Втулки металлические БрАЖН10-4-4 — конструкционные элементы для узлов трения
Втулки металлические из сплава БрАЖН10-4-4 — это литые изделия из безоловянной бронзы, легированной алюминием, железом и никелем. Материал относится к группе высокопрочных бронз с повышенной износостойкостью, предназначенных для работы в тяжелонагруженных узлах трения скольжения. В отличие от оловянных бронз, БрАЖН10-4-4 не содержит дефицитного олова, что определяет её применение в узлах, где требуется сочетание высокой твёрдости, сопротивления деформации и стабильности геометрии под нагрузкой.
Характеристики сплава БрАЖН10-4-4
Химический состав бронзы БрАЖН10-4-4 регламентируется ГОСТ 18175 и включает алюминий в диапазоне 9,0–11,0 %, железо 3,0–5,0 %, никель 3,0–5,0 %, остальное — медь. Такое сочетание легирующих элементов формирует двухфазную структуру, упрочнённую интерметаллидными включениями, что обеспечивает материалу высокие механические показатели.
- Предел прочности при растяжении — 590–640 МПа;
- Относительное удлинение — 10–15 %;
- Твёрдость по Бринеллю — 170–200 HB;
- Плотность — 7,5 г/см;
- Температура плавления — 1040–1080 C.
Втулки из БрАЖН10-4-4 сохраняют работоспособность при температурах до 300 C и демонстрируют устойчивость к ударным нагрузкам. Материал не склонен к схватыванию со стальным контртелом, что снижает риск задиров при граничной смазке и в условиях ограниченной подачи смазочного материала.
Технология изготовления и конструктивные особенности
Втулки производятся методом литья в кокиль или центробежным литьём с последующей механической обработкой. Центробежное литьё обеспечивает более плотную структуру отливки и минимальную пористость в теле втулки, что критично для деталей, работающих под высоким удельным давлением. После литья заготовки подвергаются обточке, расточке и финишному хонингованию рабочей поверхности.
Типовой сортамент втулок из БрАЖН10-4-4 включает изделия с внутренним диаметром от 20 до 300 мм, наружным диаметром от 30 до 350 мм и длиной до 500 мм. По требованию заказчика возможна поставка втулок с буртом, смазочными канавками и отверстиями для подвода смазки.
| Внутренний диаметр, мм | Наружный диаметр, мм | Длина, мм | Твёрдость, HB | Применение |
|---|---|---|---|---|
| 40 | 60 | 80 | 180 | Направляющие втулки прессового оборудования |
| 80 | 110 | 120 | 190 | Опорные втулки прокатных станов |
| 120 | 160 | 200 | 185 | Втулки шарниров экскаваторов |
Применение втулок БрАЖН10-4-4
Втулки из бронзы БрАЖН10-4-4 востребованы в узлах, где стандартные подшипники качения не обеспечивают требуемую надёжность из-за ударных нагрузок, возвратно-поступательного движения или ограниченного пространства для монтажа. Основные области применения:
- Гидравлические и механические прессы — направляющие втулки плунжеров и ползунов;
- Горнодобывающее оборудование — опорные элементы ковшей, шарниры стрел экскаваторов;
- Металлургическое производство — втулки роликов рольгангов, узлы прокатных клетей;
- Судовое машиностроение — дейдвудные подшипники и рулевые устройства;
- Тяжёлое машиностроение — опоры вращающихся печей, дробилок, мельниц.
В условиях высоких удельных давлений (до 25–30 МПа) и низких скоростей скольжения втулки БрАЖН10-4-4 работают в паре с закалёнными стальными валами твёрдостью 45–55 HRC. Рекомендуемый зазор в сопряжении — 0,1–0,3 % от диаметра вала, что компенсирует тепловое расширение и обеспечивает стабильный гидродинамический режим смазки.
Преимущества перед альтернативными материалами
По сравнению с оловянными бронзами типа БрО10Ф1, сплав БрАЖН10-4-4 демонстрирует более высокую твёрдость и сопротивление смятию, что позволяет уменьшать габариты опорных узлов без потери несущей способности. Относительно чугунных втулок материал выигрывает по антифрикционным свойствам и устойчивости к ударным нагрузкам, а относительно биметаллических сталебронзовых втулок — по простоте восстановления геометрии при ремонте.
Втулки из БрАЖН10-4-4 не требуют специальной термообработки после механической обработки, что сокращает производственный цикл. Материал хорошо обрабатывается резанием, допускает нарезание резьбы и фрезерование смазочных канавок без образования трещин и сколов.
Вопросы и ответы
Чем отличается БрАЖН10-4-4 от бронзы БрАЖ9-4?
БрАЖН10-4-4 дополнительно легирована никелем, что повышает прочность и коррозионную стойкость, а также улучшает антифрикционные свойства при работе в паре со сталью. Твёрдость БрАЖН10-4-4 выше на 20–30 HB.
Какие допуски выдерживаются при изготовлении втулок?
Внутренний диаметр обрабатывается по H7–H8, наружный — по h7–h8. Шероховатость рабочей поверхности Ra 0,8–1,6 мкм. Допуск на соосность — не более 0,02 мм на 100 мм длины.
Возможна ли работа втулок БрАЖН10-4-4 без смазки?
Кратковременно — да, при скорости скольжения до 0,5 м/с и удельном давлении до 10 МПа. Для длительной эксплуатации требуется подача смазочного материала, предпочтительно пластичного с базовым маслом вязкостью 100–150 мм/с.
Какой ресурс работы втулок из БрАЖН10-4-4?
При соблюдении режимов смазки и монтажных зазоров ресурс составляет 8000–15000 часов в зависимости от интенсивности нагружения. Износ рабочей поверхности не превышает 0,05 мм за 1000 часов работы.
