Тем не менее, несмотря на существующие определенные недостатки, баббиты по-прежнему считаются одним из лучших вариантов для производства подшипников и находят широкое применение в различных отраслях машиностроительной промышленности.
Сплав для заливки подшипников — баббит
Баббит — это антифрикционный сплав, который был впервые получен ювелиром и изобретателем Исааком Бэббитом. Несмотря на то, что изначально он не использовался для создания украшений, данный сплав завоевал значительное распространение в промышленности. В 1841 году Бэббит был награжден золотой медалью ассоциации механиков Массачусетса, а через три года получил от Конгресса США 20 000 долларов за передачу прав на патент на этот уникальный металл.
Баббит характеризуется гетерогенной структурой, в основу которой входят свинец и олово. В состав сплава также входят легирующие добавки, такие как медь, сурьма, никель и кадмий. Эти элементы придают баббиту специфические свойства. Например, медь усиливает способность сплава противостоять ударным нагрузкам, в то время как никель способствует повышению износостойкости. Кадмий отвечает за степень коррозионной стойкости, а сурьма повышает общую прочность материала.
Сочетание этих компонентов позволяет производить высококачественный материал для заливки подшипников. Баббит обычно наносится тонким слоем на вкладыши подшипников способами напыления или литья. Сочетая в себе пластичную основу и твердые частички, этот материал обеспечивает быструю и равномерную прирабатываемость подшипников, минимизируя износ и обеспечивая оптимальное скольжение между деталями.
Виды баббита
Существуют разные виды баббита, которые классифицируются на основе преобладающего химического элемента в их составе:
- Свинцовый баббит. Этот сплав состоит из свинца и сурьмы в соотношении 87% к 13%. Сравнительно с другими типами, он уступает по эластичности и используется для производства подшипников ненагруженного типа.
- Оловянный баббит. Это наиболее востребованный и, в то же время, самый дорогостоящий вид сплава. Он демонстрирует высокую пластичность и износостойкость, что позволяет его использование для подшипников, работающих под постоянной интенсивной нагрузкой. Основными компонентами этого сплава являются олово, сурьма, медь, кадмий и никель.
- Кальциевый баббит. В его основе лежит свинец, дополненный натрием и кальцием. Этот сплав имеет низкую стоимость, однако окисляется быстрее, отличается невысокой тепло- и износостойкостью. Чаще всего его используют в вкладышах рамных подшипников вагонов, подлежащих регулярной замене.
Разнообразие видов баббита и его уникальные свойства позволяют этому сплаву оставаться одним из самых популярных антифрикционных материалов.
Состав и свойства баббитов
Классификация баббитов в значительной мере определяется основным компонентом сплава. Например, в свинцовых баббитах содержание свинца примерно 87%. Для достижения желаемых характеристик в сплав добавляют твердые компоненты, часто редкоземельные металлы. Физические свойства баббитов практически не различаются: у них схожи плотность, удельный вес и уровень электросопротивления. Литейные качества, в свою очередь, зависят от количества и типа добавленных компонентов. Важно, чтобы температура заливки всегда превышала температуру плавления используемых металлов.
В качестве исходного сырья для производства баббитов используется как руда, так и первичный металл, подлежащий повторной переработке. Сплавы обычно отливаются в форме слитков весом около 22 килограммов. С целью предотвращения использования подделок каждый слиток маркируется специальным клеймом, указывающим на производителя и номер плавки.
При выборе конкретного типа баббита для производства, необходимо обращать внимание на механические характеристики, такие как допустимые размеры готовых изделий, твердость и ударная вязкость. Сфера применения баббитов определяется следующими параметрами:
- видами допустимых нагрузок;
- удельным давлением;
- круговой скоростью;
- рабочими температурами;
- напряженностью функционирования изделий.
Сфера использования баббитов
Баббиты, независимо от их типа, часто применяются в качестве материала для боковых стенок валов подшипников. Их уникальные свойства значительно снижают трение, что является одной из главных причин, мешающих нормальной работе подшипников. Низкая температура плавления баббита способствует уменьшению износа деталей. Дополнительно баббиты образуют в своем составе мельчайшие каналы, что делает смазку вращающихся элементов более эффективной.
Служебная сфера применения различных баббитов во многом зависит от специфики каждого типа. Сплавы на основе олова идеальны для работы под высокими скорость вращения, благодаря своей устойчивости к износу. Оловянные баббиты также проявляют высокую коррозионную стойкость, что позволяет использовать их в условиях повышенной влажности. Они находят применение в производстве элементов для дизельных двигателей с большими оборотами, а также в подшипниках гребных валов морских судов.
Ключевое качество свинцовых баббитов, определяющее область их применения, это высокая теплопроводность. Подшипники из свинцовых баббитов используются в автомобилях и спецтехнике, а также в различном тяжелом оборудовании, включая путевые машины.
