راهنما برای انتخاب مواد حامل مشترک

انتخاب مواد حامل به طور مستقیم بر قابلیت اطمینان و عمر سیستم های مکانیکی تاثیر می گذارد و نیاز به تراز با شرایط عملیاتی (شکل بار، سرعت، محیط زیست) دارد.مواد اصلی در سه نوع طبقه بندی می شوند: مواد فلزی، غیر فلزی و متخلخل فلزی. در زیر تجزیه و تحلیل فنی ویژگی ها و سناریوهای کاربرد آنها ارائه شده است.

I. مواد فلزی: انتخاب اصلی برای تحمل بار با قدرت بالا

1آلیاژ های لاغری (آلیاژ های بابیت/ فلزات سفید)

• ترکیب و ساختار: آلیاژ های ماتریس نرم با قلع یا سرب به عنوان پایه، حاوی دانه های سخت از آنتیمونی قلع (Sb-Sn) و مس قلع (Cu-Sn).
• مزیت های اصلی:
  • ماتریس نرم انعطاف پذیری و سازگاری بالا را فراهم می کند، در حالی که دانه های سخت مقاومت در برابر فرسایش را افزایش می دهند.
  • قابلیت استثنایی برای جاسازی (اجازه می دهد که ذرات ناخالصی جاسازی شوند و از خراش ژورنال جلوگیری می کنند) و خواص ضد چسبندگی؛
  • رسانایی حرارتی خوب (تراکم گرما در اثر اصطکاک را کاهش می دهد) و جذب روغن (تزریق را بهبود می بخشد).
• محدودیت ها:
  ▪ مقاومت کم، که نیاز به استفاده به عنوان یک پوشش نازک (0.5-5 میلی متر) بر روی شیل های برنزی، فولاد یا آهن ریخته شده دارد.
  ▪ هزینه بالا، مناسب برای بار سنگین، کاربردهای متوسط با الزامات سختگیرانه روغن (به عنوان مثال توربین های بخار، شاخه های اصلی موتور احتراق داخلی).

2آلیاژ های مس

• انواع معمول:
  ▶برنز قلع: خواص ضد اصطکاک عالی، در سناریوهای بار سنگین با سرعت متوسط (به عنوان مثال، لاغرهای شاخه پروپلر دریایی) استفاده می شود، اما با سازگاری کمتر با آلیاژ های لاغری؛
  ▶سرب برنز: قابلیت ضد تشنج بالا، مناسب برای بار سنگین با سرعت بالا (به عنوان مثال، لاجری موتور هواپیما)
  ▶آلومینیوم برنز: مقاومت و سختی بالا، مقاومت ضعیفی در برابر تشنج، در بارهای سنگین با سرعت پایین (به عنوان مثال، ورق های ماشین آلات معدن) استفاده می شود.
• مزیت های مشترک: سخت بودن و ظرفیت بارگذاری بالاتر از آلیاژ های ورودی، ارائه بهره وری بهتر از هزینه.

3آلیاژ های آلومینیومی

• ویژگی های فنی:
  • تراکم کم (حدود یک سوم از آلیاژ های مس) ، مقاومت قوی در برابر خوردگی و مقاومت بالای خستگی
  • می تواند به عنوان اجزای یک فلزی یا ساختارهای دو فلزی (پوشش مبتنی بر آلومینیوم + حمایت فولادی) تولید شود و جایگزین برخی از آلیاژ های لاغری و برنز شود.
• درخواست ها: راننده های موتور خودرو، راننده های کمپرسور در سناریوهای بار متوسط با سرعت بالا.

4آهن ریخته ( آهن ریخته خاکستری/ آهن ریخته مقاوم به فرسایش)

• مکانیسم تقویت: فلک های گرافیت (لاملر یا گره دار) یک لایه روان کننده جامد را تشکیل می دهند و روان کننده ها را جذب می کنند تا روان کننده مرزی را بهبود بخشند.
• محدودیت ها:
  ▪ شکننده با سازگاری ضعیف، فقط مناسب برای کاربردهای کم سرعت بار سبک (به عنوان مثال، ماشین آلات کشاورزی، لگارهای ابزار دستی)
  ▪ نیاز به روانکاری دارد و برای محیط های با بار ضربه مناسب نیست.

