Kayar yatakların işlevi yükleri desteklemek ve birbirlerine karşı kaymaktır. Kayar yataklar iki türe ayrılabilir: artan sürtünme ve azaltılmış sürtünme. İçten yanmalı motor krank mili kayar yatakları sürtünme önleyicidir ve yatak alaşım katmanları düşük sürtünme katsayılı bir malzeme olmalıdır, bu da yatakların sürtünmesini ve aşınmasını azaltır. Alaşımlı yatak burçları motorlardaki önemli sürtünme çiftleridir. Kaymalı yatakların ve bunların astarlarının imalatında kullanılan aşınmaya dayanıklı alaşıma, kaymalı yatak alaşımı veya yatak alaşımı olarak da bilinen yatak alaşımı denir.
1. İçten yanmalı motorlar için alaşımlı yatak burçlarının performans özellikleri ve mikro yapısı
Kayar yatakların işlevi yalnızca dönen parçaları desteklemek değil, aynı zamanda gaz basıncıyla hareket eden parçaların atalet kuvvetine ve sürtünmeden kaynaklanan termal yüke dayanmaktır. Rulman üzerinde, yatağın mil ile doğrudan temas eden kısmı yükü taşır ve mil ile bağıl hareket yapar. Sürtünmeyi ve aşınmayı azaltmak amacıyla yatağın malzemesine yönelik çeşitli gereksinimler ortaya konmuştur. Sürtünme çiftleri arasında düşük sürtünme katsayısı ve aşınma direnci gerektirmesinin yanı sıra şu hususların da karşılanması gerekir: Yeterli basınç dayanımına, yorulma direncine ve darbelere dayanabilme özelliğine sahip olmalıdır.
Milin rulmanlarla desteklenen kısmına muylu, muyluya uyan parçalara rulman burcu, silindirik rulman burcuna manşon, rulman burcunun takıldığı kısma ise topluca kovan adı verilir. Üst yarısına yatak kapağı, alt yarısına da yatak yuvası denir. Kapak ve oturma yeri cıvatalarla birbirine bağlanır ve ikisinin birleşim yüzeyi bir durdurucu veya pim ile konumlandırılır. Rulman boşluğunu ayarlamak için farklı kalınlıklarda pullar yerleştirilebilir.
İçten yanmalı bir motorun yatak kabuğu, içten yanmalı motorun kayar yatağındaki, yatak kabuğu adı verilen, karo şeklinde yarı dairesel silindirik bir yüzeye sahip kayan bir bileşendir. İçten yanmalı motor şaftının ağır ağırlığından dolayı rulmanlar kullanılamaz, sadece kaymalı rulmanlar kullanılabilir. Çoğu mesnetin bağlantı yüzeyi yataydır ve yük yönünün bağlantı yüzeyine dike yakın olması gerekliliğine uyum sağlamak için eğimli olanlar da vardır. Sürtünme yüzeyleri arasına yağlama yağının girmesini kolaylaştırmak için yatak kapağı üzerinde yağ enjeksiyon delikleri ve yatak burcu üzerinde yağlama yağının dağıtılması için eksenel yağ olukları bulunmaktadır. Yatak kapakları ve yuvaları çoğunlukla dökme demirden, ağır yük taşıyanlar ise dökme çelikten veya kaynaklı çelik levhalardan yapılır.
Bölünmüş tip, entegre tip, flanş tipi ve kendinden konumlandırmalı tip dahil olmak üzere çeşitli radyal kaymalı yatak türleri vardır. Bölünmüş tip yatağın yatak kapağı, mil boynuna kolay kurulum için açılabilir ve yatak kovanı aşındıktan sonra yatak boşluğunu ayarlamak kolaydır. Entegre yatak yapısı basittir, ancak muylunun bir uçtan takılması gerekir ve aşınmadan sonra boşluk ayarlanamaz. Flanşlı yatağın montaj yüzeyi yatağın merkez çizgisine diktir. Kendinden konumlandırmalı rulmanlar, şaftın bükülme deformasyonuna uyum sağlamak için ekseni otomatik olarak ayarlayabilir. Radyal kaymalı yatağın iç çapına yatak çapı denir. Yatak kovanının eksenel boyutuna yatak genişliği denir. Rulman genişliğinin rulman çapına oranına en boy oranı denir ve bu genellikle {{0}}.4-1.5 olarak alınır. Eksenel boyutları azaltmak için (içten yanmalı motorlarda olduğu gibi) 0,25 olarak da alınır.
