Rumah / Berita / Berita Industri / Bagaimana Performa Bantalan Terbungkus Perunggu Dalam Kondisi Beban Tinggi dan Pelumasan Rendah
Bagaimana Performa Bantalan Terbungkus Perunggu Dalam Kondisi Beban Tinggi dan Pelumasan Rendah
Berita Industri-
Pertimbangkan bushing pemandu cetakan stempel yang saluran pelumasan otomatisnya gagal di tengah-tengah perpindahan gigi. Busing perunggu cor pada poros yang sama mendapat nilai dalam beberapa menit dan terpasang sebelum jam berakhir. Bantalan terbungkus perunggu dengan sumbat grafit tertanam terus bekerja selama sisa shift, dan saat pembongkaran, keausan radialnya sering kali di bawah 0,05 mm.
Hal inilah yang menyebabkan para insinyur di Zhejiang Shuangnuo Bearing Technology Co., Ltd. (Shuangnuo) menetapkan bantalan yang dibungkus perunggu untuk titik geser yang membawa beban berat dan tidak dapat menjamin pengiriman minyak. Konstruksinya adalah selongsong yang didukung baja dengan lapisan perunggu yang disinter dan sumbat pelumas padat di lubangnya. Itu tidak menggantikan pelumasan; itu membuat hilangnya pelumasan dapat dipertahankan.
250 beban statis MPa
2.5 MPa m/s PV kering
0,06-0,12 gesekan kering
200 °C suhu maks
Definisi: bantalan berbalut perunggu mendukung tekanan permukaan tinggi melalui lapisan baja, sementara pelumas padat yang tertanam menjaga film transfer kering dan gesekan rendah pada poros.
Apa yang Membuat Bantalan Terbungkus Perunggu Berbeda
Bantalan berbalut perunggu memperoleh kinerja beban tinggi dan pelumasan rendah dari struktur tiga lapis, bukan dari bahan tunggal apa pun.
Dukungan baja adalah pembawa beban. Pada seri FB090, strip baja karbon rendah dibentuk menjadi bushing dan dipasang dengan interferensi yang sesuai. Karena bajanya tipis namun kaku, bantalan mentransfer tekanan kontak langsung ke rumahan. Begitulah cara bushing terbungkus membawa beban statis hingga 250 MPa dalam sebagian kecil dari ruang radial yang dibutuhkan bushing perunggu cor padat.
Lapisan tengah adalah matriks perunggu yang disinter, biasanya setebal 0,2-0,5 mm, diikat ke baja. Ini sesuai dengan ketidakselarasan kecil, melekatkan puing-puing, dan menghantarkan panas gesekan dari permukaan.
Komponen ketiga adalah seperangkat sumbat grafit atau senyawa grafit yang ditekan ke dalam lubang melalui lapisan perunggu. Saat poros bergerak, material sumbat terpotong dan terbakar pada poros, membentuk film transfer yang membawa beban ketika tidak ada oli.
Definisi
Singkatnya, bantalan terbungkus perunggu adalah selongsong baja berbentuk yang dilapisi dengan perunggu sinter dan diisi dengan sumbat pelumas padat, berukuran untuk tekanan tinggi dengan oli eksternal minimal.
Kinerja Beban Tinggi: Bagian Belakang Baja Membawa Stres
Di bawah beban statis dan dinamis yang tinggi, lapisan baja memberikan stabilitas dimensi; perunggu hanya mengatur permukaan.
Bantalan kelas FB090 menunjukkan beban statis maksimum tipikal sebesar 250 MPa dan beban dinamis maksimum 140 MPa, dengan asumsi rumah silinder kaku dan kesesuaian interferensi. Bushing yang sama pada housing fleksibel kehilangan sebagian besar kapasitasnya, itulah sebabnya kekakuan housing merupakan bagian dari sistem bantalan.
Perilaku pemakaian mengikuti. Dalam uji osilasi pada tekanan kontak 25 MPa dan kecepatan geser 0,08 m/s, bushing tipe FB090 yang dikeringkan pada poros baja yang diperkeras biasanya menunjukkan keausan radial 0,02-0,04 mm per 100 jam, urutan yang sama seperti bushing perunggu cor yang diberi gemuk dan jauh lebih baik daripada yang tidak diberi gemuk.