مواد غیر فلزی: راه حل برای محیط های خاص

1مواد پلیمر (پلاستیک)

• انواع رایج:
  ▶ رزین فنولیک: مقاومت در برابر دمای بالا (150°C) ، قدرت بالا، استفاده می شود در لوله های گیربکس؛
  ▶ نیلون (PA): روانسازی خوب، جذب شوک، مناسب برای محیط های گرد و غبار
  ▶ پلی تیترافلورو اتیلن (PTFE): ضریب اصطکاک بسیار پایین (0.04) ، مقاومت در برابر خوردگی، بدون استفاده از روغن قابل استفاده است.
• محدودیت های کاربرد:
  ▪ هدایت گرما ضعیف (1/200 فولاد) ، نیاز به کنترل سرعت کار (≤0.5m/s) و فشار (≤3MPa)
  ▪ ضریب انبساط خطی بالا (۱۰ برابر فولاد) ، که نیاز به فاصله های مناسب ۲/۳ برابر بیشتر از لگن های فلزی دارد.
  ▪ قدرت کم و تمایل به خزیدن، مناسب برای اسباب کشی های دقیق.

2مواد کربن گرافیت

• مزایای عملکرد:
  • خود چسبندگی به بخار آب جذب شده و چسب های مستطیل شده (به عنوان مثال فلزات، PTFE، دی سولفید مولیبدنوم) بستگی دارد.
  • مقاومت در برابر دماهای بالا (بیش از 600 درجه سانتیگراد) ، مقاومت در برابر خوردگی، مناسب برای محیط های خلاء یا محیط های بسیار خوردگی (به عنوان مثال، لوله های پمپ شیمیایی).
• اموال مادی: محتوای گرافیتی بالاتر منجر به سختی پایین تر و ضریب اصطکاک کوچکتر می شود (در حد 0.08).

3لاستیک و چوب

• لاستیک: انعطاف پذیری بالا، جذب ناخالصی، استفاده شده در محیط های روان کننده یا آلوده (به عنوان مثال، لوله های تجهیزات تصفیه فاضلاب)
• چوب: ساختار متخلخل برای تزریق روغن، مناسب برای محیط های گرد و غبار (به عنوان مثال، ماشین آلات نساجی، لوله کشی ماشین آلات کشاورزی) ، که نیاز به درمان سطح برای افزایش مقاومت در برابر فرسایش دارد.

مواد فلزی متخلخل: بهینه برای سناریوهای خود ترشح

1اصل مادی

• فرآیند تولید: پودرهای فلزی (به طور عمده آهن / برنز) فشار داده می شوند و به یک ساختار متخلخل (متخلخل 10٪ ٪ 35٪) سینتر می شوند و قبل از استفاده با روغن اشباع می شوند تا در حالی که در حال تشکیل لوله های تزریق روغن هستند.
• مکانیسم روان کننده:
  ▶ در طول کار: چرخش مجله و افزایش دمای، روغن را از منافذ به سطح اصطکاک آزاد می کند.
  ▶ در هنگام خاموش شدن: عمل موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی موی

2مواد و کاربردهای معمول

• آهن متخلخل: مقاومت بالاتر، در سناریوهای بار متوسط و سرعت پایین مانند پوشش های آسیاب، لاغرهای آبهای کام موتور احتراق داخلی استفاده می شود.
• برنز متخلخل: مقاومت خوب در برابر فرسایش، مناسب برای فن های الکتریکی، ماشین آلات نساجی و لاغرهای ژنراتور خودرو (شحن ≤10MPa، سرعت ≤2m/s).
• توصیه های استفاده: تعویض منظم روغن برای عملکرد بهینه، مناسب برای بار ضربه یا سرعت بالا (> 3m / s) نیست.

مرجع تصمیم انتخاب

نتیجه گیری

1. بار سنگین و سرعت بالا: اولویت آلیاژ های لاغری یا برنز سرب با سیستم های روان کننده اجباری
2. محیط های خوردنی/خلاص از روغن: استفاده از پلاستیک های PTFE یا مواد گرافیتی کربن، با تبادل برخی از ظرفیت بار برای سازگاری با محیط زیست؛
3. روغن گذاری خود با هزینه پایین: مواد فلزی متخلخل برای سناریوهای بار نور با سرعت پایین ایده آل هستند.
   با ارزیابی جامع پارامترهای مانند بار، سرعت، دمای و محیط زیست، و ترکیب خواص فیزیکی مکانیکی مواد با هزینه،عمر کار گره ها و قابلیت اطمینان عملیاتی تجهیزات می تواند به طور قابل توجهی بهبود یابد..