Бронзовая втулка БрА9Ж3Л — литая конструкционная деталь узлов трения
Бронзовая втулка БрА9Ж3Л — это литая деталь подшипников скольжения, изготовленная из алюминиево-железистой бронзы марки БрА9Ж3Л по ГОСТ 18175–78. Материал относится к группе безоловянных бронз, легированных алюминием (8–10 %) и железом (2–4 %), что обеспечивает сочетание высокой прочности, твердости и износостойкости при работе в паре с закаленными стальными валами.
Литая структура БрА9Ж3Л формируется при литье в кокиль или в песчано-глинистые формы. В отличие от деформируемых аналогов, литая бронза имеет более крупнозернистую структуру с включениями эвтектоида + , что определяет ее повышенную твердость — 110–140 HB. Втулки из этого сплава не подвергаются дополнительной термической обработке и применяются в состоянии после механической обработки.
Технические характеристики втулок БрА9Ж3Л
Основные механические показатели литой бронзы БрА9Ж3Л регламентируются ГОСТ 18175–78 и ГОСТ 1628–78. Предел прочности при растяжении составляет 390–490 МПа, относительное удлинение — 10–20 %, предел текучести — 160–200 МПа. Материал сохраняет работоспособность при температурах до 250–300 C, что позволяет применять втулки в узлах с повышенным тепловыделением.
Антифрикционные свойства БрА9Ж3Л обеспечиваются за счет образования на поверхности трения оксидных пленок алюминия. Допустимая скорость скольжения — до 8 м/с, удельное давление — до 15–20 МПа. Коэффициент трения в паре со сталью при смазке составляет 0,008–0,01, при граничной смазке — 0,1–0,15.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Условия испытаний | Норматив |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности в | 390–490 МПа | Растяжение | 20 C | ГОСТ 1497 |
| Относительное удлинение | 10–20 % | Растяжение | 20 C | ГОСТ 1497 |
| Твердость | 110–140 HB | Бринелль | Шарик 10 мм | ГОСТ 9012 |
| Предел текучести 0,2 | 160–200 МПа | Растяжение | 20 C | ГОСТ 1497 |
Конструктивные особенности и исполнения
Втулки БрА9Ж3Л выпускаются в двух основных исполнениях: цилиндрические гладкие (тип 1) и с буртом (тип 2) по ГОСТ 1975–83. Внутренний диаметр обрабатывается по посадкам H7–H9, наружный — по посадкам r6, s6, u7 для запрессовки в корпусные детали. Шероховатость рабочей поверхности Ra 0,8–1,6 мкм достигается растачиванием или хонингованием.
Для повышения ресурса в условиях абразивного изнашивания на внутренней поверхности втулок выполняют масляные канавки — винтовые или кольцевые, глубиной 0,3–0,5 мм. Втулки с буртом применяются для фиксации осевого положения вала и восприятия осевых нагрузок до 5–10 кН.
Области применения
Литая бронза БрА9Ж3Л используется в узлах трения, работающих при высоких удельных нагрузках и умеренных скоростях скольжения. Основные области применения:
- гидроцилиндры и поршневые насосы — направляющие втулки штоков и плунжеров;
- металлургическое оборудование — втулки роликов рольгангов, шарниров механизмов завалки;
- крановое оборудование — опорные втулки блоков, барабанов, ходовых колес;
- сельскохозяйственные машины — втулки осей, пальцев, шарнирных соединений;
- судовое машиностроение — дейдвудные подшипники, рулевые устройства;
- экскаваторы и карьерная техника — втулки ковшей, стрел, гидроцилиндров.
Преимущества перед оловянными бронзами
БрА9Ж3Л при сопоставимой несущей способности существенно дешевле оловянных бронз типа БрО10Ф1, что обусловлено отсутствием дефицитного олова в составе. Сплав превосходит латуни по износостойкости при работе в условиях недостаточной смазки и допускает более высокие контактные давления. По сравнению с бронзой БрАЖМц10-3-1,5, БрА9Ж3Л имеет более высокую технологичность при литье и меньшую склонность к образованию усадочных раковин.
Ограничением применения является склонность к схватыванию при работе в паре с мягкими сталями без термообработки. Рекомендуемая твердость контртела — не менее 45–50 HRC. При работе в агрессивных средах требуется защита от коррозии, так как алюминиевые бронзы чувствительны к воздействию сернистых соединений.
Вопросы и ответы
Какие допуски выдерживаются при изготовлении втулок БрА9Ж3Л?
Внутренний диаметр обрабатывается по H7–H9, наружный — по r6, s6, u7. Допуск соосности — 0,02–0,05 мм, торцевое биение — 0,03–0,08 мм в зависимости от класса точности.
С какими материалами валов работает втулка БрА9Ж3Л?
Оптимальная пара — закаленные стали 40Х, 45, 65Г с твердостью 45–55 HRC. Допускается работа с азотированными и цементованными сталями. Применение с мягкими сталями снижает ресурс в 2–3 раза.
Какая смазка рекомендуется для втулок БрА9Ж3Л?
Применяются пластичные смазки на литиевой основе (Литол-24), при высоких температурах — графитовые составы. В гидросистемах втулки работают на минеральных маслах вязкостью 30–70 мм/с.
Чем отличается БрА9Ж3Л от БрАЖ9-4?
БрА9Ж3Л — литейный сплав с содержанием железа 2–4 %, БрАЖ9-4 — деформируемый сплав с железом 2–4 % и более высокой пластичностью. Литейный вариант имеет более крупнозернистую структуру и повышенную твердость.
