Баббит металл или подшипник металл , представляет собой любое из нескольких сплавов , используемых для поверхности подшипника в подшипнике скольжения .
Оригинальный сплав Бэббита был изобретен в 1839 году Исааком Бэббитом [1] в Тонтоне , Массачусетс , США. Он раскрыл один из своих рецептов сплава, но сохранил другие в качестве коммерческой тайны . [2] Другие формулировки были разработаны позже. [3] Как и другие термины, одноименное происхождение которых давно не используется (например, дизельный двигатель или евстахиева труба ), термин « баббитовый металл» часто обозначается строчными буквами. [3] [4] Это предпочтительнее, чем термин " белый металл".«, потому что последний термин может относиться к различным сплавам подшипников, сплавам на основе свинца или олова или цинку, отлитому под давлением.
Баббит металл наиболее часто используются в качестве тонкого поверхностного слоя в сложной, мульти-металлической конструкции, но его первоначальное использование было в качестве актеров - на месте объемного материал подшипника. Металл баббита отличается устойчивостью к истиранию . Баббитовый металл мягкий и легко повреждается, что говорит о том, что он может не подходить для несущей поверхности. Однако его структура состоит из мелких твердых кристаллов, рассеянных в более мягком металле, что делает его композитным материалом с металлической матрицей.. По мере износа подшипника более мягкий металл несколько разрушается, создавая пути для смазки между высокими твердыми точками, которые обеспечивают фактическую поверхность подшипника. Когда олово используется в качестве более мягкого металла, трение заставляет олово плавиться и действовать как смазка, защищая подшипник от износа, когда другие смазочные материалы отсутствуют.
В двигателях внутреннего сгорания используется баббитовый металл, в основе которого лежит олово, поскольку он может выдерживать циклические нагрузки. Бэббит на основе свинца имеет тенденцию к деформации и образованию трещин, но он подходит для инструментов постоянной токарной обработки, таких как пильные полотна. [ требуется разъяснение ]
Традиционные подшипники Babbitt [ править ]
В традиционном стиле металлических подшипников из баббита чугунный опорный блок собирается свободно вокруг вала, при этом вал находится примерно в своем окончательном положении. Внутренняя поверхность блока подушки чугуна часто просверлены , чтобы сформировать ключ , чтобы найти опорный металл , как она отлита на месте. Вал покрыт сажей в качестве разделительного агента , концы подшипника набиты глиной , а расплавленный металл вылился в полость вокруг вала, первоначально наполовину заполняя опорный блок. Подшипник раздел, а металл обрежется обратно к верхней поверхности блока подушки. Закаленный баббитовый металл достаточно мягкий , чтобы его можно было разрезать ножомили острая стамеска .
Стальная прокладка вставлена для защиты лица нижнего вкладыша подшипника , и в пространство в крышке блока подушки от вала. После повторного запечатывания концов глиной наливают больше металла, чтобы заполнить крышку блока подушки через отверстие в верхней части крышки блока подушки, которое в конечном итоге станет отверстием для смазки.
Затем две половины подшипника разделяются на регулировочной шайбе, масляные отверстия очищаются от металла и масляные каналы врезаются в поверхность нового подшипника. Вал замазан инженерным синими вращается в подшипнике. При разборке подшипника синий цвет заполняет пустоты и стирается с выступов. Высокие точки соскабливаются, и процесс повторяется до тех пор, пока при удалении стержня не появится однородный и равномерно распределенный узор синего цвета. Затем подшипник очищается, смазывается и устанавливается регулировочными шайбами, так что вал надежно удерживается, но не заедает в подшипнике. Затем подшипник «приработан» за счет сильной смазки при малых нагрузках и оборотах, завершая процесс обнажения твердой поверхности подшипника. После окончательной регулировки прокладки получается очень надежный подшипник с высокой нагрузочной способностью.
До появления дешевых электродвигателей мощность распределялась по фабрикам от центрального двигателя через верхние валы, вращающиеся в сотнях баббитовых подшипников.
Выражение а «запустить подшипник» , также вытекает из этого стиля подшипника, так как отказ смазки приведет к тепловому построить до из - за трения в подшипнике, в конечном итоге приводит к подшипниковому металлу сжижению и работает из блока подушек.
Современные подшипники Babbitt [ править ]
До середины 1950-х годов литые подшипники из баббита были обычным явлением в автомобильной промышленности. Бэббит наливали в блок или колпачки с помощью формы. Использовались баббиты на основе олова, поскольку они могли выдерживать ударные нагрузки на шатуны и коленчатый вал.. Залитые подшипники Babbitt были тонкими. У стержней и крышек были бы прокладки, которые можно было снимать по мере ношения Babbitt. Известно, что Ford использовал два 0,002 дюйма на каждой крышке, а Babbitt состоял из 86% олова, 7% меди, 7% сурьмы (см. Каталоги KRW для модели T). Стальные прокладки использовались в качестве латунных прокладок, используемых сегодня, как правило. сжимаются с течением времени, что способствует сокращению срока службы подшипников. Залитые подшипники из бэббита обычно используют более 50 000 миль до того, как потребуют замены. Известно, что залитые подшипники из бэббита выходят из строя изящно, что позволяет автомобилю работать в течение продолжительных периодов времени. вряд ли повредит коленчатый вал.
