Подшипниковые вкладыши БрА11Ж6Н6 в Минске

Вкладыши подшипников из бронзы БрА11Ж6Н6: конструкционные особенности и применение

Вкладыши подшипников скольжения из литейной бронзы марки БрА11Ж6Н6 — это высоконагруженные узлы трения, работающие в условиях значительных удельных давлений, ударных нагрузок и пониженных скоростей скольжения. Материал относится к группе алюминиево-железоникелевых бронз, легированных алюминием (10,5–12,5 %), железом (5,0–6,5 %) и никелем (5,0–6,5 %). Такое сочетание обеспечивает повышенную прочность, твердость и износостойкость по сравнению с оловянными и алюминиево-железными бронзами, что делает БрА11Ж6Н6 предпочтительным выбором для тяжелонагруженных опор скольжения в прокатном, металлургическом и горнодобывающем оборудовании.

Механические характеристики и структура

Бронза БрА11Ж6Н6 поставляется в виде отливок (ГОСТ 493-79) и характеризуется двухфазной структурой: пластичная -фаза упрочнена выделениями -фазы и интерметаллидных соединений на основе железа и никеля. Именно эта структурная неоднородность обеспечивает высокую твердость поверхности (не менее 250 HB) и способность воспринимать локальные контактные напряжения без остаточной деформации. Предел прочности при растяжении составляет 590–640 МПа, предел текучести — 245–275 МПа, относительное удлинение — 4–6 %. Материал сохраняет работоспособность при температурах до 300 C, что критично для узлов трения, работающих без интенсивного охлаждения.

Антифрикционные свойства БрА11Ж6Н6 реализуются в паре с закаленной сталью (HRC 45–55) при смазке пластичными или жидкими маслами. Допустимая скорость скольжения ограничена 4–5 м/с, однако допустимое удельное давление достигает 25–30 МПа при малоцикловых нагрузках. Коэффициент трения в установившемся режиме составляет 0,008–0,012 при обильной смазке, что позволяет применять вкладыши в гидродинамических подшипниках тяжелых машин.

Технология изготовления вкладышей

Вкладыши из БрА11Ж6Н6 производятся методом литья в кокиль, по выплавляемым моделям или центробежным литьем. Центробежное литье обеспечивает наиболее плотную структуру без усадочных раковин и газовой пористости, что особенно важно для тонкостенных вкладышей (толщина стенки 8–20 мм). После отливки заготовки подвергаются механической обработке: растачиванию внутренней поверхности, подрезке торцов и фрезерованию пазов и канавок для подвода смазки. Чистота рабочей поверхности — Ra 0,8–1,6 мкм, допуск круглости — не более 0,02 мм на диаметр.

Для повышения прирабатываемости на рабочую поверхность вкладышей часто наносят сетку масляных канавок глубиной 0,3–0,5 мм. В ответственных узлах применяют баббитовую заливку по внутренней поверхности, однако в этом случае несущая способность определяется свойствами баббита, а бронзовый корпус работает как конструкционный элемент, воспринимающий монтажные нагрузки.

Применение в промышленном оборудовании

Вкладыши подшипников из БрА11Ж6Н6 востребованы в узлах, где чугунные или стальные антифрикционные материалы не обеспечивают требуемой износостойкости, а оловянные бронзы недостаточно прочны. Основные области применения:

• опоры валков прокатных станов — рабочие и опорные валки клетей кварто, где действуют циклические ударные нагрузки;
• подшипники скольжения дробилок щекового и конусного типа, мельниц мокрого и сухого самоизмельчения;
• шарнирные узлы экскаваторов, драглайнов и конвейерных систем горнорудного комплекса;
• моторно-осевые подшипники тягового подвижного состава железных дорог;
• опорные узлы гребных валов судов и насосных агрегатов большой мощности;
• направляющие и ползуны тяжелых металлорежущих станков, работающие при знакопеременных нагрузках.

В прокатном производстве вкладыши БрА11Ж6Н6 устанавливаются в подушках рабочих валков и в узлах трения рольгангов, где температура окружающей среды может достигать 150–200 C. В горнодобывающей отрасли материал применяется в опорах главных валов конусных дробилок КСД и КМД, испытывающих вибрационные нагрузки с амплитудой до 3 мм.

Сравнение с альтернативными материалами

По сравнению с бронзой БрА9Ж3Л, вкладыши из БрА11Ж6Н6 демонстрируют на 20–25 % более высокую износостойкость при абразивном загрязнении смазки, что достигается за счет повышенной твердости матрицы. В отличие от оловянной бронзы БрО10Ф1, материал выдерживает в 1,5–2 раза большие удельные давления, однако требует более качественной смазки и точной геометрии сопрягаемых поверхностей.

Критерии выбора и эксплуатационные ограничения

При проектировании узлов трения с вкладышами из БрА11Ж6Н6 необходимо учитывать повышенную склонность материала к задирам при недостаточной смазке. Рекомендуется обеспечивать коэффициент запаса по давлению не менее 1,3 и предусматривать резервный подвод смазки к зоне контакта. В условиях пульсирующих нагрузок следует контролировать температурный режим: при длительной работе свыше 250 C происходит разупрочнение матрицы и снижение твердости на 15–20 %.

Вкладыши поставляются как в виде готовых изделий с чистовой механической обработкой, так и в виде литых заготовок с припуском 3–5 мм на сторону для последующей расточки по месту монтажа. Второй вариант применяется при ремонте уникального оборудования, когда требуется точная подгонка под изношенную шейку вала.

Вопросы и ответы