Pri ľudských činnostiach sa často používajú mechanické zariadenia. Spoľahlivosť pohyblivých častí v akomkoľvek mechanizme je zabezpečená znížením trenia a deformácie. Na tento účel sa používajú špeciálne materiály nazývané antifrikčné. Ich hlavným účelom je zníženie koeficientu trenia, uľahčenie kĺzania pohyblivých plôch mechanizmov. Tento článok bude diskutovať o vlastnostiach proti treniu rôznych materiálov používaných na tieto účely.
Typy trenia
K treniu dochádza pri pohybe telies, ktoré sú vo vzájomnom kontakte. Existujú dva hlavné typy:
- Suché - povrchy pevných látok sú v priamom kontakte. Pozoruje sa v remeňových a trecích pohonoch.
- Kvapalina - keď je medzi časťami mechanizmov olejová vrstva kvapaliny a telesá sa nedotýkajú. Nájdené v axiálnych ložiskách, ložiskách.
A tiež rozlišovaťstredné typy trenia: polosuché a polokvapalné.
Pokiaľ ide o pohyb telies, sú zaznamenané nasledujúce typy trenia:
- odpočinok – nastáva, keď je relatívny zvyšok tiel;
- sklz - prejavuje sa relatívnym pohybom mechanizmov;
- valcovanie – vonkajšie trenie pri odvaľovaní telies.
V závislosti od typu trenia sa pre povrchy karosérií vyberá materiál s určitými antifrikčnými vlastnosťami.
Typy materiálov používaných na zníženie trenia
Všetky antifrikčné materiály poskytujúce nízky koeficient trenia sa delia na:
- Kov - Používajú sa trojkovové zliatiny, ktoré obsahujú meď (babbity). Navrhnuté pre prácu v režime tekutého trenia.
- Prášok - na báze železa a medi s prídavkom grafitu a sulfidov. Používa sa v klzných ložiskách.
- Na výrobu sa používajú samomazné spekané - materiály rôznych kombinácií železa s grafitom, meďou a bronzom. Používajú sa na výrobu klzných ložísk pri nízkych otáčkach a pri absencii rázového zaťaženia. Dobré vlastnosti proti treniu umožňujú ich inštaláciu na miestach, kde je ťažké mazanie.
- S tuhými mazacími komponentmi - ako tenká vrstva na povrchu dielov sú nanesené častice tuhého maziva pozostávajúce z chloridov, oxidov kovov, fluoridov, plastov. Produkty fungujú pri vyšších rýchlostiach posuvu.
- Nekovové - vyrobené zplasty: termoplasty a termosety. Používa sa na ložiská vrtule, valcovne.
- Kov-polymér – pozostáva z heterogénnych komponentov. Delia sa na matricové, disperzné a vrstvené. Používa sa na výrobu klzných ložísk, ozubených kolies a ozubených kolies.
- Minerály – používajte prírodné (agát) a umelé (korund). Vyrábajú malé ložiská odolné voči opotrebovaniu pre tachometre, hodiny, gyroskopy.
Každý materiál nachádza svoje uplatnenie na výrobu dielov podľa svojich vlastností proti treniu.
Zliatiny s nízkym trením
Z takýchto zliatin sa vyrábajú panvy trecích ložísk, takže musia mať:
- Nízky koeficient trenia v porovnaní s materiálom hriadeľa, ktorým je najčastejšie kalená oceľ.
- Dobrá tepelná vodivosť.
- Odolnosť proti korózii.
- Malá tvrdosť.
- Vlastnosť, ktorá umožňuje zadržiavanie tuku.
Na splnenie uvedených vlastností by štruktúra zliatiny mala obsahovať kovy s antifrikčnými vlastnosťami, ktoré majú zvýšenú mäkkosť a ťažnosť podkladu. A to je už posiate pevnými časticami pozostávajúcimi z chemických zlúčenín. V tomto prípade sa hriadeľ rýchlo zasunie do ložiska, objavia sa na ňom malé drážky od pevných častíc, ktoré sú naplnené mazivom a cez ktoré sa odstraňujú produkty opotrebovania. Na báze cínu, olova, medi, kadmia, bizmutu,a inklúzie sú vyrobené zo zliatin antimónu a medi.
Použitie zliatin bronzu v trecích jednotkách
Bronz je zliatina medi s rôznymi kovmi, ktoré môžu obsahovať cín, hliník, kremík, olovo, berýlium a mnohé ďalšie prísady. V závislosti od percenta jedného alebo druhého prvku obsiahnutého v jeho zložení sa bronz nazýva cín, hliník, olovo. Bronzy sú široko používané pri výrobe výrobkov, ktoré sa používajú so zvýšeným trením. Najlepšie bronzy sa považujú za vlastnosti proti treniu, vyrobené na báze cínu.
