Подшипниковые сплавы

В качестве подшипников или антифрикционных материалов пользуются баббитами, основа которых составляет мягкие пластичные металлы свинец и олово. Одним из основных элементов в оловянистых баббитах являются сурьма и медь. Химический состав оловянистых баббитов приведен в таблице 1.

Таблица 1.

Химический состав оловянистых баббитов.

Марка сплава Химический состав, %
Сурьма Медь Кадмий Никель Мышьяк Теллур Олово Всего примесей не более
Б89 7,25-8,25 2,5-3,5 Ост. 0,55
Б83 10-12 5,5-5,6 » 0,55
Б16 15-17 1,5-2 15-17 0,6
БН 13-15 1,5-2 1,25-1,75 0,75-1,25 0,5-0,9 9-11 0,4
БТ 14-16 0,7-1,1 0,5-0,2 9-11 0,6
Б6 14-16 2,5-3 1,75-2,25 0,6-1 5-6 0,4

Заменители баббитов.

В роли заменителей баббитов пользуются антифрикционными сплавами на основе цинка, они применяются в условиях средней трудности. Также можно сказать и про антифрикционные чугуны, которые обладают низким коэффициентом трения и относительно неплохой стойкостью к износам.

Для подшипников и других деталей, которые работают при более высоком удельном давлении, температурных режимах и скоростях скольжения, используют сплавы на медной основе.

Подшипники, которые работают при более высоких ударных нагрузках и жестких температурных режимах, преимущественно изготавливают на оловянной основе. При заливке толстостенных подшипников в больших количествах используют безоловянный свинцово-кальцыевой баббит.

Таблица 2.

Химический состав кальциевых баббитов.

Марка сплава Химический состав, %
Кальций Натрий Олово Магний Свинец Примесей не более
Висмут Сурьма Медь Магний Прочие
БК 0,85-1,15 0,6-0,9 Ост. 0,1 0,25 0,02 0,3
БК2 0,35-0,55 0,25-0,5 1,5-2,5 0,04-0,09 » 0,2 0,2 0,15 0,3

Марки баббитов. Область применения баббитов.

Б89 – баббиты данной марки используют для особо ответственных узлов и механизмов работающих при высоких скоростях и давлениях выше 150 кг/см 2 , например для подшипников авиадвигателей.

Б83 – баббиты ответственного назначения, применяют для изготовления подшипников электродвигателей, компрессоров с большой мощностью, турбин, дизелей и паровых машин.

Б16 – из баббитов данной марки изготавливают подшипники дробилок и паровозов, а также ненагруженные вкладыши электровозов, электродвигателей и паровых машин.

БН – это подшипники, применяемые в легковых и грузовых автомобилях, тракторах, паровозах и компрессорах.

БТ – применяются для изготовления подшипников автомобильных и тракторных двигателей.

Б6 – это подшипники для шаровых мельниц, нефтяных двигателей и дымососов.

БК – баббиты этой марки предназначены для заливки толстостенных подшипников (толщина слоя более 3 мм).

БК2 – баббиты также используются для заливки толстостенных подшипников (толщина слоя менее 1 мм), изготавливают подшипники для железнодорожных вагонов.

Баббит свойства.

Таблица 3.

Физико-химические свойства баббитов.

Классификация баббитов

Сегодня хорошо изучены и отработаны следующие марки:

  • оловянные;
  • кальциевые;
  • свинцовые.

Все они производятся в соответствии с ГОСТ. Например, кальциевые баббиты изготавливают на основании ГОСТ 1209-90, баббиты оловянные и свинцовые по ГОСТ 1320-74.

Каждый из трёх марок классифицируется с помощью набора заглавных букв и цифр:

  • оловянные баббиты имеют маркировку Б83, Б83С, Б88, SAE11, SAE12, ASTM2;
  • свинцовые баббиты маркируются Б16, БН, БС6, SAE13, SAE14, ASTM7;
  • кальциевые баббиты маркируются БК2, БК2Ш, БКА.

Производство баббита

Сплав может быть получен двумя способами: первичным и вторичным. Первичный способ подразумевает использование первородной чистой руды, вторичный — металлический лом. В обоих случаях для изготовления деталей руду и лом переплавляют в чушки, масса которых не превышает 22 кг. Температура плавления баббита — 240–440°C — точное число зависит от вида соединения. Для плавления берут только чистые слитки, поскольку любое загрязнение может негативно отразиться на качестве изделия.