Кальциевые баббиты применяются в основном в железнодорожной отрасли, где они особенно востребованы для оснащения подвижного состава.
Основные свойства баббитов
Компоненты, входящие в состав баббита, обеспечивают ему следующие уникальные свойства:
- Низкий коэффициент трения.
- Хорошая адгезия.
- Износостойкость.
- Способность к амортизации ударных нагрузок.
- Термическая стабильность при повышенных температурах.
Эти свойства сохраняются даже в условиях высоких температур, что делает баббит подходящим для производства генераторов, компрессоров и насосов, где трение и износ играют важную роль в работе.
Сейчас баббит активно используется в производстве подшипников скольжения благодаря своей высокой износостойкости и низкому трению. Однако сокращение применения этого сплава связано с появлением новых технологий и инновационных разработок. Тем не менее, баббит продолжает дорабатываться, благодаря чему его свойства также улучшаются:
- Низкая температура плавления способствует минимизации заедания и облегчает процесс притирания.
- Небольшая толщина обеспечивает удлиненный срок службы подшипников и других деталей, изготовленных с использованием баббита; средний диапазон толщины составляет 0,15-0,2 мм.
Следует отметить, что прочность баббита невысока, он может быть нанесен посредством наплавки или напыления. Вкладыши, соответственно, могут состоять из стали, чугуна или бронзы. Антифрикционные сплавы относятся к высокозатратным материалам, однако баббит остается одним из самых доступных по цене сплавов.
Разновидности сплавов
Классификация сплавов баббита основывается на преобладающем металле. Химический состав и технические характеристики каждого вида баббита стандартизированы в ГОСТ. Промышленность использует следующие распространенные виды баббитов:
- Свинцовый баббит.
- Оловянный баббит.
- Кальциевый баббит.
В состав этих сплавов входят добавки, которые определяют их химические и физические свойства:
- Сурьма. Ее преобладание усиливает прочность сплава.
- Никель. Обеспечивает высокую стойкость к износу.
- Кадмий. Увеличивает устойчивость сплава к коррозии.
- Медь. Способствует повышению твердости и ударной вязкости.
Свинцовые баббиты представляют собой сплав свинца с добавлением сурьмы и других легирующих элементов, что обеспечивает их высокую термостойкость. Их применение в основном связано с производством подшипников для дизельных двигателей и прокатных станов в металлургической промышленности. К основным маркам свинцового баббита относятся В16, БН, БС6.
Оловянные баббиты, отличающиеся стойкостью к коррозии и низким коэффициентом трения, обладают улучшенной теплопроводностью. Подшипники, изготовленные на основе оловянного баббита, широко используются в ответственных узлах машин, где требуется высокая нагрузка. Известные марки оловянного баббита: Б83, Б83С, Б88.
Кальциевые баббиты, в которых основным компонентом является свинец, с добавлением кальция, обладают специальными свойствами, позволяющими сохранять эксплуатационные характеристики при снижении производственных затрат. В их состав могут входить натрий, магний, цинк, олово или алюминий. Состав и пропорции этих химических элементов могут изменяться в зависимости от необходимых свойств. Следует учитывать, что кальций в составе баббита может приводить к окислению, что негативно сказывается на ресурсе изделия, и подобные подшипники часто используются в железнодорожном транспорте.
Области применения
Баббит Б83 применим в условиях с ограничениями: предельная нагрузка на подшипник — не более 15 МПа, допустимая окружная скорость — до 50 м/с, а температура подшипника не должна превышать 70°С. Эти условия применимы к узлам турбин, валов судовых дизельных двигателей и опорных подшипников первых ступеней передач, работающих с средними значениями крутящего момента.
В то же время, использование данного материала в подшипниках автомобильной, тракторной и дорожно-строительной техники, где возможны частые ударные нагрузки, считается нецелесообразным.
Продажа баббита
В настоящее время существует множество точек продажи баббита, как в магазинах, так и в интернете. Однако так как качество сплава непосредственно влияет на качество будущих подшипников, следует выбирать только проверенных поставщиков, у которых есть положительные отзывы, или делать покупки по рекомендациям.
Не стоит ориентироваться на слишком низкие цены, так как за скидками и акциями может скрываться некачественный продукт.
Важно отметить! Каждая марка — хоть дорогая, хоть бюджетная — должна не только строго соответствовать стандартам ГОСТ, но и обладать высоким качеством химического состава.
Заключение
Основной функцией баббита считается его высокая износостойкость, легкоплавкость и плотность, факторы, которые влияют на предотвращение перегрева подшипников в процессе работы.
При приобретении слитков необходимо также обращать внимание на чистоту их поверхности, желательно, чтобы на каждом слитке была указана марка баббита.
Обладая такими уникальными свойствами, баббит продолжает оставаться актуальным материалом в механике.
В следующем видео узнаем, как заливаются подшипники баббитом с помощью оборудования КО-2.
