrdumisega. Parimateks pronksideks peetakse hõõrdumist takistavaid omadusi, mis on valmistatud tina baasil.
Eriti hästi on end näidanud tina-fosfor, millest valmistatakse laagrilaagrid, mis töötavad olulisel koormusel ja suurel kiirusel. Ainsaks puuduseks on nende kõrge hind, seetõttu asendatakse need alumiiniumi ja pliipronksiga. Agressiivses keskkonnas töötades kasutatakse sageli laagripukside jaoks alumiiniumpronksi. Lisaks hõõrdekindlusele on neil hea korrosioonikindlus. Plii tagab madala hõõrdeteguri. Neid materjale kasutatakse kõrgsurve ja suure kiirusega töötamiseks mõeldud laagrikestade valmistamiseks.
Hõõrdevastased sulamid: koostis ja omadused
Tööstuses kasutatakse mehhanismide hõõrduvate osade tootmiseks mitmesuguseid väikese hõõrdeteguriga sulameid:
- Messing on sulam, mille põhikomponendid on vask ja tsink. See võib sisaldada vormi komponentealumiinium, tina, plii, mangaan ja muud elemendid. Tugevuse ja väikese hõõrdeteguri poolest on see pronksist madalam ja seda kasutatakse madalatel pööretel töötavate liugelaagrite valmistamisel.
- Babbit on erineva koostise ja füüsikaliste omadustega keerulised sulamid, mis koosnevad ühest pehmest alusest: tina või plii, millele on lisatud kõvasid leelismetallisulameid, vaske või antimoni. Tänu pehmele alusele jooksevad laagrid hästi võllile sisse ning kõvad lisandid suurendavad kulumiskindlust. Babbitti kõrge hõõrdevastane omadus, kuid madalam tugevus kui pronksil ja malmil, võimaldab neid kasutada ainult õhukese kihi kandmiseks toodete pinnale.
Õlide omadused
Hõõrduvate osade töökindluse ja tõhususe tagamiseks, libisemishõõrdumise vähendamiseks kasutatakse määrdeõlisid. Neid kõiki klassifitseeritakse järgmiselt:
- päritolu;
- vastuvõtuviis;
- määratud.
Määrdeõlid täidavad järgmisi funktsioone:
- vähendage hõõrdumist kokkupuutuvate osade vahel;
- vähendab kulumist ja väldib hõõrdumist;
- pakkuge hõõrduvate osade soojuse hajumist;
- kaitsma korrosiooni eest.
Õlide hõõrdumist takistavad omadused seisnevad nende võimes vähendada hõõrdumise energia hulka. Viskoossus on nende omaduste peamine näitaja ja selle määrab süsiniku ja fraktsiooniline koostis. Õlide kvaliteedi parandamiseks erinevadhõõrdumisvastased lisandid võimsuse suurendamiseks, seadme töö pikendamiseks, koormuse vähendamiseks. Need parandavad õlide omadusi, suurendades määrdeaine koostise asendamise aega. Hõõrdumisvastased lisandid aitavad kaasa kaitsekihi loomisele osade koosmõjul, tasandavad nende pindu ja siluvad hõõrdumist. Luues õlise ja vastupidava kile, vähendavad need osade kulumist.
Epoksüpolümeeride hõõrdevastased omadused
Epoksüpolümeerid on viskoossed vedelikud, mis kivistuvad, kui neile lisatakse erinevaid orgaanilisi aineid. Neil on kõrge mehaaniline tugevus ja neid kasutatakse betooni, metalli, klaasi ja puidu ühendamiseks. Nende omaduste tõttu kasutatakse neid metallpolümeerdetailide tootmiseks, pukside, rullide, hammasrataste, laagrite ja sidurite tootmiseks.
Täiteained annavad epoksüpolümeertoodetele kõrged hõõrdevastased omadused. Kui kasutatakse vesiniisutust, võivad osad töötada ilma määrimiseta. Katted on ilmastiku- ja kemikaalikindlad.
Mittemetallist hõõrdumist takistavad materjalid
Liigelaagrite puhul kasutatakse sageli kahte tüüpi plasti:
- Termosekõvenemine – nende hulka kuulub tekstoliit, mida kasutatakse v altspinkide, propellerite ja hüdromasinate laagrite valmistamiseks. Osad on vastupidavad, veega määritud ja jahutatud.
- Termoplast – polüamiide kasutatakse laialdaselt: fluoroplast, nailon, anid. Kasu on kõrgematerjalide hõõrdevastased omadused, korrosioonikindlus ja hea kulumiskindlus suurel koormusel ja libisemiskiirusel.
Osadevahelise hõõrdumise vähendamiseks võetakse kasutusele erinevaid täiteaineid tahkete määrdeainetena, mis pinnal kasutamisel loovad vedelkristallide struktuuri. Väärib märkimist, et fluoroplastil on väga madal hõõrdetegur, kuid halba soojuse hajumist ja voolavust koormuse all peetakse puuduseks, seetõttu kasutatakse seda koos teiste materjalidega.
Järeldus
Hõõrdevastased materjalid sobivad vooderdiste ja laagrite valmistamiseks, mida kulumisel on lihtne vahetada. Toote tooraine peab olema suurema hõõrdeteguriga, st osade kokkupuutel jääb mehhanismi raskesti asendatav osa kahjustamata. See juhtub ainult siis, kui väärtusliku osa materjalil on analoogiga võrreldes suurepärased hõõrdevastased omadused.
