Баббит: устаревшая технология. замена современными материалами

Влияние технического прогресса затрагивает все сферы жизни человечества. Особенно ощутимо это проявляется в промышленном производстве, где владение передовыми технологиями выводит компании в мировые лидеры и приносит большую экономическую выгоду.

Однако наблюдаются сферы производства, где технологии в некоторых компаниях — в силу консервативности мышления и недостатка инвестиций — остались на уровне XIX века, и ни о каком прогрессе или инновациях никто даже и не думает.

Примером может служить технология ремонта подшипников скольжения для любого промышленного роторного оборудования: насосов, электродвигателей, генераторов, турбин, компрессоров, редукторов, поршневых двигателей и пр.

, методом заливки баббита — сплава, изобретенного 180 (!!!) лет назад американцем Исааком Бэббитом.

Высокая себестоимость работ

Технологическая отсталость данного метода ремонта (учебник по технологии ремонта издан еще в 1939 году — М. Х. Дриц и Д. А. Песков, Заливка подшипников баббитом: Книга утв. ЦУУЗ НКПС в качестве учеб. пособия по тех.

минимуму для работников по заливке подшипников баббитом, Москва, Трансжелдориздат., 1939 г.), при видимой дешевизне сырья, приводит к большим неоправданным расходам при производстве и эксплуатации готовых изделий.

Основные факторы указаны в таблице 1.

Таблица 1. Причины и факторы увеличения себестоимости работ

Причины Факторы, увеличивающие себестоимость работ
Низкое качество сырья Изготовление сырья из переплавленного лома с выгоревшими легирующими элементами. Высокая стоимость контроля соответствия химического состава сырья ГОСТу. Большие потери материала и отходы производства.
Низкое качество готовойпродукции Технологические ограничения по контролю качества. Образование раковин, внутренних дефектов и других пороков. Выгорание легирующих элементов. Неудовлетворительная структура баббита вследствие ликвации.
Крайняя вредность производства для человека Работа с токсичными и вредными веществами:

  • 1 класс опасности: свинец, сурьма, мышьяк, тяжелые элементы кадмий, висмут, соляная кислота, серная кислота
  • 2 класс опасности: гидроксид натрия, хлорид цинка
  • 3 класс опасности: хлористый аммоний
Ручное производство Отсутствие  средств автоматизации. Высокие затраты на вспомогательные работы. Необходимость специально-обученного персонала. Отсутствие кадрового резерва.
Особые требования к производству Необходимость  оборудования специальной базы или участка производства со средствами индивидуальной и производственной защиты. Необходимость специальных машин и специальных литьевых форм повышенной прочности и герметичности.

Низкие эксплуатационные характеристики изделий из баббита

Трудно ожидать, что изобретение баббита в XIX веке, когда был столь ограниченный выбор химических веществ с необходимыми свойствами, позволит создать продукт, одинаково хорошо подходящий для производственных требований к агрегатам XIX и XXI века.

Результатом является все большая неудовлетворенность конечных потребителей не только технологией производства подшипников скольжения на основе баббита, но и результатами (готовыми изделиями).

Для грамотных инженеров и техников, обращающих внимание на полный жизненный цикл подшипника скольжения, становится очевидным, что несмотря на кажущуюся дешевизну материала и стоимость ремонтных работ, эксплуатация подшипников скольжения из баббита в целом, с учетом низких сроков межремонтной эксплуатации оборудования, простоев, аварий, приводит к неоправданно высоким затратам владельцев оборудования. Ниже приведена таблица негативных факторов, приводящих к низким эксплуатационным свойствам подшипников скольжения из баббита.

Таблица 2. Негативные факторы, приводящие к низким эксплуатационным свойствам подшипников скольжения из баббита