В более современной практике подшипники шатуна коленчатого вала и шатуна в современном автомобильном двигателе изготавливаются из сменного стального кожуха, прикрепленного к крышкам подшипников шпонкой. Внутренняя поверхность стальной оболочки гальваническое покрытием из бронзы , которая , в свою очередь , покрытая тонким слоем металла , как Бэбобьет поверхность подшипника.
Процесс укладки этого слоя белого металла известен как баббит.
Альтернативные подшипники [ править ]
Во многих сферах применения подшипники качения , такие как шариковые или роликовые подшипники , заменили подшипники Баббита. Хотя такие подшипники могут иметь более низкий коэффициент трения, чем подшипники скольжения, их ключевым преимуществом является то, что они могут надежно работать без непрерывной подачи смазки под давлением. Шариковые и роликовые подшипники также могут использоваться в конфигурациях, которые должны выдерживать как радиальные, так и осевые нагрузки . Однако подшипникам качения не хватает полезных демпфирующих свойств и способности выдерживать ударные нагрузки, которые обеспечивают подшипники с жидкостной пленкой, такие как Babbitt.
Бэббитовые сплавы [ править ]
| Названия отрасли | Класс ASTM | Комментарии | Sn | Pb | Cu | Sb | В виде | др. | Предел текучести , psi D (МПа) | Кажущийся предел упругости Джонсона, фунт / кв. Дюйм (МПа) E | Точка плавления ° F (° C) | Правильная температура заливки ° F (° C) | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 20 ° С (68 ° F) | 100 ° С (212 ° F) | 20 ° С (68 ° F) | 100 ° С (212 ° F) | |||||||||||
| № 1 [5] | 1 | 90–92 | ≤ 0,35 | 4–5 | 4–5 | 4400 (30,3) [6] | 2650 (18,3) [6] | 2450 (16,9) [6] | 1050 (7,2) [6] | 433 (223) [6] | 825 (441) [6] | |||
| Подлинный никель [5] | 2 | Наиболее распространенный и промышленный стандарт для футеровки подшипников. | 88–90 | ≤ 0,35 | 3–4 | 7–8 | 6100 (42,0) [6] | 3000 (20,6) [6] | 3350 (23,1) [6] | 1100 (7,6) [6] | 466 (241) [6] | 795 (424) [6] | ||
| Супер крутой [5] | 3 | 83–85 | ≤ 0,35 | 7,5–8,5 | 7,5–8,5 | 6600 (45,5) [6] | 3150 (21,7) [6] | 5350 (36,9) [6] | 1300 (9,0) [6] | 464 (240) [6] | 915 (491) [6] | |||
| 4 класс [5] | 4 | 74–76 | 9,3–10,7 | 2,5–3,5 | 11–13 | |||||||||
| 11 класс [5] | 11 | 86–89 | ≤ 0,35 | 5–6,5 | 6–7,5 | |||||||||
| Сильное давление [5] | 7 | 9,3–10,7 | 72,5–76,5 | 14–16 | 0,3–0,6 | 3550 (24,5) [6] | 1600 (11,0) [6] | 2500 (17,2) [6] | 1350 (9,3) [6] | 464 (240) [6] | 640 (338) [6] | |||
| Королевский [5] | 8 | 4,5–5,5 | 77,9–81,2 | 14–16 | 0,3–0,6 | 3400 (23,4) [6] | 1750 (12,1) [6] | 2650 (18,3) [6] | 1200 (8,3) [6] | 459 (237) [6] | 645 (341) [6] | |||
| 13 класс [5] | 13 | 5,5–6,5 | 82,5–85 | 9,5–10,5 | ≤ 0,25 | |||||||||
| Дурит [5] | 15 | 0,8–1,2 | 79,9–83,9 | 14,5–17,5 | 0,8–1,4 | |||||||||
| D Значения предела текучести были взяты из кривых растяжения при деформации 0,125% от расчетной длины [6] |
| Кажущийся предел упругости Э. Джонсона принимается как единичное напряжение в точке, где наклон касательной к кривой в 2/3 раза больше ее наклона в начале координат [6] |
Наука о выборе бэббита [ править ]
Проектирование баббитовой футеровки подшипника обычно завершается во время проектирования машины. При выборе подходящего типа баббита для конкретной работы необходимо учитывать ряд факторов, наиболее важными из которых являются следующие:
- Поверхностная скорость вала
- Нагрузка, которую должен выдерживать подшипник
Нет сомнений в том, что если подшипник должен быть сильно нагружен по сравнению с его размером, желателен сплав с высоким содержанием олова; тогда как для гораздо более медленной работы и менее нагруженных подшипников можно использовать бэббит на основе свинца, который намного более экономичен.