Bushing terbungkus (FB090)
Ketebalan dinding 1,0-2,5 mm
Beban dibawa oleh baja dan housing
Lapisan perunggu 0,2-0,5 mm
Aman kering melalui sumbat grafit
Perunggu cor padat
Ketebalan dinding 6-10 mm
Beban dipikul oleh bagian perunggu
Kemampuan tertanam yang baik
Merebut tanpa minyak
Lubang 40 mm yang memerlukan kantung rumah 52 mm dari perunggu tuang cocok dengan kantung 44 mm sebagai selongsong terbungkus, sehingga membebaskan ruang radial dan memangkas biaya material selongsong sekitar 60%.
Perilaku Pelumasan Rendah: Mekanisme Film Transfer
Ketika gemuk atau oli tidak ada, bantalan berbalut perunggu tetap bekerja karena sumbat terus memperbarui lapisan padat pada antarmuka geser.
Bahan sumbat grafit lebih lembut daripada perunggu, sehingga tekanan kontak menyebarkannya ke seluruh poros. Dalam beberapa menit, film tipis berwarna gelap muncul, dan terjadi pergeseran antara film tersebut dan perunggu, bukan logam-ke-logam. Gesekan kering turun dari kisaran 0,15-0,30 pada perunggu cor kering menjadi 0,06-0,12 pada umumnya.
Film ini dibangun kembali setelah setiap terhenti dan dimulai ulang, itulah sebabnya konstruksinya sesuai dengan tugas berosilasi, bolak-balik, dan mulai-berhenti. Steker berbasis grafit memperluas jangkauan servis dari -40 hingga 200 °C, melampaui batas sebagian besar gemuk.
Kondisi poros mengontrol adhesi film. Untuk beban di atas 50 MPa, gunakan poros yang dikeraskan hingga 45 HRC dengan finishing Ra 0,4-1,6 mikrometer. Kami analisis ketahanan aus FB090 mencakup mode kegagalan secara rinci.
Perbandingan batas PV kering (MPa m/s)
Nilai tersebut merupakan indikasi maksimum untuk pengoperasian kering berkelanjutan; batas sebenarnya bergantung pada penyelesaian poros, rumahan, dan siklus kerja.
Jika tugasnya adalah putaran terus menerus di atas 0,5 m/s, tambahkan oli. Untuk osilasi, timbal balik, atau periode idle yang lama di bawah beban, film transfer saja yang akan melakukan tugasnya.
Bantalan Berlapis Perunggu vs Bantalan Berlapis Perunggu, Bimetalik, dan PTFE
Bantalan terbungkus perunggu berada di antara spektrum bantalan biasa yang ekstrem: lebih kuat dibandingkan jenis bantalan berlapis PTFE saat terkena guncangan dan kontaminasi, lebih tahan banting tanpa oli dibandingkan perunggu tuang, dan lebih kompak dibandingkan keduanya.
Tabel 1. Perbandingan konstruksi plain bearing untuk tugas beban tinggi dan pelumasan rendah.
Properti
Dibungkus perunggu (FB090)
Perunggu cor (JDB600)
Bimetalik (JF800)
Berlapis PTFE (SF1)
Beban statis, MPa
250
200
250
180
Koefisien gesekan kering
0,06-0,12
0,15-0,30
0,08-0,15
0,03-0,08
Batas PV kering, MPa m/s
2.5
0.8
2.0
3.5
Kelangsungan hidup karena kehilangan lemak
Tinggi
Rendah
Sedang
Sedang
Ketahanan terhadap benturan dan serpihan
Tinggi
Sedang
Tinggi
Rendah
Suhu kontinu maks, °C
200
260
180
130
Aturan pemilihan: pilih yang dibungkus perunggu ketika bantalan harus tahan terhadap kekeringan, guncangan, dan serpihan secara berkala; pilih bimetal ketika minyak datang sebentar-sebentar; pilih yang dilapisi PTFE hanya untuk perosotan yang bersih dan ringan; pilih perunggu cor hanya jika dinding tebal diperlukan.
Dimana Bantalan Berbalut Perunggu Mendapatkan Penghasilannya
Bantalan terbungkus perunggu muncul di mana pun beban osilasi berat bertemu dengan pelumasan yang terputus: pin pivot, tiang pemandu, trunnion silinder, dan tugas serupa.
Peralatan konstruksi dan pemindah tanah: pin pivot boom dan bucket pada excavator dan loader, terkena debu dan interval servis yang lama.
Mesin pertanian: poros halangan, sambungan penanam, dan mekanisme baler yang diberi pelumas secara musiman.
Sistem hidrolik: trunnion silinder dan bushing pompa di bawah pelumasan batas.
Perkakas dan cetakan: tiang pemandu, selongsong ejektor, dan pelat aus pada cetakan stempel dan injeksi.
Penanganan material: roller konveyor, pembuat palet, dan berkas derek.
Kelautan dan lepas pantai: mesin palka dan tali-temali tempat air pencucian menghilangkan lemak.
Shuangnuo memproduksi seri FB090 dengan pengecoran perunggu internal, spektroskopi tahap leleh pada setiap pemanasan, dan pemesinan pada lebih dari 80 mesin CNC. Produksi material pertama kali berdasarkan pesanan mempersingkat waktu tunggu untuk ukuran metrik dan non-standar.
Kemampuan yang relevan dengan pembelian adalah ketertelusuran: kontrol lelehan internal dan laporan pengujian mekanis pihak ketiga penting ketika bantalan membawa 250 MPa pada titik kontak.
Bantalan berbalut perunggu tidak menggantikan pelumasan; mereka membuat hilangnya pelumasan dapat dipertahankan. Para perancang mendapatkan selubung yang lebih kecil, sirkuit pelumasan yang lebih sederhana, dan alat berat yang bertahan dalam interval servis yang terlewat alih-alih merusak poros. Untuk mengevaluasi FB090 untuk tugas tertentu, gunakan batas PV sebagai gerbang pertama, lalu periksa kekakuan housing dan penyelesaian poros.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Bisakah bantalan yang dibungkus perunggu benar-benar kering selama masa pakainya?
Tidak. Steker memberikan masa kering yang terbatas dan terbatas pada PV. Bearing tipe FB090 dapat kering dalam jangka waktu lama dan bertahan dalam keadaan darurat, namun masa pakai desain jauh lebih lama bahkan ketika sejumlah kecil oli mencapai antarmuka. Perlakukan batas PV kering sebagai pemeriksaan kasus terburuk, bukan sebagai titik desain.
Apa perbedaan antara bantalan terbungkus perunggu dan bantalan bimetalik?
Bantalan terbungkus perunggu dibentuk dari strip baja dengan lapisan perunggu yang disinter dan sumbat pelumas padat yang terpisah. Bantalan bimetalik menggunakan lapisan baja dengan lapisan paduan cor atau sinter, sering kali dirancang untuk menahan minyak. Konstruksi terbungkus menawarkan kemampuan pengeringan yang lebih tinggi dan dinding yang lebih tipis.
Lapisan poros apa yang diperlukan untuk bantalan berbalut perunggu?
Untuk beban di atas 50 MPa, gunakan poros yang dikeraskan hingga 45 HRC atau lebih keras dengan penyelesaian Ra 0,4-1,6 mikrometer. Film transfer grafit menempel pada permukaan poros, sehingga kualitas permukaan mengontrol daya rekat film dan laju keausan.
Bagaimana cara memeriksa apakah FB090 sesuai dengan aplikasi saya?
Kalikan tekanan bantalan dalam MPa dengan kecepatan geser dalam m/s dan bandingkan dengan batas PV kering sebesar 2,5 MPa m/s. Di bawah batas, dengan rumah yang kaku dan poros yang bersih, konstruksi yang dibungkus akan melaksanakan tugas tersebut. Di atasnya, pindah ke desain bimetalik berbahan bakar minyak atau berlapis PTFE.