Причины, требования эксплуатации, аварии Факторы, увеличивающие себестоимость эксплуатации, иллюстрации аварий
Низкое сопротивлениеусталости Ухудшает работоспособность подшипника, особенно эксплуатируемого в условиях частого цикла нагревания и остывания (пуска/остановки или смены режимов работы).Быстрый износ при кратковременных неблагоприятных условиях.
Выкрашивание Баббит: устаревшая технология. Замена современными материалами
Усталость Баббит: устаревшая технология. Замена современными материалами
Смазка Критическая чувствительность к режимам смазки, качеству масла, работе масляного насоса и др.
Значительные потери и нагрузки из-за сухого трения (в период пуска, особенно тяжелых роторов).Большие осевые зазоры для гарантированного поддержания масляного клина.Большие расходы на смазку для обеспечения теплоотвода и поддержания температурного режима.
Кавитация Баббит: устаревшая технология. Замена современными материалами
Недостаток или потеря смазки Баббит: устаревшая технология. Замена современными материаламиБаббит: устаревшая технология. Замена современными материалами
Повреждения от посторонних веществ или грязи Баббит: устаревшая технология. Замена современными материаламиБаббит: устаревшая технология. Замена современными материалами
Температура Крайне негативные последствия перегрева. Остановки оборудования, простои, задиры поверхности ротора, другие аварии.Баббит: устаревшая технология. Замена современными материаламиБаббит: устаревшая технология. Замена современными материалами
Термическое фасетирование Баббит: устаревшая технология. Замена современными материалами
Перегрев
Высокая скорость выхода из строя Для наступления аварии достаточно кратковременного падения давления масла и возникновения подплавления или разрушения баббита уже через 4-5 оборотов ротора (десятые доли секунды при 3000 об/мин).
Потеря зазора при запуске
Перегрузка
Высокие стартовые нагрузки
Низкое сопротивление вибрации Быстрый износ и выход из строя при расцентровке, разбалансировке роторов, защемления стульев подшипников, неудовлетворительной заливке вкладышей и по другим причинам.
Фреттинг-коррозия
Несоосность, перекос, разбалансировка.
Чувствительность к химическому составу среды Свинцовый баббит разрушается кислотными продуктами окисления масла, образующимися из-за попадания воды или охлаждающей жидкости в смазочное масло, а также разложением определенных масляных присадок. Оловянный баббит разрушается сероводородом в нефти.
Коррозия
Разрушение от индукционных токов и электрического разряда
Межзерновое растрескивание

Современные альтернативы

Успехи химической промышленности во всем мире за последние 30 лет позволили синтезировать новые материалы с заранее заданными свойствами, которые идеально подходят для избранных условий эксплуатации. Речь идет о композитных материалах, широко применяемых везде, от медицины до космонавтики, а в нашем случае – об инженерных антифрикционных полимерах.

Низкие коэффициенты трения, высокие сопротивления нагрузкам, усталости и износу, работа при повышенных температурах (до 350 °С по сравнению с 80 °С для баббита), упругая пластичность и твердость, высокая ремонтопригодность, энергосбережение, простота эксплуатации и много других уникальных свойств давно сделали полимеры заменой для устаревших материалов в трущихся узлах.

В Российской Федерации существуют компании, активно применяющие современные технологии в производстве и ремонте подшипников скольжения, например, ООО НПК «Промышленные технологии», г. Тула.

Производимые и ремонтируемые предприятием подшипники скольжения не требуют при производстве опасных веществ и условий труда, имеют кардинально лучшие характеристики и качество по сравнению с подшипниками из баббита, не уступают мировым аналогам и имеют гораздо более низкую стоимость.

Запатентованная технология производства дает прекрасные эксплуатационные результаты и неизбежно приведет к переходу потребителей на эксплуатацию подшипников нового поколения.

Таблица 3. Сравнительные технические характеристики материалов Баббит (Б-83) и полимерного композита К30ПТ для изготовления/ремонта подшипников скольжения

Баббит К30ПТ
Коррозия и воздействие агрессивных сред Подвержен Нет
Усталость Сильно подвержен Нет
Термическое фасетирование поверхности Наблюдается Нет
Межзерновое растрескивание Наблюдается Нет
Кавитационные повреждения Наблюдается Нет
Повреждения от индукционных токов Наблюдается Нет
Потеря смазки Критична Некритична
Задиры шейки ротора Наблюдаются Нет
Следствия перегрева Коксование, фасетирование, коррозия, выплавка Нет. Выдерживает кратковременные перегревы до 300 °С
Температура изгиба под нагрузкой 1,8 МПа 240 °С 343 °С
Рабочая температура, max 70 °С 250 °С
Удельное рабочее давление, МПа 10-15 20-30
Предел текучести, МПа; 80-85 370
Предел прочности при сжатии, МПа 110 230
Предел прочности при изгибе, МПа: 140 290
Плотность, (кг/смЗ) 7,35 1,44
Коэффициенты теплопроводности, вдоль потока/средний Вт/(м,К) 67 2,2/1,3
Удельное электросопротивление, (Ом,м) 10-7 108
Коэффициенты линейного расширения вдоль Потока/средний (а, 1/°С), 10-6 16-31 9/35
Коэффициенты трения покоя 0,6-0,8 0,09
Коэффициенты трения скольжения при страгивании 0,14/0,09 0,04/0,02

Баббит (Б83, Б16 и др.) — свойства, применение, состав

В 1841 году мир узнал об антифрикционном сплаве со странным названием баббит. Его создал ювелир Исаак Бэббит, в свободное время увлекавшийся поиском новых видов материалов.

