Gids voor de keuze van gemeenschappelijke dragermaterialen

De keuze van lagers heeft een directe invloed op de betrouwbaarheid en de levensduur van mechanische systemen en vereist een afstemming met de bedrijfsomstandigheden (belasting, snelheid, omgeving).De belangrijkste lagers worden in drie soorten ingedeeld:Hieronder volgt een technische analyse van hun kenmerken en toepassingsscenario's.

I. Metalen materialen: de belangrijkste keuze voor hoogsterke draagkracht

1. Lagers (Babbitt-legeringen/witte metalen)

• Samenstelling en structuur: legeringen van zachte matrix met tin of lood als basis, met harde korrels van antimon-tin (Sb-Sn) en kopertin (Cu-Sn).
• Belangrijkste voordelen:
  • Een zachte matrix zorgt voor een hoge buigzaamheid en conformiteit, terwijl harde korrels de slijtvastheid verbeteren;
  • Uitzonderlijke inbouwbaarheid (laat verontreinigingsdeeltjes inbrengen, waardoor krassen voorkomen) en anti-lijm slijtageigenschappen;
  • Goede thermische geleidbaarheid (vermindert de accumulatie van wrijvingswarmte) en olieaadsorptie (verbetert de smering).
• Beperkingen:
  ▪ Slechte sterkte, waardoor het nodig is om een dunne laag (0,5 ∼5 mm) te gieten op bronzen, staal of gietijzeren behuizingen;
  ▪ Goedkoop, geschikt voor zware ladingen, met een gemiddelde snelheid en met strenge smeervereisten (bijv. stoomturbines, hoofdassen van verbrandingsmotoren).

2. koperlegeringen

• Typische soorten:
  ▶Zinnige brons: Uitstekende wrijvingseigenschappen, gebruikt in scenario's met middelgrote snelheid en zware lading (bijv. scheepspropelleraslagers), maar met een mindere conformiteit met lagerlegeringen;
  ▶Lood, brons: hoge anticonvulsiekracht, geschikt voor hoge snelheid zware ladingen (bijv. vliegtuigmotorlagers);
  ▶Aluminium, brons: Hoge sterkte en hardheid, zwakke anti-convulsies, gebruikt bij lage snelheid zware lasten (bijv. lagers van mijnmachines).
• Gemeenschappelijke voordelen: Hoger hardheid en draagvermogen dan lagerlegeringen, waardoor de kosteneffectiviteit beter is.

3. Legeringen op basis van aluminium

• Technische kenmerken:
  • Een lage dichtheid (ongeveer 1/3 van de koperlegeringen), een sterke corrosiebestendigheid en een hoge vermoeidheidsterkte;
  • Kan worden vervaardigd als monometalen componenten of bimetalen structuren (voering op basis van aluminium + staalondersteuning), ter vervanging van sommige lagerlegeringen en bronzen.
• Toepassingen: Lagers voor motoren en compressorlagers voor auto's bij middelmatige belasting en hoge snelheden.

4. gietijzer (grijs gietijzer/ slijtvast gietijzer)

• Versterkingssysteem: Grafietvlokken (lamellaire of knoopvormige) vormen een vaste smeerschaal die smeermiddelen adsorbeert om de grenssmeering te verbeteren.
• Beperkingen:
  ▪ Breekbaar en slecht vormgeluid, alleen geschikt voor lichte toepassingen bij lage snelheden (bijv. landbouwmachines, handgereedschapsgeleiders);
  ▪ Moet gesmeerd worden en is niet geschikt voor omgevingen met impactbelastingen.