Kaymalı yataklarda, yatak kovanı ve astarı doğrudan mil boynu ile birlikte kullanılarak aralarında sürtünmeye neden olur ve ayrıca alternatif ve darbe yüklerini taşır. Karmaşık üretim süreci, yüksek maliyet ve makine üzerinde önemli bir bileşen olan milin değiştirilmesinin zor olması nedeniyle, mil üzerinde minimum aşınma sağlamak için, yatak kovanının sertliği muyluya göre çok daha düşük olmalıdır. Gerekirse aşınmış yatak kovanı değiştirilebilir ve mil kullanılmaya devam edilebilir.
Kayar yataklar yeterli basınç dayanımına ve yorulma direncine sahip olmalıdır; İyi sürtünme önleme performansı (düşük sürtünme katsayısı); İyi yağlama yağı fonksiyonu rezervi; Performansta iyi çalışma; İyi ısı iletkenliği ve korozyon direnci; İyi süreç performansı; Üretimi kolay ve uygun fiyatlı olsun. Bir malzemenin yukarıdaki performans gereksinimlerini aynı anda karşılayamaması durumunda, bimetalik yataklar üretmek için döküm yöntemiyle 08 çelikten yapılmış yatak burcu üzerine kayar yatak alaşımları dökülebilir.
2. İçten yanmalı motor yatağı burcu için yaygın olarak kullanılan alaşım malzemeleri
İçten yanmalı motor kaymalı yatak malzemeleri, yatak burcu ve manşon gibi parçaların imalatında kullanılan malzemelerdir. Bu parçalar doğrudan mile veya muyluya uyan sürtünmeli çiftlerdir. Kayar yatak malzemeleri sürtünmeyi ve aşınmayı azaltmak ve yatakların servis ömrünü uzatmak için iyi bir sürtünme azaltma, aşınma direnci, gömme, uyumluluk, korozyon direnci ve yeterli yük taşıma kapasitesine sahip olmalıdır. Yatak burçları, metal malzemeler (bakır alaşımı, alüminyum alaşımı ve babbitt alaşımı gibi) ve metalik olmayan malzemeler (plastik, grafit, kauçuk ve ahşap gibi) dahil olmak üzere iyi sürtünme önleyici özelliklere sahip kayar yatak malzemelerinden yapılmıştır. İyi sürtünme önleyici özelliklere sahip bazı metal malzemeler düşük mukavemete sahiptir (Babbitt alaşımı gibi) ve rulmanın yüzeyine yalnızca rulman astarı adı verilen yüksek malzeme mukavemetine sahip bir katman dökülür. Yatak astarını destekleyen parçaya yatak desteği denir ve genellikle yumuşak çelik, dökme demir veya bronzdan yapılır. Yatak astarının yüzey performansını daha da geliştirmek için, yüzeyine daha iyi sürtünme önleyici özelliklere sahip ince bir metal (indiyum gibi) tabakası kaplanabilir. Farklı metal malzemelerden oluşan çok sayıda katmandan oluşan bir yatağa çok katmanlı metal yatak adı verilir. Kalın duvarlı bir rulman, iç deliğin şeklinin, rulman yuvası deliğinin şeklinden önemli ölçüde etkilenmediği bir rulmandır; İç deliğin şekli esas olarak ince duvarlı yatak olarak adlandırılan yatak yuvası deliğinin şekline bağlıdır. İnce duvarlı yatak burçları, içten yanmalı motorlar ve hava kompresörleri gibi seri üretilen makinelerde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Kaymalı yatak malzemelerini değerlendirmeye yönelik ana öğeler (göstergeler) şunları içerir: basınç dayanımı ve yorulma direnci, aşınma direnci, alıştırma, muyluya yapışmayı önlemek için sürtünme uyumluluğu, kayan yüzeyin başlangıçtaki zayıf uyumunu telafi etme uyumu, sert parçacıkların gömülmesi muylu çiziklerini, termal iletkenliği, korozyon direncini, işleme teknolojisini, fiyatı vb. azaltmak için.