Это открытие стало поворотным не только для изобретателя, но и для производства подшипников. Подшипники, сделанные из баббита, отличались повышенными окружными скоростями, что давало возможность значительно увеличить передаваемым валом нагрузку.

Так что же это за сплав? Почему актуальность его применения не изменилась спустя столько лет после открытия.

Состав и свойства

Баббит – подшипниковый сплав, основным компонентом которого являются свинец или олово. Относится к группе антифрикционных материалов. Механические свойства и химический состав регулируются государственным стандартом ГОСТ 1320-74.

Помимо основных элементов баббит включает в себя такие металлы как:

  • Кадмий. Оказывает положительное воздействие на коррозионностойкие свойства сплава.
  • Медь. Увеличивает вязкость антифрикционного сплава, что, соответственно, повышает прирабатываемость.
  • Никель. Повышает механические свойства, в частности, прочность на растяжение, твердость и износостойкость.
  • Сурьма. Способствует уменьшения схватывания со сталью.
  • Теллур. Положительно влияет на пластичность сплава.
  • Кальций, натрий и алюминий – группа элементов, вводимых в баббит, как заменители дефицитного олова.
  • Мышьяк. Увеличивает значение прочности и твердости сплава.
Читайте также:  Виды коррозии и их характеристики

  Изготовление пресс-форм для литья под давлением

Стандарты

Марки баббита Б88, Б83, Б83С, Б16, БН и БС6 изготавливаются по единому ГОСТу 1320-74. В этом стандарте указан химический состав, допустимое количество примесей, размеры и форма чушек, требования к безопасности. Согласно ГОСТу, по требованию заказчика некоторые компоненты могут быть заменены, также может быть изменена форма слитков.

В состав этих сплавов входят металлы, вредные для человека — это свинец, сурьма. Свинец относится к 1 классу опасности, сурьма — ко 2 классу. Свинец действует на нервную систему, кровь, сосуды, сурьма оказывает раздражающее действие.

Поэтому работы с этими антифрикционными материалами (расплавление, заливку подшипников) необходимо проводить, используя средства защиты: сухую спецодежду, респиратор «Лепесток», валяную или кожаную обувь, рукавицы. На эти средства также существуют свои ГОСТы. Хранят антифрикционный сплав в закрытых проветриваемых помещениях.

Также в ГОСТе прописаны условия эксплуатации, для которых приспособлена та или иная марка баббита.

Кальциевые баббиты производятся по другому стандарту — ГОСТу 1209-90. Это сплавы под марками БКА, БК2, БК2Ш и БК2Ц.

Лом этого материала должен отвечать ГОСТу 1639-2009. Под действие этого стандарта попадают кусковой лом баббита (только оловянных разновидностей), кусковой лом свинцовых разновидностей (к нему добавляют отходы типографских сплавов), стружка оловянных баббитов и смешанная стружка.

Виды баббитов и их свойства

Среди особенностей баббитов выделяют низкую температуру плавления (до 450 ºС), отсутствие схватывания со стальными поверхностями и высокая прирабатываемость.

В зависимости от химического состава баббиты делятся на 3 группы: свинцовистые, оловянные и свинцовокальциевые.

Оловянные

В промышленности имеется около 35 марок оловянных, но наибольшее распространение получил баббит Б83. В основе его состава лежит олово с добавлением 12% сурьмы и 6,5% меди. Меньше 1% приходится на вредные примеси, такие как фосфор, сера, кислород, цинк, железо и алюминий. Причина их попадания в баббит является несовершенство технологии выплавки и неточность химического состава лигатур.

Плотность оловянного баббита составляет 7380 кгм3. Отличается низким значением твердости 28-30 единиц по шкале Бринелля. При этом по сравнению с другими антифрикционными сплавами баббит Б83 имеет самый высокий показатель пластичности. Относительное удлинение на растяжение равно 36-40%.

Предел прочности на разрыв колеблется в пределах 9-10 кг/см2, что почти в 4,5 раза меньше, чем аналогичный показатель конструкционных сталей. Напряжение, при котором баббит начинает «течь» (деформироваться без увеличения нагрузки) является 7 кг/см2.

Баббит Б83 начинает плавиться при температуре 240 ºС. Полный переход в жидкую фазу происходит при 350 ºС. Температура, при которой рекомендуется производить заливку сплава в форму, составляет 450 ºС.

Содержание олово в составе баббита Б83 делает его невосприимчивый к слабым кислотам и щелочам. Баббит не окисляется на воздухе и устойчив к воздействию водной среды.

Б83 применяется исключительно для заливки подшипников машин значительной мощности, где требуется высокое значение вязкости и наименьшие коэффициенты трения.

