Žmogaus veikloje dažnai naudojami mechaniniai įrenginiai. Judančių dalių patikimumas bet kokiame mechanizme užtikrinamas sumažinus trintį ir deformaciją. Tam naudojamos specialios medžiagos, vadinamos antifrikcija. Pagrindinis jų tikslas – sumažinti trinties koeficientą, palengvinant mechanizmų judančių paviršių slydimą. Šiame straipsnyje bus aptariamos įvairių šiems tikslams naudojamų medžiagų trinties savybės.
Trinties tipai
Trintis atsiranda, kai juda kūnai, kurie liečiasi vienas su kitu. Yra du pagrindiniai tipai:
- Sausas – kietųjų medžiagų paviršiai tiesiogiai liečiasi. Tai pastebima diržinėse ir frikcinėse pavarose.
- Skystis – kai tarp mechanizmų dalių yra alyvinis skysčio sluoksnis ir korpusai nesiliečia. Rasta traukos guoliuose, guoliuose.
Ir taip pat atskirtitarpiniai trinties tipai: pusiau sausas ir pusiau skystas.
Kalbant apie kūnų judėjimą, pastebimi šie trinties tipai:
- poilsis – atsiranda, kai santykinis kūnų poilsis;
- slydimas – pasireiškia santykiniu mechanizmų judėjimu;
- riedėjimas – išorinė trintis riedant kūnus.
Priklausomai nuo trinties tipo, kėbulų paviršiams parenkama tam tikromis antifrikcinėmis savybėmis pasižyminti medžiaga.
Trinčiai sumažinti naudojamų medžiagų tipai
Visos antifrikcinės medžiagos, užtikrinančios mažą trinties koeficientą, skirstomos į:
- Metalas – naudojami trijų metalų lydiniai, kuriuose yra vario (babitai). Sukurta veikti skysčių trinties režimu.
- Milteliai – geležies ir vario pagrindu, pridedant grafito ir sulfidų. Naudojamas slydimo guoliuose.
- Savaitepintis sukepintas - gamybai naudojamos įvairių geležies ir grafito, vario ir bronzos derinių medžiagos. Jie naudojami slydimo guolių gamybai esant mažam greičiui ir nesant smūginių apkrovų. Geros antifrikcinės savybės leidžia jas montuoti tose vietose, kur sunku sutepti.
- Su kietaisiais tepimo komponentais – plonu sluoksniu ant dalių paviršiaus užtepamos kieto tepalo dalelės, susidedančios iš chloridų, metalų oksidų, fluoridų, plastikų. Produktai veikia didesniu slydimo greičiu.
- Nemetalinis – pagamintas išplastikai: termoplastiniai ir termoreaktingi. Naudojamas sraigtiniams guoliams, valcavimo staklėms.
- Metalo polimeras – susideda iš nevienalyčių komponentų. Jie skirstomi į matricinius, dispersinius ir sluoksniuotus. Naudojamas slydimo guoliams, krumpliaračiams ir žvaigždutėms gaminti.
- Mineralai – naudokite natūralius (agatas) ir dirbtinius (korundas). Jie gamina nedidelius dilimui atsparius guolius tachometrams, laikrodžiams, giroskopams.
Kiekviena medžiaga pritaikoma gaminant dalis pagal savo antifrikcines savybes.
Mažos trinties lydiniai
Iš tokių lydinių gaminami frikciniai guolių korpusai, todėl juose turi būti:
- Mažas trinties koeficientas, palyginti su veleno medžiaga, kuri dažniausiai yra grūdintas plienas.
- Geras šilumos laidumas.
- Atsparumas korozijai.
- Mažas kietumas.
- Savybė, kuri leidžia išlaikyti riebalus.
Kad atitiktų išvardytas savybes, lydinio struktūroje turi būti antifrikcinių savybių turinčių metalų, kurie padidino pagrindo minkštumą ir lankstumą. Ir jis jau yra įsiterpęs su kietomis dalelėmis, susidedančiomis iš cheminių junginių. Tokiu atveju velenas greitai pribėgamas prie guolio, ant jo iš kietųjų dalelių atsiranda nedideli grioveliai, kurie užpildomi tepalu ir per kuriuos pašalinami susidėvėjimo produktai. Alavo, švino, vario, kadmio, bismuto,ir inkliuzai pagaminti iš stibio ir vario lydinių.
Bronzos lydinių naudojimas trinties mazguose
Bronza yra vario lydinys su įvairiais metalais, kuriuose gali būti alavo, aliuminio, silicio, švino, berilio ir daug kitų priedų. Priklausomai nuo vieno ar kito elemento, esančio jo sudėtyje, procento, bronza vadinama alavu, aliuminiu, švinu. Bronza plačiai naudojama gaminant produktus, kurie naudojami su padidinta trintimi. Geriausios bronzos yra laikomos antifrikcinėmis savybėmis, pagamintos iš alavo.
Ypač gerai pasirodė alavo fosforas, iš kurio gaminami guoliai, veikiantys esant didelei apkrovai ir dideliu greičiu. Vienintelis trūkumas – didelė jų kaina, todėl jas keičia aliuminio ir švino bronzos. Dirbant agresyvioje aplinkoje, aliuminio bronza dažnai naudojama guolių įvorėms. Jie, be atsparumo trinčiai, turi gerą atsparumą korozijai. Švinas užtikrina mažą trinties koeficientą. Šios medžiagos naudojamos aukšto slėgio ir didelio greičio guolių korpusams gaminti.
Antitrinties lydiniai: sudėtis ir savybės
Pramonėje, besitrinančių mechanizmų dalių gamyboje, naudojami įvairūs lydiniai su nedideliu trinties koeficientu:
- Žalvaris yra lydinys, kurio pagrindiniai komponentai yra varis ir cinkas. Formoje gali būti komponentųaliuminis, alavas, švinas, manganas ir kiti elementai. Pagal stiprumą ir mažą trinties koeficientą jis yra prastesnis už bronzą ir yra naudojamas gaminant slydimo guolius, veikiančius mažu greičiu.
- Babbit yra sudėtingi lydiniai, turintys skirtingą sudėtį ir fizines savybes, bet sudaryti iš vieno minkšto pagrindo: alavo arba švino su kietais šarminių metalų lydinių, vario arba stibio priedais. Dėl minkšto pagrindo guoliai gerai įsilieja į veleną, o kieti priedai padidina atsparumą dilimui. Aukštos trinties savybės, bet mažesnis nei bronzos ir ketaus stiprumas, leidžia juos naudoti tik plonu sluoksniu padengti gaminių paviršių.
Aliejų savybės
Siekiant užtikrinti besitrinančių dalių patikimumą ir efektyvumą, mažinant slydimo trintį, naudojamos tepalinės alyvos. Jie visi klasifikuojami pagal:
- kilmė;
- gavimo būdas;
- priskirta.
Tepalinės alyvos atlieka šias funkcijas:
- sumažinti trintį tarp besiliečiančių dalių;
- mažinti susidėvėjimą ir išvengti trinties;
- užtikrinkite šilumos išsklaidymą nuo besitrinančių dalių;
- apsaugokite nuo korozijos.
Alyvų antifrikcinės savybės priklauso nuo jų gebėjimo sumažinti trinties energijos kiekį. Klampumas yra pagrindinis šių savybių rodiklis, kurį lemia anglies ir frakcijų sudėtis. Aliejų kokybei pagerinti įvairiųantifrikciniai priedai, skirti padidinti galią, prailginti įrenginio veikimą, sumažinti apkrovas. Jie pagerina alyvų savybes, padidindami tepalo sudėties keitimo laiką. Antifrikciniai priedai prisideda prie apsauginio sluoksnio susidarymo dalims sąveikaujant, išlygina jų paviršius ir išlygina trintį. Sukurdami riebią, patvarią plėvelę, jos sumažina dalių nusidėvėjimą.
Epoksidinių polimerų antifrikcinės savybės
Epoksidiniai polimerai yra klampūs skysčiai, kurie kietėja, kai į juos pridedama įvairių organinių medžiagų. Jie pasižymi dideliu mechaniniu stiprumu ir yra naudojami betonui, metalui, stiklui ir medžiui klijuoti. Dėl šių savybių jie naudojami metalo-polimero dalių gamybai, gaminant įvores, volelius, krumpliaračius, guolius ir movas.
Užpildai suteikia epoksidinių polimerų gaminiams aukštas antitrinties savybes. Dalys gali veikti be tepimo, jei naudojamas drėkinimas vandeniu. Dangos yra atsparios oro sąlygoms ir cheminėms medžiagoms.
Nemetalinės antifrikcinės medžiagos
Slydimo guoliams dažnai naudojami dviejų tipų plastikai:
- Termoreaktingumas – tai tekstolitas, naudojamas valcavimo staklynų, sraigtų ir hidraulinių mašinų guoliams gaminti. Dalys yra tvirtos, sutepamos vandeniu ir aušinamos.
- Termoplastika – plačiai naudojami poliamidai: fluoroplastas, nailonas, anidas. Privalumai yra didelimedžiagų antifrikcinės savybės, atsparumas korozijai ir geras atsparumas dilimui esant didelėms apkrovoms ir slydimo greičiui.
Siekiant sumažinti trintį tarp dalių, įvedami įvairūs užpildai kietų tepalų pavidalu, kuriuos naudojant ant paviršiaus susidaro skystųjų kristalų struktūra. Verta paminėti, kad fluoroplastas turi labai mažą trinties koeficientą, tačiau blogas šilumos išsklaidymo ir sklandumo esant apkrovai trūkumas, todėl jis naudojamas kartu su kitomis medžiagomis.
Išvada
Antitrinties medžiagos tinka įdėklams ir guoliams gaminti, kurie nusidėvėję lengvai pakeičiami. Žaliava gaminiui turi turėti didesnį trinties koeficientą, t.y., dalims susilietus, sunkiai pakeičiama mechanizmo dalis lieka nepažeista. Tai atsitinka tik tada, kai vertingos dalies medžiaga turi puikias antifrikcines savybes, palyginti su analogu.