Kayar yatak malzemelerinin seçimi yük, hız, sıcaklık, yağlama koşulları ve servis ömrü gibi faktörlere göre yapılmalıdır. Yaygın kayar yatak malzemeleri arasında babbitt alaşımı, bakır bazlı ve alüminyum bazlı alaşımlar, aşınmaya dayanıklı dökme demir, plastik, kauçuk, ahşap ve karbon grafit bulunur. Modern içten yanmalı motorların yüksek hıza ve büyük ölçeğe doğru gelişmesiyle birlikte kaymalı yatakların taşıma kapasitesi ve güvenilirliği için daha yüksek gereksinimler ortaya konmuştur. Geleneksel Babbitt alaşımlı yatak malzemelerinin özellikle yüksek sıcaklıklarda taşıma kapasitesi nispeten düşüktür. Sıcaklık arttıkça ciddi yapışma aşınmaları meydana gelebilir ve bu da fayans yanma kazalarına yol açabilir; Bakır bazlı rulman alaşımları yüksek yük taşıma kapasitesine ve yorulma mukavemetine sahiptir, ancak yüzey uyumu, gömme ve çalışma özellikleri zayıftır ve bu da mile kolayca zarar verebilir. Bu nedenle yüzeyleri? Bir kurşun kalay ikili alaşımı veya üçlü alaşım malzemesi tabakası gereklidir.
3. Kalay bazlı yatak alaşımlarından yapılmış kayar yataklar
Beyaz alaşım veya rulman alaşımı olarak da bilinen, esas olarak kalay, antimon ve bakırdan oluşan düşük erime noktalı bir alaşım. 1839'da American Babbitt bu alaşım için bir ABD patenti aldı. Alaşımın matrisi, içinde kalay bakır antimon bileşiklerinden oluşan sert parçacıkların dağıldığı, kalay içinde çözünmüş bakır ve antimon içeren katı bir çözelti yumuşak dokudur. Yumuşak dokular iyi bir sürtünme uyumluluğuna, uyumluluğa ve gömülebilirliğe sahipken, sert parçacıkların yükleri destekleme konusunda belirli bir yeteneği vardır. Babbitt alaşımının mukavemeti düşüktür ve yalnızca yumuşak çelik, dökme demir veya bronz rulmanlar için rulman astarı olarak kullanılabilir. Daha sonra ağırlıklı olarak kurşun, antimon ve bakırdan oluşan rulman alaşımları ortaya çıktı. Birincisine kalay bazlı babbitt alaşımı, ikincisine ise kurşun bazlı babbitt alaşımı denir. Kalay bazlı Babbitt alaşımının fiyatı yüksektir ve çoğunlukla önemli rulmanlar ile yüksek hızlı ve ağır hizmet uygulamalarına yönelik büyük rulmanlar için kullanılır.
Kurşun bazlı Babbitt alaşımının performansı kalay bazlı alaşım kadar iyi değildir, ancak ucuzdur, yaygın olarak kullanılır, orta hızlı, orta yüklü ve nispeten sabit yüklü rulmanlar için uygundur. Yüksek mukavemetli babbitt alaşımları üretmek için krom ve berilyum gibi eser elementlerin eklenmesi yeni bir gelişme yönüdür. Kalay bazlı yatak alaşımlarının temsil yöntemi diğer dökme demir dışı metallerinkiyle aynıdır; örneğin ZSnSb4Cu4, antimon için ortalama %4 ve bakır için %4 ortalama kütle fraksiyonuna sahip kalay bazlı yatak alaşımlarını temsil eder. Babbitt alaşımı nispeten pahalıdır ve düşük mekanik özelliklere sahiptir. Bimetalik yataklar oluşturmak için genellikle çelikten (08 çelik) yatak kovanına dökülür.