Такие подшипники позволяют достигать высоких показателей окружной скорости до 50 мс. Оптимальная температура эксплуатации 75 ºС. Коэффициент трения со смазкой между баббитом и сталью – 0,005 единиц.

Все это позволяет подшипнику выдерживать нагрузку свыше 100 кг/см2.

Данные типы подшипников идут на паровые турбины, турбокомпрессоры, дизеля, электродвигатели и прочие изделия машиностроения.

  Как заделать дырку в эмалированной или алюминиевой кастрюле

Свинцовистые

Самой востребованной маркой свинцовистых — является Б16. Его химический состав состоит на 15%-ов из олова, на 15%-ов из сурьмы, на 2% из меди. Оставшуюся часть занимает свинец.

Свинцовистые баббиты отличаются более низкими антифрикционными характеристиками, более хрупки и износостойки. Увеличение содержание в Б16 сурьмы и олова увеличивают прочностные свойства, но отрицательно влияют на его пластичность. Медь в данной марке устраняет химическую неоднородность, повышает вязкость и немного увеличивает твердость.

Повышенное содержание свинца баббитом Б16 делает его более плотным. Плотность составляет 9290 кг/м3. Твердость порядка 30 единиц по шкале Бринелля. Предел прочности на растяжение равен 8 кг/см2. Процессы деформации начинаются уже при нагрузке в 6 кг/см2.

Баббит Б16 плавится при температуре 410 ºС. Полное расплавление всех твердых компонентов сплава происходит при 480 ºС.

Б16 хрупок. По этой причине его применение ограничивается воздействием ударных нагрузок. Подшипники на его основе используются при спокойной работе и при окружных скоростях до 120 м/с. Температура окружающей среды при этом не должна превышать 70 ºС. Коэффициент трения Б16 составляет 0,006 единиц.

Подшипники из Б16 используют при изготовлении турбин паровых установок, прокатных станов, компрессоров, электродвигателей, гидротурбин и лесопильных рам.

Свинцовокальциевые

Наибольшее использование для изготовления подшипников получил баббит БКА. В его состав помимо свинца входят такие элементы как кальций (до 1,2%), натрий (до 0,9%) и алюминий (до 0,2%).

Антифрикционные свойства обеспечивает наличие в структуре сплава соединения кальцита свинца. Роль их аналогична олову в Б83. Натрий увеличивает механические характеристики БКА, в частности твердость.

Содержание баббитом алюминия положительно воздействует, как и на прочность так и на коэффициент трения.

Механические свойства БКА повышают проведением термической обработки: естественного старения. Данный процесс ускоряют дополнительным нагревом до 60 ºС.

Баббит не сцепляется со сталью и удерживается на ее поверхности с помощью механического крепления. Температура работы подшипников на основе свинцовокальциевых баббитов составляет 60 ºС. При повышении температуры эксплуатации сильно снижается твердость баббита, которая может привести к разрушению подшипниковых колец.

Данные подшипники отличаются низкой ценой из-за замены дорогостоящего олова более дешевыми металлами.

Но недостаток их кроется в прочности и низких коррозионностойких свойствах, которые приводят к окислению баббита на воздухе, и, как следствие, резкому снижению износостойкости.

По этой причине основное применение подшипников из баббита БКА – железнодорожное производство, не имеющее значительных требований как по нагрузке, так и по окружным скоростям.

Правила приема подшипникового сплава

Пункты, осуществляющие прием цветного металлолома, в т.ч. и баббита, при оценке антифрикционного металла ориентируются на стандарты, принятые в 2009 году.

Оценка баббитов по ГОСТ 1639-2009:

Вид лома Характеристика Показатели Норма
Олово Б83, Б83с, Б88. Лом и куски баббитов Засоренность Олово Свинец Размер Не больше 3% Не менее 80% Не более 1,5% Не менее 200мм
Олово Б16, БН, Бс6, БКА, БЛШ, БК2Ш Лом и куски баббитов Засоренность Олово Свинец Размер Не больше 3% Не менее 1,5% Не более 63% Не менее 200мм
Олово Б 83, Б 83с, Б 88 Стружка Засоренность Олово Свинец Не более 4% Не менее 80% Не более 1,5%
Олово Б16, БН, Бс6, БКА, БЛШ, БК2Ш. Стружка оловянно-свинцовая Засоренность Олово Свинец Не более 5% Не менее 5,5% Не менее 63%
Свинец БКА, БЛШ, БК2Ш, БК2Ц. Отходы кальциевых баббитов Засоренность Свинец Не более 7% Не менее 94%
Свинец БКА, БЛШ, БК2Ш, БК2Ц Лом кальциевых баббитов Засоренность Свинец Не более 15% Не менее 94%
Свинец БКА, БЛШ, БК2Ш, БК2Ц Стружка Засоренность Свинец Не более 10% Не менее 86%
  • Оловянные и свинцовые баббиты входят в категорию цветного металла – олова.
  • Кальциевые принимают как лом свинца.
  • Также металлолом делится на категории:

  Ржавеет ли латунь: особенности металла

  • сплав в форме чушки с допустимым уровнем примесей для прямого переплава;
  • брак, не поддающийся исправлению (чушки, осколки), отходы производства (стружка);
  • старый лом: баббитовые вкладыши, непригодные для дальнейшей эксплуатации.

Для точной оценки подшипникового сплава необходимы измерительные приборы, с помощью которых определяется химический состав и засоренность.

Производство

Для выплавки баббитов применяется как руда, так и металлолом. На долю вторичного производства в нашей стране приходится около 75%. Сплавы транспортируются в виде чушек, вес которых строго регламентирован государственными стандартами и не превышает 22 кг.

Читайте также:  Аустенит - высокотемпературная гранецентрированная модификация железа

Плавка чушек осуществляется в специальных электропечах камерного типа. Процесс этот относительно дешевый. Связано это в первую очередь с низкой температурой плавления сплавов. Обычно в условиях среднесерийного производства достаточно 26 кВт мощности печи.

При плавке основная сложность заключается в получение химического состава заявленного в государственном стандарте. Любое отклонение от нормы может привести к значительному изменению эксплуатационных характеристик, что в будущем скажется на долговечности подшипника.

По этой причине чушки предварительно очищаются от загрязнений специальными моющими средствами. Далее следует обезжиривание поверхности. И только уже после выполнения всех этих действий баббит помещается в печь.

Оборудование

Какое оборудование используется для заливки подшипников баббитом? Для этого производят специальные комплекты оборудования, например, КО-2, на котором подшипники изготавливаются методом центробежного литья.

Этот комплект выпускают в нескольких модификациях:

  • МПС — для заливки подшипников скольжения 8ТН.263.028 и 8ТН.263.029;
  • D360 x L310 — для заливки подшипников скольжения с наружным диаметром до 360 мм, внутренним диаметром от 40 мм и длиной до 310 мм;
  • D950 x L500 — для заливки подшипников скольжения с внешним диаметром до 950 мм, внутренним диаметром от 60 мм и длиной 500 мм.
  1. Использование специального оборудования позволяет заливать баббит более аккуратно, без перерасхода и дефектов.
  2. Читать также: Заточка ножниц для маникюра
  3. Для выплавки баббита из вкладышей старых подшипников также выпускаются специальные печи, например, камерные типа ПКН разного размера и мощности:
  • ПКН-0,6-2000 мощностью 100 кВт,
  • ПКН-0,6-180 мощностью 26 кВт.

Печи сделаны из огнеупорных материалов, а в качестве нагревателей используются спирали из проволоки суперфехраль. Они оборудованы поддоном для установки вкладышей подшипников и лотком для слива расплавленного баббита.

Для заливки сплава во вкладыши подшипников применяются и другие типы печей, например, ППН с нижним клапаном разлива. В такие печи помещают тигели с баббитом. Они также нагреваются электрическими нагревателями. Такие печи имеют канал для аварийного слива, управляются с пульта, на котором задаются режимы работы. Печи типа ППН позволяют дозировано разливать баббит во вкладыши подшипников.

Область применения

В зависимости от своих индивидуальных свойств каждая разновидность баббита применяется строго в определённых механизмах и машинах. Все они применяются для заливки боковых стенок вала крепления подшипника. Это помогает значительно снизить коэффициент трения, препятствующий нормальному вращению подшипника.

Обладая относительно невысокой температурой плавления, удаётся получить хороший эффект при постепенном притирании вращающихся деталей. Он позволяет значительно снизить износ новых элементов подшипников и повысить их срок службы. Кроме этого при вращении подшипника, в баббите образовываются микроканалы.

Через них улучшается смазка всех вращающихся деталей.

Каждая марка баббита имеет особую область применения. Например, оловянные баббиты используют тогда, когда обязательно необходима повышенная износостойкость при высоких скоростях вращения. Особенно востребованы подобные марки, когда требуется обеспечить хорошую вязкость, допустимые температурные показатели и низкий коэффициент трения.

Например, рассмотренный выше баббит марки Б83 применяется в подшипниках, работающих на очень высоких скоростях и повышенных динамических нагрузках.

Это могут быть высокооборотистые дизельные двигатели, нижние половины так называемых крейкопфных подшипников низкооборотистых дизелей.