1. Поверхностная скорость вала: (Количество футов, пройденных валом в минуту по окружности.)
Формула : (Pi x D x об / мин) / 12 = S
Пример : определить поверхность вала диаметром 2 дюйма, совершающего 1400 оборотов в минуту (об / мин)
(Pi x D x об / мин) / 12 = (3,1416 x 2 x 1,400) / 12 = 733,04 футов / мин
Где: Pi = 3,1416, D = Диаметр вала, S = Поверхностная скорость вала.
2. Нагрузочный подшипник должен нести: (вес, действующий через совокупные веса вала и любые другие прямые веса на вал, и измеряется в фунтах на квадратный дюйм .)
Формула : W / (ID x LOB) = L
Пример : Определите нагрузку на подшипник подшипника с внутренним диаметром 2 дюйма, длиной 5 дюймов и весом 3100 фунтов
W / (ID x LOB) = 3100 / (2 x 5) = 310 фунтов / кв. Дюйм
Где: W = общая масса подшипника, ID = внутренний диаметр подшипника, LOB = длина подшипника, L = нагрузка, необходимая для переноски.
Выбор подшипника баббита [ править ]
Хотя это и не подлежит точным расчетам, необходимо также учитывать следующие соображения:
- Непрерывность обслуживания
- Характеристики склеивания
- Холодильные установки
- Смазка
- Чистота
- График технического обслуживания используемого подшипника
- Например, подшипник, постоянно использующийся в суровых условиях без регулярного обслуживания, потребует другого бэббита и смазки, чем подшипник, который периодически используется в чистой и легкой среде. Это так называемое искусство на самом деле представляет собой концентрацию опыта техника и опыта восстанавливаемого подшипника.
Если подшипник хорошо зарекомендовал себя в течение многих лет, его необходимо просто восстановить в соответствии с его первоначальной спецификацией и формулой. В этом случае наибольшее беспокойство техника вызывает:
- Подготовка поверхности вкладыша подшипника
- Связующие характеристики состава для лужения и слоя баббита и,
- Подготовка и отделка несущей поверхности
Эко-Бэббит [ править ]
Eco-Babbitt - это сплав 90% Sn, 7% Zn, 3% Cu, который технически не является металлом Babbitt. См. Раздел « Припой # Сплавы для припоя» для получения дополнительной информации об Eco-Babbitt. [7]
Ссылки [ править ]
- ^ Геллеманс, Александр; Букет, Брайан (1988). Расписания науки . Саймон и Шустер . п. 305. ISBN 0671621300.
- ^ Исаак Бэббит, "Способ изготовления ящиков для осей и поршней", патент США № 1252 (выпущено: 17 июля 1839 г.). Бэббит не запатентовал свой сплав, хотя и заявляет его формулировку: «Внутренние части ящиков должны быть облицованы любым из более твердых видов состава, известных под названиями британский металл или олово, основу которого составляет блочное олово. «Отличное соединение для этой цели я приготовил, взяв около 50 частей олова, пять частей сурьмы и одну часть меди, но я не собираюсь ограничиваться этим конкретным составом».
- ^ а б Оберг и Грин 1996 , стр. 2150.
- ^ Словарь американского наследия, 4-е изд., Заглавное слово баббит-металл .
- ^ a b c d e f g h i "Классификации Бэббита" . Каппа Alloy & Wire, Inc. Архивировано из оригинала 21 сентября 2013 года . Проверено 25 октября 2012 года .
- ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z aa ab ac ad ae af "Искусство и наука селекции Бэббита" . Каппа Alloy & Wire, Inc . Проверено 26 октября 2012 года .
- ^ Kapp Alloy & Wire, Inc. "Kapp Eco-Babbitt" . Каппа Alloy & Wire, Inc . Проверено 10 апреля 2013 года .
Библиография [ править ]
- Хоутон Миффлин (2000). Словарь английского языка американского наследия (4-е изд.). Бостон и Нью-Йорк: Houghton Mifflin. ISBN 978-0-395-82517-4..
- Оберг, Эрик; Грин, Роберт Э. (1996). Справочник по машинному оборудованию: Справочник для инженера-механика, конструктора, инженера-технолога, рисовальщика, инструментальщика и машиниста . Промышленная пресса. ISBN 9780831125752.
Внешние ссылки [ править ]
 | Найдите babbitt metal или babbitt в Викисловаре, бесплатном словаре. |
- «Как формуют белый металл на подшипниках шатуна паровозов» . Ропли, железная дорога Мид-Хантс. Архивировано из оригинала на 2011-10-09 . Проверено 1 июля 2011 .
- «Как заливать подшипники Бэббита» . WikiHow.