Kalay bazlı rulman alaşımının dezavantajı, düşük yorulma mukavemeti ve izin verilen sıcaklığın düşük olmasıdır (150 dereceden yüksek olmamalıdır). Yağlama koşulları anormal olduğunda rulman kolaylıkla yanar. Aynı zamanda basınç dayanımının yeterince yüksek olmaması, yüksek hız ve ağır yüklere maruz kaldığında hasar görmesini kolaylaştırmaktadır. Kalayın maliyetinin yüksek olması nedeniyle koşullar uygunsa kalay esaslı yatak alaşımları yerine kurşun esaslı yataklar kullanılabilir.
4. Kurşun bazlı yatak alaşımlarından yapılmış kayar yataklar
Kurşun bazlı rulman alaşımı aynı zamanda antimon, kalay ve bakır gibi alaşım elementlerinden oluşan, yumuşak matrisli ve sert noktalı bir rulman alaşımı türüdür. Kurşun bazlı yatak alaşımlarının mukavemeti, sertliği, ısıl iletkenliği ve korozyon direnci kalay bazlı yatak alaşımlarından daha düşüktür ve sürtünme katsayısı daha büyüktür, ancak fiyatı daha ucuzdur. Otomotiv, traktör krank mili rulmanları, demiryolu taşıt rulmanları vb. gibi orta ve düşük yüklere sahip rulman burçlarının imalatına uygundur. Yaygın olarak kullanılan kurşun bazlı rulman alaşımlarındaki yumuşak matris, antimonun kurşuna çözülmesiyle oluşan katı bir çözeltidir (yani Katı çözelti ve SnSb bileşiği bazlı kurşun içeren katı çözelti (yani Katı çözeltiden oluşan ötektik (yani ＋ Ötektik). Sert noktalar SnSb ve Cu3Sn bileşikleridir. Kurşun bazlı rulman alaşımlarının sertliği, mukavemeti ve tokluğu kalay bazlı rulmanlardan daha düşüktür. alaşımlar, ancak sürtünme katsayısı daha büyük, fiyatı daha ucuz ve döküm performansı iyidir. Kurşun antimon bazlı kurşun bazlı rulman alaşımları en yaygın kullanılanlardır ve düşük hızlara ve yüklere dayanabilen rulman alaşımlarının imalatında yaygın olarak kullanılırlar. Otomobil ve traktörlerin krank mili, biyel kolu yatakları ve elektrik motoru yatakları gibi, ancak çalışma sıcaklıkları 120 dereceyi geçemez. Kurşun bazlı ve kalay bazlı babbitt alaşımlarının mukavemeti nispeten düşüktür ve bunların çelik yatak burcuna dökülmesi gerekir. (genellikle 08 çelikle damgalanır) etkili bir şekilde çalışması için ince ve düzgün bir iç astar oluşturur. Bu işleme asma astar denir.
5. Alüminyum bazlı yatak alaşımlarından yapılmış kayar yataklar
Otomotiv motorlarının yüksek hız, ağır yük ve turboşarjın geliştirilmesine yönelik gelişmesiyle birlikte rulmanların çalışma koşulları kötüleşmiş, dolayısıyla rulman malzemeleri için daha yüksek gereksinimler ortaya konmuştur. Alüminyum esaslı yatak alaşımları temel olarak yukarıda bahsedilen yatak alaşımlarının avantajlarına sahip olup, onların eksikliklerini gidermektedir, dolayısıyla otomotiv motorlarındaki uygulamaları her geçen gün artmaktadır. Alüminyum bazlı alaşımlar arasında alüminyum antimon magnezyum alaşımı, alüminyum kalay alaşımı ve alüminyum silikon alaşımı bulunur. Yüksek basınç dayanımına ve yorulma direncine, iyi ısı iletkenliğine ve korozyon direncine sahiptirler ve ucuzdurlar. Ancak sürtünme uyumluluğu, gömülülüğü ve uyumluluğu zayıftır ve içten yanmalı motorlarda ve kompresör yataklarında yaygın olarak kullanılırlar. Alüminyum bazlı rulman alaşımı, matris olarak alüminyuma eklenen antimon, kalay ve diğer alaşım elementlerinden oluşan, düşük yoğunluklu, iyi termal iletkenliğe ve korozyon direncine ve yüksek yorulma mukavemetine sahip bir alaşımdır. Bu alaşımın avantajları, yüksek ısı iletkenliği, korozyon direnci, yorulma dayanımı, yüksek sıcaklık dayanımı ve düşük fiyatıdır. Dezavantajı ise genleşme katsayısının büyük olması ve ısırma önleyici özelliğinin zayıf olmasıdır. Şu anda en yaygın olarak yüksek kalaylı alüminyum bazlı yatak alaşımları kullanılmaktadır. Yüksek hızlı (13m/s) ve ağır hizmet tipi (3200MPa) motor yataklarının imalatına uygundur. Yaygın olarak kullanılan marka ZAlSn6Cu1Ni1'dir.
