Кольца и втулки КН 110: конструкционные элементы для узлов трения и уплотнения
Кольца и втулки КН 110 — изделия из антифрикционного литейного материала на основе оловянной бронзы, применяемые в узлах скольжения, подшипниковых опорах и уплотнительных сопряжениях промышленного оборудования. Марка КН 110 относится к классу безоловянных и оловянно-свинцовых бронз с регламентированным содержанием меди, олова и легирующих добавок, обеспечивающих стабильный коэффициент трения и высокую несущую способность при граничной смазке.
Материал и технические характеристики
Сплав КН 110 характеризуется гетерогенной структурой с равномерно распределёнными включениями мягкой фазы, что определяет его прирабатываемость и стойкость к схватыванию. Твёрдость материала — 60–90 HB в зависимости от термообработки и способа литья. Предел прочности при растяжении — 200–260 МПа, относительное удлинение — 8–15 %. Плотность — 8,7–8,9 г/см.
Кольца и втулки КН 110 изготавливают методами центробежного литья, литья в кокиль или коккиль, с последующей механической обработкой до квалитетов H7–H9. Шероховатость рабочих поверхностей — Ra 0,8–1,6 мкм. Внутренние диаметры — от 20 до 300 мм, наружные — от 30 до 400 мм, высота — от 10 до 250 мм.
| Параметр | Значение | Единица | Условия | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Твёрдость | 60–90 | HB | 20 C | ГОСТ 9012 |
| Предел прочности | 200–260 | МПа | растяжение | ГОСТ 1497 |
| Коэффициент трения | 0,08–0,12 | — | со смазкой | ГОСТ 23.211 |
| Макс. нагрузка | до 25 | МПа | статическая | расчёт |
| Рабочая температура | –50…+120 | C | длительно | ГОСТ 25.502 |
Области применения
Кольца и втулки КН 110 устанавливают в узлах, где требуется сочетание высокой нагрузочной способности и низкого износа при ограниченной подаче смазки. Типовые позиции:
- Подшипники скольжения прокатных станов, рольгангов и правильных машин металлургических производств.
- Опоры валов редукторов, насосов и компрессоров в химической и нефтегазовой промышленности.
- Уплотнительные кольца поршневых и плунжерных насосов высокого давления.
- Втулки шарнирных соединений экскаваторов, кранов и подъёмно-транспортного оборудования.
- Направляющие втулки пресс-форм и штампов в литейно-кузнечном производстве.
- Элементы торцевых уплотнений мешалок и реакторов в аппаратах химического синтеза.
Эксплуатационные особенности
Втулки КН 110 сохраняют работоспособность при окружных скоростях до 3 м/с и удельных давлениях до 25 МПа. Материал устойчив к знакопеременным нагрузкам и вибрациям, возникающим в приводных узлах дробилок, мельниц и грохотов. При недостаточной смазке допускается кратковременная работа в режиме сухого трения без катастрофического износа благодаря наличию мягких структурных составляющих.
Кольца КН 110 не склонны к образованию задиров на сопряжённых стальных валах, что снижает трудоёмкость ремонтных операций. Рекомендуемая твёрдость вала — не менее 45 HRC при шероховатости Ra 0,4–0,8 мкм. Монтаж выполняется методом запрессовки с натягом или установкой в корпус с фиксацией от проворота.
Вопросы и ответы
Какие стандарты регламентируют производство колец и втулок КН 110?
Изготовление ведётся по ГОСТ 613–79 для бронзовых отливок и ГОСТ 19738–74 для подшипниковых втулок. Допускается производство по ТУ предприятия-изготовителя с обязательным контролем химического состава и механических свойств.
При каких температурах эксплуатируются изделия КН 110?
Диапазон рабочих температур — от –50 C до +120 C. При превышении верхнего предела наблюдается разупрочнение и ускоренный износ. В условиях криогенных температур требуется предварительная проверка ударной вязкости.
Чем отличаются кольца КН 110 от втулок КН 110?
Кольца имеют соотношение высоты к диаметру менее 0,5 и применяются в уплотнительных узлах и торцевых соединениях. Втулки характеризуются удлинённой формой и используются как подшипники скольжения с радиальной нагрузкой.
Какой смазочный материал рекомендуется для узлов с КН 110?
Применяются минеральные масла И-20А, И-40А, пластичные смазки ЦИАТИМ-201, Литол-24. При высоких нагрузках — дисульфидмолибденовые пасты. Периодичность подачи смазки определяется режимом работы оборудования.