II. Niet-metalen materialen: oplossingen voor speciale omgevingen

1. Polymermaterialen (plastiek)

• Veel voorkomende soorten:
  ▶ Fenolhars: hoogtemperatuurbestand (150°C), hoge sterkte, gebruikt in versnellingsbaklagers;
  ▶ Nylon (PA): goede zelfglijning, schokdemper, geschikt voor stoffige omgevingen;
  ▶ Polytetrafluorethyleen (PTFE): Extremely low friction coefficient (0,04), corrosiebestendig, werkbaar zonder smering.
• Toepassingsbeperkingen:
  ▪ Slechte thermische geleidbaarheid (1/200 van staal), waardoor de bedrijfssnelheid (≤ 0,5 m/s) en de druk (≤ 3 MPa) moeten worden gereguleerd;
  ▪ Een hoge lineaire uitbreidingscoëfficiënt (10x die van staal), waardoor de pasruimte 2 ̊3 maal groter is dan bij metalen lagers;
  ▪ Slechte sterkte en geneigdheid tot kruipen, ongeschikt voor precisie-afstandslagers.

2. Materialen van koolstof-grafiet

• Prestatievoordelen:
  • "Technische apparatuur" voor het "ontwikkelen" of "ontwikkelen" van "technische apparatuur" voor het "ontwikkelen" of "ontwikkelen" van "technische apparatuur" of "technische apparatuur".
  • Hoogtemperatuurbestendigheid (meer dan 600 °C), corrosiebestendigheid, geschikt voor vacuüm of sterk corrosieve omgevingen (bijv. chemische pomplagers).
• Materiële bezittingen: Een hoger grafietgehalte leidt tot een lagere hardheid en een lagere wrijvingscoëfficiënt (tot 0,08).

3Rubber en hout

• Rubber: hoge elasticiteit, adsorptie van onzuiverheden, gebruikt in met water gesmeerde of vervuilde omgevingen (bijv. lagers van afvalwaterzuiveringsapparatuur);
• Hout: poreuze structuur voor olieimpregnatie, geschikt voor stoffige omgevingen (bijv. textielmachines, lagers voor landbouwmachines), waarvoor een oppervlaktebehandeling nodig is om de slijtvastheid te verbeteren.

III. Porieuze metalen materialen: optimaal voor zelfglijvende scenario's

1. Materiaalbeginsel

• Vervaardigingsproces: Metalen poeders (voornamelijk ijzer/brons) worden geperst en gesinterd tot een poreuze structuur (porositeit 10%~35%) en verzadigd met olie voordat ze worden gebruikt om met olie geïmpregneerde lagers te vormen.
• Het smeermeganisme:
  ▶ Tijdens het gebruik: door het tijdschrift te draaien en de temperatuur te verhogen, komt er olie uit de poriën naar het wrijvingoppervlak;
  ▶ Tijdens het uitschakelen: de capillaire werking trekt de olie terug in het lager, waardoor periodieke zelfglijning mogelijk is.

2. Typische materialen en toepassingen

• Porieus ijzer: hogere sterkte, gebruikt bij scenario's met middelmatige belasting en lage snelheden, zoals molenvoeringen, kamaschaallagers voor verbrandingsmotoren;
• Porieus brons: Goede slijtvastheid, geschikt voor elektrische ventilatoren, textielmachines en auto-generatorlagers (belasting ≤10MPa, snelheid ≤2m/s).
• Aanbevelingen voor gebruik: Regelmatige olie-aanvulling voor optimale prestaties, ongeschikt voor slagbelastingen of hoge snelheden (> 3 m/s).

Referentie voor selectiebesluit

Conclusies

1. Zware lading en hoge snelheid: prioriteit geven aan lagerlegeringen of loodbrons met gedwongen smeersystemen;
2. Corrosieve/olievrije omgevingen: Gebruik PTFE-plastics of koolstofgrafietmaterialen, waarbij een deel van de laadcapaciteit wordt verruild voor milieueffectiviteit;
3. Goedkoop zelfglijmiddel: Porieuze metalen materialen zijn ideaal voor scenario's met lage lichtsnelheid.
   Door parameters zoals belasting, snelheid, temperatuur en omgevingsmedium grondig te evalueren en de fysisch-mechanische eigenschappen van materialen met kosten te combineren,de levensduur van lagers en de betrouwbaarheid van de apparatuur kunnen aanzienlijk worden verbeterd;.