Что такое баббит?

Изобретение этого вида сплава не было целенаправленным, и является результатом научного курьеза, когда продукт деятельности изобретателя оказался далек от полеченного результата. Изобретение сплавов, которые используют во многих механизмах, пренадлежит Исааку Бэббиту, который был профессиональным ювелиром.

Свое изобретение он запатентовал еще в далеком 1841 году и даже получил за это премию от Конгресса США, которая по тем временам была просто невообразимой – 20 000 долларов. Через шесть лет он появился в России.

Классификация

На сегодняшний день отработаны и хорошо изучены такие марки:

  • Свинцовые.
  • Оловянные.
  • Кальциевые.

Их производят по ГОСТу. К примеру, кальциевые баббиты нужно изготавливать по ГОСТу 1209-90, а свинцовые и оловянные по ГОСТу 1320-74.

Каждая из марок имеет определенную классификацию, которая промаркирована заглавными буквами и цифрами:

  • У оловянных баббитов маркировка Б83, Б88, Б83С, SАЕ11, АSТМ2, SАЕ12.
  • У свинцовых баббитов маркировка Б16, БС6, БН, SАЕ13, АSТМ7, SАЕ14.
  • У кальциевых баббитов маркировка БКА, БК2 и БК2Ш.

Главные характеристики баббитов и состав

Оценивают свойства вышеупомянутых марок на основе таких характеристик:

  1. Состав сплава и химических элементов, которые в него входят.
  2. Характеристики сплава физического характера.
  3. Литейно-технологические характеристики.
  4. Свойства механического характера.
  5. Режимы работы и предельно допустимые границы эксплуатации.
  6. Область использования сплава.

По химическому составу сплавы отличаются тем, какой металл взят за основу. К примеру, оловянный баббит Б83 содержит в себе до 85% олова, 12% сурьмы, и в остатке немного меди. Свинцовый баббит Б16 содержит 87% свинца и почти все остальное – сурьма. Главный металл в кальциевых сплавах свинец и может достигать до 96%, а также к нему часто добавляют кальций.

Справка: чтобы придать баббитам требуемые свойства, в их состав вносят твердые элементы. К ним относят почти все элементы редкоземельных металлов, таких как теллур, кадмий, сурьма и проч.

По физическим характеристикам самый большой интерес вызывают плотность, удельный вес и сопротивление току. У сплавов эти показатели особе между собой не отличаются, так как они очень близкие.

Из литейно-технологических характеристик важное значение имеет температура, при которой заливают сплав в подшипник и температура плавления. Она варьирует в зависимости от химических присадок. К примеру, температура плавления оловянного баббита Б83 равно 365 градусов, а при заливке температура не должна быть ниже 440 градусов. Сплав марки Б16 при плавлении равен 405 градусам, а при заливке не меньше 480 градусов. Такие примеры наглядны и показывают, что при заливке температуры сплава всегда должна быть выше.

На данный момент при промышленном масштабе баббиты производят из руды основных металлов, или из вторичного сырья, которое было отправлено на переработку. Для целесообразности в технологическом плане баббиты выпускают в виде слитка. Каждый слиток весит 22 кг. Для того, чтобы бороться с подпольным производством и для организации систем учета на каждом слитке ставят оттиски в виде товарного знака изготовителя. Там же указывают порядковый номер плавки по заводскому учету. После этого слитки используют, чтобы заливать их в подшипники.

Среди механических свойств стоит выделить предел прочности заливки при недолгосрочной нагрузке, допустимые габариты, ударную вязкость, твердость и относительное удлинение.

Внимание! Оценку допустимых режимов работы производят по таким характеристикам: скорость вращения детали, допустимая нагрузка, допустимая температуры нагревания детали, твердость вращения вала.

Область применения того или иного вида баббита определяют такими характеристиками, как удельное давление, напряженность работы, вид нагрузки и предельная рабочая температура.

Читайте также  Шторы на два окна

Область применения

В зависимости от свойств, которые индивидуальны у каждого вида баббита, любая разновидность применяется строго по назначению. Назначение может быть для механизмов или для машин, но в целом их применяют для заливки боковых стенок вала, где крепится подшипник. Это поможет снизить коэффициент трения, и будет препятствовать нормальному вращению.

Благодаря невысокой температуре плавления, получается создать отличный эффект при поэтапном притирании вращающихся деталей. Это позволяет снизить износ элементов и повысить их срок службы. Помимо этого при вращении, в баббите появляются микроканалы. Через них проходит смазка всех вращающихся деталей.

