Подшипниковые вкладыши БрО8С12 в Минске

Вкладыши подшипников из бронзы БрО8С12: конструкционные особенности и применение

Вкладыши подшипников из бронзы БрО8С12 — это литые антифрикционные элементы скольжения, изготавливаемые из оловянно-свинцовистой бронзы. Материал относится к группе оловянных бронз с добавлением свинца, что обеспечивает сочетание высокой несущей способности и пониженного коэффициента трения в условиях граничной смазки. Химический состав сплава регламентируется ГОСТ 613, где содержание олова составляет 7–9 %, свинца — 11–13 %, остальное — медь с допустимыми примесями.

Структура БрО8С12 характеризуется наличием мягкой свинцовистой фазы, распределённой в твёрдой основе -твёрдого раствора олова в меди. Такая морфология обеспечивает самосмазывающий эффект при нарушении гидродинамического режима: частицы свинца выполняют роль твёрдой смазки, предотвращая схватывание контактирующих поверхностей. Предел прочности при растяжении литой бронзы составляет 150–200 МПа, относительное удлинение — 4–6 %, твёрдость по Бринеллю — 60–75 НВ.

Технология изготовления вкладышей

Вкладыши подшипников БрО8С12 производятся преимущественно центробежным литьём, что обеспечивает плотную мелкозернистую структуру рабочего слоя и минимальную пористость. Для крупногабаритных изделий применяется литьё в кокиль или в песчано-глинистые формы. После отливки заготовки подвергаются механической обработке: растачиванию внутреннего отверстия, подрезке торцов и обработке смазочных канавок. Допуски на посадочные диаметры назначаются по квалитетам H7/h7 в зависимости от условий сопряжения с корпусом и валом.

Рабочая поверхность вкладыша обрабатывается с шероховатостью Ra 0,8–1,6 мкм. Для улучшения приработки на внутренней поверхности формируются маслоподводящие канавки и фаски, геометрия которых зависит от направления вращения вала и схемы подвода смазки. При необходимости выполняется шабрение поверхности для увеличения площади фактического контакта с шейкой вала.

Эксплуатационные характеристики пары трения

Бронза БрО8С12 работает в паре с закалёнными стальными валами твёрдостью не менее 40–45 HRC. Допустимая удельная нагрузка для вкладышей из этого сплава составляет 10–15 МПа при окружных скоростях до 5 м/с. Рабочий диапазон температур ограничен 250–280 C, выше которых наблюдается разупрочнение основы и выплавление свинцовистой фазы. Сплав устойчив к воздействию пресной и морской воды, щелочных растворов и органических кислот слабой концентрации.

Вкладыши из БрО8С12 демонстрируют стабильные антифрикционные свойства при ударных нагрузках и знакопеременных режимах работы. Материал не склонен к задирам и схватыванию даже при кратковременном прекращении подачи смазки. Коэффициент трения в установившемся режиме составляет 0,01–0,05 при обильной смазке и возрастает до 0,1–0,15 в условиях граничного трения.

Типовые области применения

• Опорные и упорные подшипники прокатных станов, работающие при высоких циклических нагрузках
• Мотылёвые и коренные подшипники поршневых компрессоров и насосов
• Вкладыши судовых валопроводов и дейдвудных устройств, эксплуатируемых в морской воде
• Подшипниковые узлы горнодобывающего оборудования — дробилок, грохотов, мельниц
• Опоры скольжения турбокомпрессорных агрегатов и редукторов тяжёлого машиностроения
• Направляющие и опорные элементы гидротурбинного оборудования

Сравнение с альтернативными антифрикционными материалами

По сравнению с оловянно-фосфористой бронзой БрО10Ф1 сплав БрО8С12 уступает в прочностных характеристиках, но превосходит по прирабатываемости и устойчивости к задирам при недостаточной смазке. Алюминиево-железистая бронза БрА9Ж3Л обеспечивает более высокую несущую способность, однако требует повышенной твёрдости вала и чувствительна к перекосам. Свинцовистые бронзы типа АО20-1 применяются при высоких скоростях, но имеют ограниченную нагрузочную способность.

Критерии выбора вкладышей БрО8С12

Выбор вкладышей из БрО8С12 обоснован для узлов, работающих в условиях умеренных удельных давлений с возможными ударными нагрузками и перебоями в подаче смазки. Материал рекомендуется для ремонтных замен вкладышей из баббита в случаях, когда требуется повышенная износостойкость при сохранении приемлемых антифрикционных свойств. Толщина стенки вкладыша обычно составляет 0,02–0,05 диаметра вала, но не менее 3–4 мм для обеспечения жёсткости и возможности восстановления расточкой.

При проектировании подшипникового узла необходимо учитывать коэффициент линейного расширения бронзы (18–19 10 1/C), что требует обеспечения гарантированного зазора в сопряжении с корпусом. Для ответственных узлов рекомендуется выполнять тепловой расчёт и проверку на отсутствие выдавливания свинцовистой фазы при пиковых нагрузках.

Вопросы и ответы