Кроме этого их применяют в мотылёвых и рамовых подшипниках, а также в подшипниках, которые служат опорой гребных валов на судах.

Свинцовые баббиты лучше всех переносят сильный нагрев. Их применяют в дизельных двигателях автомобилей, тракторов, экскаваторов. Баббиты марки Б16 применяют в подшипниках, размещённых в двигателях электровозов. Их устанавливают на различные путевые машины и в оборудовании, применяемом в тяжёлом машиностроении.

Баббит марки Б16

Кальциевые баббиты применяют на железнодорожном транспорте, для оснащения подвижного состава, как тепловозов, так и грузовых и пассажирских вагонов.

Баббит металл. Свойства баббита. Применение баббита

Баббит представляет собой сплав на основе олова или свинца, который используется в подшипниках скольжения в виде напыленного или залитого слоя, чтобы подшипник плотно прилегал к валу.

Этот сплав обладает антифрикционными свойствами, то есть уменьшает трение, он мало изнашивается при трении и защищает от износа сам подшипник.

Различные виды баббита имеют разный состав, от которого зависят физические свойства материала, такие как температура плавления баббита, его плотность, допустимое давление и механическое напряжение.

Разновидности и состав

Баббиты — это общее название таких антифрикционных материалов. По составу они могут быть разными, выделяют оловянный, свинцовый и кальциевый баббиты. Характеризуются они допустимым рабочим давлением, рабочей температурой, рабочим механическим напряжением. На свойства баббитов существенно влияют твердые включения, основой для которых выступают мягкие металлы — олово и свинец.

Каждая добавка играет свою роль:

  • никель — повышает износостойкость;
  • медь — увеличивает твердость и ударную вязкость;
  • сурьма — делает сплав более прочным;
  • кадмий — противостоит коррозии.

Оловянных баббитов также существует несколько марок, среди которых — Б88, Б83, Б83С, SAE11, SAE12, ASTM2. Используют их для подшипников, которые подвергаются интенсивной нагрузке. В качестве твердых добавок в оловянные сплавы входят сурьма, кадмий, медь или никель. Из-за высокой износостойкости эти баббиты самые дорогие.

  Насадка на дрель для заточки свёрл – что это такое

К свинцовым сплавам относятся Б16, БН, БСб, БКА, БК2, БК2Ш, SAE13, SAE14, ASTM7, SAE15, ASTM15.

Они мягче, чем оловянные, обычно состоят из свинца и сурьмы в соотношении 87% к 13%, и обладают сравнительно низкой эластичностью, поэтому применяются для малонагруженных подшипников, используемых при высоких температурах, например, в дизельных моторах и прокатных станах.

Кальциевый сплав также имеет в своей основе свинец, его особенность — добавки кальция и натрия. Сплавы с кальцием используются для железнодорожных подшипников, которые сравнительно часто проверяют и меняют, так как кальциевая разновидность не обладает высокой износостойкостью.

Существует много марок этого материала, различающихся составом, но основных и наиболее часто применяемых около десяти. Состав и свойства распространенных марок влияют на то, как применяют эти сплавы.

  • Б-88 — 88% олова, сурьмы, кадмия. Это один из дорогих видов сплава, используется он в коренных подшипниках, которые должны выдерживать большие нагрузки и высокие скорости.
  • Б-83 — 83% олова, 11% сурьмы, 6% меди, применяется для средненагруженных подшипников, допустимое давление — 10-15 МПа, используется в механизмах, работающих на больших скоростях (более 1000 оборотов в минуту).
  • Б-16 — 15-17% олова, 15-17% сурьмы, 1,5-2% меди, остальное — свинец, применяется в подшипниках паровозов, электровозов, путевых машин, допустимое давление — до 10 МПа, применяется для заливки нерабочей верхней части подшипника, когда нижняя часть залита баббитом Б-83.
  • СОС6 — 5,5-6,5% цинка, 5,5-6,5% сурьмы, остальное — свинец, используется при больших нагрузках (больше 20 МПа), при температуре более 300 С, в подшипниках дизельных двигателей.
  • БМ — только для шатунных подшипников, которые устанавливают, например, на трактора. Такие детали меняют через каждые 1000 км, но масса баббита в них небольшая, поэтому деталь стоит сравнительно недорого.
  • БН — для деталей, используемых на средних скоростях, например, в судовых водопроводах, компрессорах.

Характеристика баббита

Баббит — металлический сплав, в основе которого лежит олово или свинец в различных пропорциях. Баббит является антифрикционным материалом. Это значит, что он обладает невероятно низким коэффициентом трения, а потому повсеместно используется в целях стабилизации при воздействии высоких нагрузок.