Obzvlášť dobre sa ukázal cín-fosfor, z ktorého sú vyrobené ložiskové ložiská, ktoré pracujú pri značnom zaťažení a pri vysokej rýchlosti. Jedinou nevýhodou je ich vysoká cena, preto ich nahrádzajú hliníkové a olovené bronzy. Pri práci v agresívnom prostredí sa na ložiskové puzdrá často používa hliníkový bronz. Okrem odolnosti proti treniu majú dobrú odolnosť proti korózii. Olovo poskytuje nízky koeficient trenia. Tieto materiály sa používajú na výrobu puzdier ložísk pre vysokotlakovú a vysokorýchlostnú prevádzku.
Zliatiny proti treniu: zloženie a vlastnosti
V priemysle sa na výrobu trecích častí mechanizmov používajú rôzne zliatiny s malým koeficientom trenia:
- Mosadz je zliatina, ktorej hlavnými zložkami sú meď a zinok. Môže obsahovať komponenty vo formehliník, cín, olovo, mangán a ďalšie prvky. Z hľadiska pevnosti a nízkeho koeficientu trenia je horší ako bronz a používa sa pri výrobe klzných ložísk pracujúcich pri nízkych otáčkach.
- Babbit sú zložité zliatiny s rôznym zložením a fyzikálnymi vlastnosťami, ktoré však pozostávajú z jednej mäkkej bázy: cínu alebo olova s tvrdými prísadami zliatin alkalických kovov, medi alebo antimónu. Vďaka mäkkej základni sú ložiská dobre zabehnuté do hriadeľa a tvrdé prísady zvyšujú odolnosť proti opotrebovaniu. Vysoká odolnosť proti treniu babbittu, ale nižšia pevnosť ako u bronzu a liatiny, umožňuje ich použitie len na nanášanie tenkej vrstvy na povrch výrobkov.
Vlastnosti olejov
Na zaručenie spoľahlivosti a účinnosti trecích dielov sa používajú mazacie oleje, ktoré znižujú klzné trenie. Všetky sú klasifikované podľa:
- origin;
- spôsob príjmu;
- pridelené.
Mazacie oleje plnia nasledujúce funkcie:
- zníženie trenia medzi časťami, ktoré sú v kontakte;
- zníženie opotrebovania a predchádzanie odieraniu;
- poskytujú odvod tepla z trecích častí;
- chrániť pred koróziou.
Vlastnosti olejov proti treniu spočívajú v ich schopnosti znižovať množstvo energie na trenie. Viskozita je hlavným ukazovateľom týchto vlastností a je určená uhlíkovým a frakčným zložením. Na zlepšenie kvality olejov, rôzneantifrikčné prísady na zvýšenie výkonu, predĺženie prevádzky jednotky, zníženie zaťaženia. Zlepšujú vlastnosti olejov a zvyšujú načasovanie výmeny zloženia maziva. Antifrikčné prísady prispievajú k vytvoreniu ochrannej vrstvy pri interakcii dielov, vyrovnávajú ich povrchy a vyhladzujú trenie. Vytvorením mastného, odolného filmu znižujú opotrebovanie dielov.
Vlastnosti epoxidových polymérov proti treniu
Epoxidové polyméry sú viskózne kvapaliny, ktoré tvrdnú, keď sa k nim pridávajú rôzne organické látky. Majú vysokú mechanickú pevnosť a používajú sa na lepenie betónu, kovu, skla a dreva. Vďaka týmto vlastnostiam sa používajú na výrobu kovo-polymérových dielov, na výrobu puzdier, valčekov, ozubených kolies, ložísk a spojok.
Plnivá dodávajú epoxidovým polymérnym produktom vysokú odolnosť proti treniu. Časti môžu bežať bez mazania, ak sa použije zmáčanie vodou. Nátery sú odolné voči poveternostným vplyvom a chemikáliám.
Nekovové materiály odolné proti treniu
Pre klzné ložiská sa často používajú dva typy plastov:
- Termosetting - patrí sem textolit, ktorý sa používa na výrobu ložísk pre valcovne, vrtule a hydraulické stroje. Časti sú odolné, mazané vodou a chladené.
- Termoplast - polyamidy sú široko používané: fluoroplast, nylon, anid. Výhody sú vysokéantifrikčné vlastnosti materiálov, odolnosť proti korózii a dobrá odolnosť proti opotrebovaniu pri vysokých zaťaženiach a klzných rýchlostiach.
Na zníženie trenia medzi dielmi sa zavádzajú rôzne plnivá vo forme tuhých mazív, ktoré pri použití na povrchu vytvárajú štruktúru tekutých kryštálov. Stojí za zmienku, že fluoroplast má veľmi nízky koeficient trenia, ale za nevýhodu sa považuje slabý odvod tepla a tekutosť pri zaťažení, preto sa používa v spojení s inými materiálmi.
Záver
Protitrecie materiály sú vhodné na výrobu vložiek a ložísk, ktoré sa pri opotrebovaní ľahko vymieňajú. Surovina pre výrobok musí mať vyšší koeficient trenia, to znamená, že pri kontakte dielov zostane ťažko vymeniteľná časť mechanizmu nepoškodená. Stáva sa to iba vtedy, keď je materiál hodnotnej časti vybavený vynikajúcimi vlastnosťami proti treniu v porovnaní s analógom.