У каждой марки баббита своя область применения. У оловянных это повышение износостойкости деталей при высокой скорости вращения. Очень востребованы те марки, которые помогают обеспечивать вязкость, нужные температурные показатели и малый коэффициент трения.

«Отличная сопротивляемость коррозии дает возможность использовать баббиты даже в воде и просто в условиях высокой влажности»

К примеру, приведенный выше пример баббита Б83 применяют в подшипниках, которые работают на высокой скорости и увеличенных динамических нагрузках. Реальными примерами таких устройств являются дизельные высокоорбитные двигатели, нижние части крейкопфных подшипников дизелей с низкими оборотами. Помимо этого их применяют в рамовых и мотыльковых подшипниках, а также в тех, которые являются опорой гребного вала на судне.

В условиях перегрева лучше всего подойдут свинцовые баббиты. Их используют в дизельных двигателях авто, экскаваторов и тракторов. Баббит марки Б16 используют для подшипников, которые размещены в двигателях электровозов. Их ставят на путевые машины, а также на оборудование, которое нужно для тяжелого машиностроения.

Кальциевые баббиты используют для железнодорожного транспорта, а также тепловозов, пассажирских и грузовых вагонов.

Интересные особенности применения антифрикционного соединения

Как видно из категорий ГОСТа, основная область использования баббитов – подшипниковые изделия, т.е. искать баббит нужно в ломе подшипников. Однако соединение характеризуется низкой величиной сопротивления усталости. Это сужает диапазон применения сплава до подшипников, обладающих прочным корпусом из стали или бронзы. Толщина залитого баббитового слоя сказывается на сроке эксплуатации изделий: более тонкие (до определенных пределов) прослойки сплава продлевают рабочий ресурс детали.

Характеристика баббита

Баббит — металлический сплав, в основе которого лежит олово или свинец в различных пропорциях. Баббит является антифрикционным материалом. Это значит, что он обладает невероятно низким коэффициентом трения, а потому повсеместно используется в целях стабилизации при воздействии высоких нагрузок.

В качестве легирующих веществ используются такие металлы как медь, сурьма, кадмий, натрий, мышьяк и некоторые другие. Имеет невысокую температуру плавления – от 280 ̊С до 400 ̊С в зависимости от составляющих сплава. Чтобы понять, какими техническими характеристиками обладает баббит, нужно рассмотреть виды и марки баббита.

При выборе такого сплава для изготовления подшипников производителям, помимо всего прочего, следует обращать и на его марку. Таковых существует всего шесть — Б88, 83, 83С (для оловянных сплавов), Б16, Н, С6 (для свинцовых). Баббиты — это металлы, которые маркируются в зависимости от пропорций входящих в их состав компонентов — меди, кадмия, никеля.

В любом случае при изготовлении сплавов этой разновидности должны соблюдаться требования ГОСТ. Свинцовые и оловянные баббиты делают по ГОСТ 1320-74, кальциевые — по ГОСТ 1209-90.

Цинковые и алюминиевые сплавы

Основных разновидностей баббитов имеется, как уже упоминалось, три. Однако при производстве подшипников могут использоваться также такие сплавы этой группы, как:

  • алюминиевые;
  • цинковые.

Применяются в промышленности баббиты этих двух разновидностей редко. Но все же иногда подшипники с их использованием изготавливаются. Основным преимуществом алюминиевых баббитов считается невысокая стоимость. В цинковых сплавах мягким элементом является эвтектика, а твердым — Al либо CuZn 3 . Основной же компонент таких баббитов — это цинк.

  • [www.naukaspb.ru/spravochniki/Demo%20Metall/3_20.htm «ПОДШИПНИКОВЫЕ И ШАРИКОПОДШИПНИКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ», Е. Л. Лебедев]
Это заготовка статьи по химии. Вы можете помочь проекту, дополнив её.

– Да, и он особенный от него. Говорят, что дружны мужчины, когда совсем особенные. Должно быть, это правда. Правда, он совсем на него не похож ничем?
– Да, и чудесный.
– Ну, прощай, – отвечала Наташа. И та же шаловливая улыбка, как бы забывшись, долго оставалась на ее лице.

Пьер долго не мог заснуть в этот день; он взад и вперед ходил по комнате, то нахмурившись, вдумываясь во что то трудное, вдруг пожимая плечами и вздрагивая, то счастливо улыбаясь.
Он думал о князе Андрее, о Наташе, об их любви, и то ревновал ее к прошедшему, то упрекал, то прощал себя за это. Было уже шесть часов утра, а он все ходил по комнате.
«Ну что ж делать. Уж если нельзя без этого! Что ж делать! Значит, так надо», – сказал он себе и, поспешно раздевшись, лег в постель, счастливый и взволнованный, но без сомнений и нерешительностей.
«Надо, как ни странно, как ни невозможно это счастье, – надо сделать все для того, чтобы быть с ней мужем и женой», – сказал он себе.
Пьер еще за несколько дней перед этим назначил в пятницу день своего отъезда в Петербург. Когда он проснулся, в четверг, Савельич пришел к нему за приказаниями об укладке вещей в дорогу.
«Как в Петербург? Что такое Петербург? Кто в Петербурге? – невольно, хотя и про себя, спросил он. – Да, что то такое давно, давно, еще прежде, чем это случилось, я зачем то собирался ехать в Петербург, – вспомнил он. – Отчего же? я и поеду, может быть. Какой он добрый, внимательный, как все помнит! – подумал он, глядя на старое лицо Савельича. – И какая улыбка приятная!» – подумал он.
– Что ж, все не хочешь на волю, Савельич? – спросил Пьер.
– Зачем мне, ваше сиятельство, воля? При покойном графе, царство небесное, жили и при вас обиды не видим.
– Ну, а дети?
– И дети проживут, ваше сиятельство: за такими господами жить можно.
– Ну, а наследники мои? – сказал Пьер. – Вдруг я женюсь… Ведь может случиться, – прибавил он с невольной улыбкой.
– И осмеливаюсь доложить: хорошее дело, ваше сиятельство.
«Как он думает это легко, – подумал Пьер. – Он не знает, как это страшно, как опасно. Слишком рано или слишком поздно… Страшно!»
– Как же изволите приказать? Завтра изволите ехать? – спросил Савельич.
– Нет; я немножко отложу. Я тогда скажу. Ты меня извини за хлопоты, – сказал Пьер и, глядя на улыбку Савельича, подумал: «Как странно, однако, что он не знает, что теперь нет никакого Петербурга и что прежде всего надо, чтоб решилось то. Впрочем, он, верно, знает, но только притворяется. Поговорить с ним? Как он думает? – подумал Пьер. – Нет, после когда нибудь».
За завтраком Пьер сообщил княжне, что он был вчера у княжны Марьи и застал там, – можете себе представить кого? – Натали Ростову.
Княжна сделала вид, что она в этом известии не видит ничего более необыкновенного, как в том, что Пьер видел Анну Семеновну.
– Вы ее знаете? – спросил Пьер.
– Я видела княжну, – отвечала она. – Я слышала, что ее сватали за молодого Ростова. Это было бы очень хорошо для Ростовых; говорят, они совсем разорились.
– Нет, Ростову вы знаете?
– Слышала тогда только про эту историю. Очень жалко.
«Нет, она не понимает или притворяется, – подумал Пьер. – Лучше тоже не говорить ей».
Княжна также приготавливала провизию на дорогу Пьеру.
«Как они добры все, – думал Пьер, – что они теперь, когда уж наверное им это не может быть более интересно, занимаются всем этим. И все для меня; вот что удивительно».
В этот же день к Пьеру приехал полицеймейстер с предложением прислать доверенного в Грановитую палату для приема вещей, раздаваемых нынче владельцам.
«Вот и этот тоже, – думал Пьер, глядя в лицо полицеймейстера, – какой славный, красивый офицер и как добр! Теперь занимается такими пустяками. А еще говорят, что он не честен и пользуется. Какой вздор! А впрочем, отчего же ему и не пользоваться? Он так и воспитан. И все так делают. А такое приятное, доброе лицо, и улыбается, глядя на меня».
Пьер поехал обедать к княжне Марье.
Проезжая по улицам между пожарищами домов, он удивлялся красоте этих развалин. Печные трубы домов, отвалившиеся стены, живописно напоминая Рейн и Колизей, тянулись, скрывая друг друга, по обгорелым кварталам. Встречавшиеся извозчики и ездоки, плотники, рубившие срубы, торговки и лавочники, все с веселыми, сияющими лицами, взглядывали на Пьера и говорили как будто: «А, вот он! Посмотрим, что выйдет из этого».