В качестве легирующих веществ используются такие металлы как медь, сурьма, кадмий, натрий, мышьяк и некоторые другие. Имеет невысокую температуру плавления – от 280 ̊С до 400 ̊С в зависимости от составляющих сплава. Чтобы понять, какими техническими характеристиками обладает баббит, нужно рассмотреть виды и марки баббита.

Стандарты

Марки баббита Б88, Б83, Б83С, Б16, БН и БС6 изготавливаются по единому ГОСТу 1320-74. В этом стандарте указан химический состав, допустимое количество примесей, размеры и форма чушек, требования к безопасности. Согласно ГОСТу, по требованию заказчика некоторые компоненты могут быть заменены, также может быть изменена форма слитков.

Читайте также:  Разновидности скоб для строительного степлера, типы и размеры

В состав этих сплавов входят металлы, вредные для человека — это свинец, сурьма. Свинец относится к 1 классу опасности, сурьма — ко 2 классу. Свинец действует на нервную систему, кровь, сосуды, сурьма оказывает раздражающее действие.

Поэтому работы с этими антифрикционными материалами (расплавление, заливку подшипников) необходимо проводить, используя средства защиты: сухую спецодежду, респиратор «Лепесток», валяную или кожаную обувь, рукавицы. На эти средства также существуют свои ГОСТы. Хранят антифрикционный сплав в закрытых проветриваемых помещениях.

Также в ГОСТе прописаны условия эксплуатации, для которых приспособлена та или иная марка баббита.

Кальциевые баббиты производятся по другому стандарту — ГОСТу 1209-90. Это сплавы под марками БКА, БК2, БК2Ш и БК2Ц.

Лом этого материала должен отвечать ГОСТу 1639-2009. Под действие этого стандарта попадают кусковой лом баббита (только оловянных разновидностей), кусковой лом свинцовых разновидностей (к нему добавляют отходы типографских сплавов), стружка оловянных баббитов и смешанная стружка.

Производство

Баббиты изготавливают как из первичных материалов, так и из вторичных, то есть переплавленного баббитового лома. Из лома в нашей стране делают до 70% этого материала. В последнем случае важно хорошо очистить лом от загрязнений и примесей.

Сплав баббит отливают в чушки — слитки определенной формы, размера и массы, которые прописаны в стандартах. При использовании сплава важно, чтобы чушки не были загрязнены. Загрязненный материал будет плохо сцепляться со вкладышами, что может привести к быстрому износу или авариям.

Свойства и применение баббита

Базальтовый картон. описание, свойства, виды, применение и цена базальтового картона

Так как баббит является суммой нескольких металлов, в том числе олова и свинца, значит, свойства его будут совокупность свойств этих элементов:

  • олово и свинец являются мягкими пластичными металлами и это идеальная основа для твердых вкраплений. Мягкая основа же сплава обусловливает плотное прилегание к детали к валу;
  • основное достоинство сплава – антифрикционность, то есть устойчивость к трению;
  • высокая степень теплопроводности – за это в сплаве отвечает олово, в итоге подшипник защищен от коррозии и перегревания;
  • для наделения сплава определенными свойствами (прочность, противоударность, антикоррозийность), в сплав добавляются дополнительные «присадки»: медь, никель, сурьма, натрий, мышьяк, кадмий, теллур и др.
  • Существуют сплавы с доминирующей ролью олова, свинца, цинка, алюминия и кальция.

Применение баббита напрямую зависит от марки сплава. БМ используется для изготовления шатунных подшипников. Такие подшипники используются в тракторах.

Баббит б-88 нашел свое применение в коренных подшипниках, которые подходят для деталей, эксплуатируемых при больших скоростях и весомой динамической нагрузкой. Примерами могут служить быстроходные и среднеоборотные дизели.

Баббит б-83 справляется со средними нагрузками, а вот сплав марки баббит б-16 широко внедрен в тяжелое машиностроение.

Антифрикционные сплавы являются не дешевым материалом, и в этой связи баббит самый доступный

Заливка подшипников баббитом

Возможность перезалить баббит во вкладыши подшипников — альтернатива замене всего подшипника. Таким образом можно значительно сэкономить. Для заливки или перезаливки вкладышей подшипников баббитом необходимы:

  • баббит в кусках 1-2 кг;
  • древесный уголь;
  • соляная кислота;
  • палочки из олова и баббита для лужения;
  • паста для промазывания неплотно прилегающих мест формы,
  • тигель для плавки металла такого объема, чтобы в нем можно было расплавить баббит для заливки вкладыша за один прием, тигель должен иметь сужающуюся кверху форму, а носик должен выходить из его нижней части;
  • форма для заливки подшипника;
  • печь или горн (выпускаются специальные электропечи);
  • вода температурой 80-90 градусов.