Alüminyum bazlı yatak alaşımı, bol miktarda hammadde ve düşük fiyata sahip yeni bir sürtünme önleyici malzeme türüdür. Yüksek hızlı, ağır hizmet tipi çalışan otomotiv, traktör ve dizel motor yataklarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak doğrusal genleşme katsayısı büyüktür, bu da çalışma sırasında şaftın ısırılmasını ve aşınmasını kolaylaştırır. Bu durum, mil boynunun sertliğinin arttırılması, yatak boşluğunun arttırılması, yatağın ve mil boynunun yüzey pürüzlülük değerinin azaltılmasıyla çözülebilir.
6. Kayar yatak olarak kullanılan bakır bazlı alaşımlar
Kayar yatak malzemelerinde kullanılan bakır bazlı alaşımlar esas olarak bakır ve antimondan oluşan pirinç; Bronz esas olarak bakır ve kalaydan oluşur; Ve bakır kurşun alaşımı (kurşun bronz olarak da bilinir). Bakır bazlı alaşımlar yüksek mukavemete, iyi ısı iletkenliğine ve aşınma direncine sahiptir ve Babbitt alaşımlarına göre daha yüksek çalışma sıcaklıklarına izin verir. Ancak uyumlulukları, gömülülükleri ve sürtünme uyumlulukları Babbitt alaşımları kadar iyi değildir ve yatak yastıkları veya astar malzemeleri olarak kullanılabilirler. Yaygın olarak kullanılan kalay ve fosfor içeren kalay bronzu, orta hızlı, ağır hizmet tipi veya darbe yüklü rulmanlar için uygundur; Orta hız ve orta yüke sahip rulmanlar için uygun kalay, çinko ve kurşun içeren kalay bronz; Kurşun bronzun yüksek yük taşıma kapasitesi ve yorulma mukavemeti vardır; bu da onu yüksek hızlı ve darbe yüklerine maruz kalan rulmanlar için uygun kılar; Alüminyum bronzun yüksek mukavemeti ve iyi korozyon direnci vardır, bu da onu düşük hızlı ve ağır hizmet tipi rulmanlar için uygun kılar. Pirinç genellikle bronzdan daha düşük performansa sahiptir, ancak ucuzdur ve çoğunlukla düşük hızlı rulmanlarda kullanılır. Ancak manganez ve silikon içeren pirinç, kalay bronzundan daha iyi performansa sahiptir. Bazı bronzlar aynı zamanda rulman üretiminde de kullanılabilir; bu nedenle bunlara kalay bronzu, alüminyum bronzu, kurşun bronzu ve antimon bronzu gibi bakır bazlı rulman alaşımları denir. Babbitt alaşımıyla karşılaştırıldığında yüksek yorulma mukavemeti ve yük taşıma kapasitesi, mükemmel aşınma direnci, termal iletkenlik ve düşük sürtünme katsayısına sahiptir. Bu nedenle yüksek yüklere, yüksek hızlara ve yüksek sıcaklıklara dayanabilecek bir rulman olarak kullanılabilir.
