Подшипниковые вкладыши из бронзы БрА10ЖЗМц2: характеристики и применение
Подшипниковые вкладыши из безоловянной бронзы БрА10ЖЗМц2 (аналог по ГОСТ 18175-78, марка БрА10Ж3Мц2) представляют собой литые или центробежно-литые детали скольжения, работающие в условиях высоких удельных нагрузок и граничной смазки. Химический состав сплава — медь (основа), алюминий 9,5–11,0 %, железо 2,0–4,0 %, марганец 1,0–2,0 %, цинк до 1,0 % — обеспечивает сочетание прочности, износостойкости и коррозионной стойкости в морской и промышленной атмосфере.
Технические параметры и структура
Сплав БрА10ЖЗМц2 относится к алюминиево-железо-марганцевым бронзам, кристаллизующимся с образованием гетерогенной структуры: -твёрдый раствор меди с включениями интерметаллидных фаз FeAl и MnAl. Именно эти фазы обеспечивают твёрдость 170–220 HB и предел прочности при растяжении 550–650 МПа. Предел текучести составляет 200–250 МПа, относительное удлинение — 12–18 %. Материал сохраняет работоспособность при температуре от –60 C до +250 C, кратковременно — до +300 C.
Вкладыши изготавливают методами литья в кокиль, центробежного литья или литья в оболочковые формы с последующей механической обработкой: расточкой внутреннего диаметра, фрезерованием каналов смазки, сверлением отверстий под штифты и маслоподводящих каналов. Шероховатость рабочей поверхности после финишной расточки — Ra 0,8–1,6 мкм. Точность размеров соответствует квалитетам IT7–IT8.
| Параметр | Значение | Условия | Единица | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности в | 550–650 | 20 C, литьё в кокиль | МПа | ГОСТ 18175-78 |
| Твёрдость | 170–220 | 20 C | HB | ГОСТ 18175-78 |
| Плотность | 7,5–7,6 | 20 C | г/см | — |
| Допустимая нагрузка | до 30 | граничная смазка | МПа | — |
| Скорость скольжения | до 5 | непрерывный режим | м/с | — |
| Температурный диапазон | –60…+250 | длительная эксплуатация | C | — |
Области применения
Вкладыши из БрА10ЖЗМц2 устанавливают в узлы трения, где применение баббитов невозможно из-за температурных или нагрузочных ограничений, а оловянные бронзы уступают по прочности. Типовые узлы:
- подшипники скольжения прокатных станов, валки клетей горячей прокатки, рольганги;
- опорные вкладыши гидротурбин и насосных агрегатов систем водоснабжения;
- подшипники гребных валов судов, дейдвудные устройства, работающие в морской воде;
- узлы трения экскаваторов, дробилок, мельниц горно-обогатительного оборудования;
- вкладыши шпинделей металлорежущих станков тяжёлой серии;
- подшипники буровых насосов и забойных двигателей нефтегазового оборудования.
Эксплуатационные особенности
Сплав устойчив к абразивному изнашиванию благодаря высокой твёрдости интерметаллидных включений. Допускает работу при недостаточной подаче смазки — граничный режим трения не приводит к схватыванию с валом из закалённой стали 40Х, 45, 38Х2МЮА. Коэффициент трения по стали при смазке маслом И-40А составляет 0,008–0,012. Коррозионная стойкость в морской воде — удовлетворительная, скорость коррозии не превышает 0,05 мм/год.
При монтаже вкладыши запрессовывают в корпус с натягом H7/r6 или фиксируют штифтами. Зазор в сопряжении вал–вкладыш назначают в пределах 0,001–0,0015 от диаметра вала. Для тяжёлых условий применяют биметаллические вкладыши со стальным корпусом и бронзовой заливкой.
Вопросы и ответы
Чем БрА10ЖЗМц2 отличается от БрА9Ж3Л?
БрА10ЖЗМц2 содержит марганец 1,0–2,0 %, что повышает коррозионную стойкость и стабильность структуры при повышенных температурах. БрА9Ж3Л не легирован марганцем и уступает по жаростойкости.
Какой зазор назначать при установке вкладыша?
Для валов диаметром до 100 мм — 0,10–0,15 мм; свыше 100 мм — 0,001–0,0015 от номинального диаметра. Меньший зазор ведёт к нагреву, больший — к ударным нагрузкам.
Допускается ли работа без смазки?
Кратковременно — да, при граничном режиме. Длительная эксплуатация без подачи смазки приводит к локальному схватыванию и ускоренному износу.
Какая твёрдость вала рекомендуется?
Не менее 45 HRC при шлифованной поверхности Ra 0,8 мкм. Это снижает износ вкладыша и предотвращает абразивное внедрение частиц.