Если необходимо перезалить подшипники, то сначала выплавляют старый баббит. Это делают в специальных печах, а также с помощью паяльной лампы или погружением в расплавленный баббит. Старый сплав необходимо тщательно очистить и обезжирить.

Поверхность подшипника также не должна иметь никаких загрязнений. Ее также обезжиривают и протравливают для лучшего сцепления антифрикционного материала с поверхностью. Для обезжиривания используют раствор каустической соды, после это операции деталь тщательно промывают. Для травления применяют соляную кислоту. В результате на поверхности появляются мелкие бороздки.

После очистки поверхность подшипника лудят, баббит нагревают до необходимой температуры и заливают в форму подшипника. После его застывания залитый подшипник очищают и подгоняют.

Свойства баббита

По химическому составу баббит делят на три группы в зависимости от процентного соотношения компонентов:

Первые две группы с преобладанием олова используются для производства антифрикционного материала с повышенной вязкостью и малым коэффициентом трения. Баббит с применением олова по сравнению со свинцовым характеризируется высокой износостойкостью, стойкость к коррозии и теплопроводностью.

Третья группа на основе свинца применяется для производства подшипников прокатных станов и дизельных двигателей. Обладает большей рабочей температурой чем баббит на основе олова.

Для придание необходимых свойств в качестве присадок легирующего типа могут использоваться: медь, мышьяк, сурьма, никель, теллур, натрий, кадмий, кальций и магний. Температура плавления баббита составляет диапазон от 300 до 440 градусов Цельсия.

  Как прозвонить лампочку мультиметром

Баббит может производится с добавлением кальции для использования в подшипниках железнодорожного транспорта.

Самый главным недостатком всех групп баббитов является малое сопротивление усталости, из-за чего изделия из этого материала часто ухудшают свою работоспособность. Пытаясь компенсировать этот недостаток, производители используют его только при создании подшипников из бронзового или чугунно-стального корпуса.

От толщины слоя баббита зависит продолжительность работоспособности изделия, чем меньше слой – тем больше прослужит такое изделие.

Оборудование

Какое оборудование используется для заливки подшипников баббитом? Для этого производят специальные комплекты оборудования, например, КО-2, на котором подшипники изготавливаются методом центробежного литья.

Этот комплект выпускают в нескольких модификациях:

  • МПС — для заливки подшипников скольжения 8ТН.263.028 и 8ТН.263.029;
  • D360 x L310 — для заливки подшипников скольжения с наружным диаметром до 360 мм, внутренним диаметром от 40 мм и длиной до 310 мм;
  • D950 x L500 — для заливки подшипников скольжения с внешним диаметром до 950 мм, внутренним диаметром от 60 мм и длиной 500 мм.

Использование специального оборудования позволяет заливать баббит более аккуратно, без перерасхода и дефектов.

Для выплавки баббита из вкладышей старых подшипников также выпускаются специальные печи, например, камерные типа ПКН разного размера и мощности:

  • ПКН-0,6-2000 мощностью 100 кВт,
  • ПКН-0,6-180 мощностью 26 кВт.

Печи сделаны из огнеупорных материалов, а в качестве нагревателей используются спирали из проволоки суперфехраль. Они оборудованы поддоном для установки вкладышей подшипников и лотком для слива расплавленного баббита.

Для заливки сплава во вкладыши подшипников применяются и другие типы печей, например, ППН с нижним клапаном разлива. В такие печи помещают тигели с баббитом. Они также нагреваются электрическими нагревателями. Такие печи имеют канал для аварийного слива, управляются с пульта, на котором задаются режимы работы. Печи типа ППН позволяют дозировано разливать баббит во вкладыши подшипников.

Как купить качественный сплав

От качества сплава зависит, насколько хорошо будут работать механизмы, в которых он используется. Поэтому следует покупать только баббит, изготовленный по ГОСТу.

Слитки должны быть чистыми, однородными, на них должны стоять (быть выдавлены) марка материала, номер плавки и товарный знак предприятия. Важно, чтобы состав сплава соответствовал цели, для которой его будут применять.

Не стоит гнаться за очень низкой ценой. Сплав Б83 продается по цене примерно 1 300 000 р за 1 т. Лом баббита дешевле, чем первичный материал — 500-600 рублей за килограмм.

Баббит Б16 стоит дешевле — около 350 тысяч рублей за тонну. Предприятия, которые занимаются оптовыми поставками, могут установить свои цены, они ниже, чем розничные.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector