Perangkat mekanis sering digunakan dalam aktivitas manusia. Keandalan bagian yang bergerak dalam mekanisme apa pun dipastikan dengan mengurangi gesekan dan deformasi. Untuk ini, bahan khusus yang disebut antifriction digunakan. Tujuan utamanya adalah untuk mengurangi koefisien gesekan, memfasilitasi geser permukaan mekanisme yang bergerak. Artikel ini akan membahas sifat anti-gesekan dari berbagai bahan yang digunakan untuk tujuan tersebut.
Jenis gesekan
Gesekan terjadi ketika benda bergerak yang bersentuhan satu sama lain. Ada dua jenis utama:
- Kering - permukaan benda padat bersentuhan langsung. Ini diamati pada penggerak sabuk dan gesekan.
- Cair - ketika ada lapisan minyak cairan antara bagian-bagian dari mekanisme dan tubuh tidak menyentuh. Ditemukan di bantalan dorong, bantalan.
Dan juga membedakanjenis gesekan menengah: semi-kering dan semi-cair.
Mengenai gerakan benda, jenis gesekan berikut dicatat:
- istirahat - terjadi ketika anggota tubuh lainnya relatif;
- slip - memanifestasikan dirinya dengan gerakan relatif mekanisme;
- bergulir - gesekan luar saat menggelindingkan benda.
Bergantung pada jenis gesekan, bahan dengan sifat anti-gesekan tertentu dipilih untuk permukaan benda.
Jenis bahan yang digunakan untuk mengurangi gesekan
Semua bahan anti-gesekan yang memberikan koefisien gesekan rendah dibagi menjadi:
- Logam - paduan tiga logam digunakan, yang mengandung tembaga (babbits). Dirancang untuk bekerja dalam mode gesekan cair.
- Bubuk - berbahan dasar besi dan tembaga dengan penambahan grafit dan sulfida. Digunakan pada bantalan biasa.
- Self-lubricating sinter - bahan dari berbagai kombinasi besi dengan grafit, tembaga dan perunggu digunakan untuk pembuatan. Mereka digunakan untuk produksi bantalan biasa pada kecepatan rendah dan tanpa adanya beban kejut. Sifat anti-gesekan yang baik memungkinkannya dipasang di tempat yang sulit dilumasi.
- Dengan komponen pelumas padat - sebagai lapisan tipis pada permukaan bagian, partikel pelumas padat yang terdiri dari klorida, oksida logam, fluorida, plastik diterapkan. Produk beroperasi pada kecepatan geser yang lebih tinggi.
- Non-logam - terbuat dariplastik: termoplastik dan termoset. Digunakan untuk bantalan baling-baling, rolling mills.
- Metal-polimer - terdiri dari komponen heterogen. Mereka dibagi menjadi matriks, tersebar dan berlapis. Digunakan untuk produksi bantalan biasa, roda gigi dan sprocket.
- Mineral - gunakan alami (batu akik) dan buatan (korundum). Mereka membuat bantalan kecil tahan aus untuk takometer, jam, giroskop.
Setiap bahan menemukan aplikasinya untuk memproduksi suku cadang sesuai dengan sifat anti-gesekannya.
Paduan gesekan rendah
Dari paduan tersebut, cangkang bantalan gesekan dibuat, sehingga harus memiliki:
- Koefisien gesekan rendah dibandingkan dengan bahan poros, yang paling sering adalah baja yang dikeraskan.
- Konduktivitas termal yang baik.
- Ketahanan korosi.
- Kekerasan kecil.
- Properti yang memungkinkan minyak dipertahankan.
Untuk memenuhi sifat-sifat yang tercantum, struktur paduan harus mencakup logam dengan sifat anti-gesekan, yang meningkatkan kelembutan dan keuletan alasnya. Dan itu sudah diselingi dengan partikel padat yang terdiri dari senyawa kimia. Dalam hal ini, poros dengan cepat masuk ke bantalan, lekukan kecil muncul di atasnya dari partikel padat, yang diisi dengan minyak dan melaluinya produk aus dihilangkan. Berdasarkan timah, timah, tembaga, kadmium, bismut,dan inklusi dibuat dari paduan antimon dan tembaga.
Penggunaan paduan perunggu dalam satuan gesekan
Perunggu adalah paduan tembaga dengan berbagai logam, yang mungkin termasuk timah, aluminium, silikon, timbal, berilium, dan banyak aditif lainnya. Bergantung pada persentase satu atau lain elemen yang termasuk dalam komposisinya, perunggu disebut timah, aluminium, timah. Perunggu banyak digunakan dalam pembuatan produk yang digunakan dengan gesekan yang meningkat. Perunggu terbaik dianggap memiliki sifat anti-gesekan, dibuat berdasarkan timah.
Timah-fosfor telah menunjukkan diri dengan sangat baik, dari mana bantalan bantalan dibuat, beroperasi di bawah beban yang signifikan dan pada kecepatan tinggi. Satu-satunya kelemahan adalah biayanya yang tinggi, sehingga digantikan oleh aluminium dan perunggu timah. Saat bekerja di lingkungan yang agresif, perunggu aluminium sering digunakan untuk bantalan busing. Mereka, selain tahan terhadap gesekan, memiliki ketahanan korosi yang baik. Timbal memberikan koefisien gesekan yang rendah. Bahan-bahan ini digunakan untuk membuat cangkang bantalan untuk operasi tekanan tinggi dan kecepatan tinggi.
Paduan anti-gesekan: komposisi dan sifat
Dalam industri, untuk pembuatan bagian mekanisme gosok, berbagai paduan digunakan dengan koefisien gesekan yang kecil:
- Kuningan adalah paduan yang komponen utamanya adalah tembaga dan seng. Ini mungkin termasuk komponen dalam bentukaluminium, timah, timah, mangan dan elemen lainnya. Dalam hal kekuatan dan koefisien gesekan yang rendah, ini lebih rendah daripada perunggu dan digunakan dalam pembuatan bantalan biasa yang beroperasi pada kecepatan rendah.
- Babbit adalah paduan kompleks dengan komposisi dan sifat fisik yang berbeda, tetapi terdiri dari satu basa lunak: timah atau timah dengan penambahan keras paduan logam alkali, tembaga atau antimon. Karena alasnya yang lunak, bantalan berjalan dengan baik ke poros, dan aditif keras meningkatkan ketahanan aus. Kualitas anti-gesekan yang tinggi dari babbitt, tetapi kekuatannya lebih rendah daripada perunggu dan besi tuang, memungkinkan untuk menggunakannya hanya untuk mengaplikasikan lapisan tipis pada permukaan produk.
Sifat minyak
Untuk menjamin keandalan dan efisiensi bagian gosok, mengurangi gesekan geser, minyak pelumas digunakan. Mereka semua diklasifikasikan berdasarkan:
- asal;
- cara penerimaan;
- ditugaskan.
Oli pelumas melakukan fungsi berikut:
- mengurangi gesekan antara bagian yang bersentuhan;
- mengurangi keausan dan mencegah lecet;
- memberikan pembuangan panas dari menggosok bagian;
- melindungi dari korosi.
Sifat anti-gesekan minyak terletak pada kemampuannya untuk mengurangi jumlah energi untuk gesekan. Viskositas adalah indikator utama dari sifat-sifat ini dan ditentukan oleh komposisi karbon dan fraksional. Untuk meningkatkan kualitas minyak, berbagaiaditif antifriction untuk meningkatkan daya, memperpanjang operasi unit, mengurangi beban. Mereka meningkatkan sifat minyak, meningkatkan waktu penggantian komposisi pelumas. Aditif anti-gesekan berkontribusi pada penciptaan lapisan pelindung selama interaksi bagian-bagian, meratakan permukaannya, dan menghaluskan gesekan. Dengan membuat film yang berminyak dan tahan lama, mereka mengurangi keausan pada suku cadang.
Sifat anti-gesekan dari polimer epoksi
Polimer epoksi adalah cairan kental yang mengeras ketika berbagai zat organik ditambahkan ke dalamnya. Mereka memiliki kekuatan mekanik yang tinggi dan digunakan untuk merekatkan beton, logam, kaca dan kayu. Karena sifat-sifat ini, mereka digunakan untuk produksi bagian polimer-logam, memproduksi busing, roller, roda gigi, bantalan dan kopling.
Pengisi memberikan karakteristik anti-gesekan yang tinggi pada produk polimer epoksi. Suku cadang dapat berjalan tanpa pelumasan jika digunakan pembasahan air. Pelapis tahan cuaca dan bahan kimia.
Bahan anti-gesekan non-logam
Untuk bantalan biasa, dua jenis plastik yang sering digunakan:
- Termosetting - ini termasuk textolite, yang digunakan untuk memproduksi bantalan untuk rolling mill, baling-baling dan mesin hidrolik. Suku cadang adalah tugas berat, dilumasi air dan didinginkan.
- Termoplastik - poliamida banyak digunakan: fluoroplastik, nilon, dan anid. Manfaatnya tinggisifat anti-gesekan bahan, ketahanan korosi dan ketahanan aus yang baik di bawah beban tinggi dan kecepatan geser.
Untuk mengurangi gesekan antar bagian, berbagai pengisi diperkenalkan dalam bentuk pelumas padat, yang bila digunakan di permukaan, membuat struktur kristal cair. Perlu dicatat bahwa fluoroplast memiliki koefisien gesekan yang sangat rendah, tetapi disipasi panas yang buruk dan fluiditas di bawah beban dianggap merugikan, sehingga digunakan bersama dengan bahan lain.
Kesimpulan
Bahan anti-gesekan cocok untuk pembuatan liner dan bantalan, yang mudah diganti saat aus. Bahan baku untuk produk harus memiliki koefisien gesekan yang lebih tinggi, yaitu, ketika bagian-bagian tersebut bersentuhan, bagian mekanisme yang sulit diganti tetap tidak rusak. Ini terjadi hanya jika bahan dari bagian yang berharga memiliki sifat anti-gesekan yang sangat baik dibandingkan analog.