7. Çok katmanlı rulman alaşımlarından yapılmış kayar yataklar
Çok katmanlı rulman alaşımı, kompozit aşınma önleyici bir malzemedir. Örneğin, bimetalik kompozitler oluşturmak için kalay antimon alaşımları, kurşun antimon alaşımları, bakır kurşun alaşımları, alüminyum bazlı alaşımlar vb.'den birinin düşük karbonlu çelik şeritlerle birlikte haddelenmesi. Uyumluluğu, dolguyu ve korozyon direncini daha da geliştirmek için, daha iyi aşınma ve aşınma önleyici özelliklere sahip üç katmanlı bir aşınma önleyici malzeme oluşturan çift katmanlı aşınma önleyici alaşımın yüzeyine yumuşak ve ince bir kaplama uygulanabilir. rezistans. Bu çok katmanlı alaşımın özellikleri, yorulma mukavemetini artırmak için çeliğin arka kısmını arttırmak ve sürtünme önleyici alaşım katmanının kalınlığını azaltmak ve yüzey özelliklerini iyileştirmek için kaplamalar kullanmaktır.
8. Sonuç
Özetle, rulman alaşımlarının yapısal yapısı, sert faz parçacıklarının yumuşak faz matrisi üzerinde düzgün dağılımı veya yumuşak faz parçacıklarının sert faz matrisi üzerinde düzgün dağılımı ile karakterize edilir. Rulman alaşımı iyi aşınma direncine ve aşınma azaltma performansına sahip olmalıdır; Belirli bir basınç dayanımı ve sertliği ile yeterli yorulma dayanımı ve taşıma kapasitesi vardır; İyi esneklik ve darbe dayanıklılığı; İyi anti-ısırık özelliklerine sahiptir; İyi uyum; İyi kakma performansı; İyi bir ısı iletkenliğine, korozyon direncine ve küçük bir ısıl genleşme katsayısına sahip olmalıdır. Yatak malzemesi, şaft yüzeyi ile düşük sürtünme katsayısına, şaft boynunda minimum aşınmaya ve yeterli özgül basınca dayanma yeteneğine, düşük genleşme katsayısına ve iyi korozyon direncine ihtiyaç duyar. Genel performanslı motorlar için yüksek kalaylı alüminyum alaşımından yapılmış yatak burçları yüksek maliyet performans oranına sahiptir. Bu nedenle içten yanmalı motorların yatak burçlarının ana malzemelerinden biri haline gelmiştir. Bilim ve teknolojinin ve otomotiv sektörünün sürekli gelişmesiyle birlikte modern motorların tasarımı "yüksek hız, yüksek basınç, yüksek güç ve düşük enerji tüketimi" yönünde gelişmiştir. Araştırmacılar, özel sürtünme önleyici alaşımlı malzemeler alanında mikro nano teknolojisini uyguladılar ve belirli tek performans gereksinimlerini karşılamak için özel ihtiyaçları olan mikrokristalin alaşımlı malzemeler geliştirdiler. Özel mikrokristalin yatak malzemeleri sadece Çin'deki sürtünme önleyici malzemelerdeki boşluğu doldurmakla kalmıyor, aynı zamanda malzemenin tek performansı açısından dünya mikrokristalin alaşım teknolojisiyle eşzamanlı gelişimi de sürdürüyor.
2024 2 MayısHafta MarjinalÜrün Tavsiyesi:
Plastik Kendinden Yağlamalı Rulmanlar:
Filament sargılı kendinden yağlamalı rulmanlar, PTFE ile pişirilmiş epoksi reçineli yüksek mukavemetli cam elyaf ve yatak astarı olarak özel elyaf, arka malzeme yüksek yük kapasitesi sağlar ve yatak astarı kuru durumda düşük sürtünme sağlar. Bu nedenle, bu özel yapı, kaldırma makineleri, lojistik makineleri, tarım makineleri ve liman makineleri vb. gibi yüksek korozyon direncine sahip yüksek yük uygulamalarına uygun, olağanüstü bir aşınma önleme özelliği ve darbe önleme performansı sunuyordu. aşınma özelliği ve darbe önleme performansı, kaldırma makineleri, lojistik makineleri, tarım makineleri ve liman makineleri vb. gibi yüksek korozyon direncine sahip yüksek yük uygulamalarına uygundur.
