Баббит представляет собой созданный сплав металлов в искусственных условиях, который обладает различными химическими свойства. В основе сплава находятся металлы, которые похожи между собой невысокой температурой плавления.
К таким металлам относят олово, сурьму, свинец и мышьяк.
Так как эти компоненты немного отличаются по плотности (одни мягче, другие тверже), получается интересный сплав со специфическим составом и свойствам, которые позволяют снизить коэффициент трения (антифрикционное свойства), отличаются долговечностью и износоустойчивостью.
Содержание:
- 1 Что такое баббит?
- 1.1 Классификация1.2 Главные характеристики баббитов и состав1.3 Область применения
2 Преимущества и недостатки сплавов3 Итоги
Что такое баббит?
Изобретение этого вида сплава не было целенаправленным, и является результатом научного курьеза, когда продукт деятельности изобретателя оказался далек от полеченного результата. Изобретение сплавов, которые используют во многих механизмах, пренадлежит Исааку Бэббиту, который был профессиональным ювелиром.
Свое изобретение он запатентовал еще в далеком 1841 году и даже получил за это премию от Конгресса США, которая по тем временам была просто невообразимой – 20 000 долларов. Через шесть лет он появился в России.
Классификация
На сегодняшний день отработаны и хорошо изучены такие марки:
-
Свинцовые.
Оловянные.
Кальциевые.
Их производят по ГОСТу. К примеру, кальциевые баббиты нужно изготавливать по ГОСТу 1209-90, а свинцовые и оловянные по ГОСТу 1320-74.
Каждая из марок имеет определенную классификацию, которая промаркирована заглавными буквами и цифрами:
-
У оловянных баббитов маркировка Б83, Б88, Б83С, SАЕ11, АSТМ2, SАЕ12.
У свинцовых баббитов маркировка Б16, БС6, БН, SАЕ13, АSТМ7, SАЕ14.
У кальциевых баббитов маркировка БКА, БК2 и БК2Ш.
Главные характеристики баббитов и состав
Оценивают свойства вышеупомянутых марок на основе таких характеристик:
Состав сплава и химических элементов, которые в него входят.
Характеристики сплава физического характера.
Литейно-технологические характеристики.
Свойства механического характера.
Режимы работы и предельно допустимые границы эксплуатации.
Область использования сплава.
По химическому составу сплавы отличаются тем, какой металл взят за основу. К примеру, оловянный баббит Б83 содержит в себе до 85% олова, 12% сурьмы, и в остатке немного меди. Свинцовый баббит Б16 содержит 87% свинца и почти все остальное – сурьма. Главный металл в кальциевых сплавах свинец и может достигать до 96%, а также к нему часто добавляют кальций.
Справка: чтобы придать баббитам требуемые свойства, в их состав вносят твердые элементы. К ним относят почти все элементы редкоземельных металлов, таких как теллур, кадмий, сурьма и проч.
По физическим характеристикам самый большой интерес вызывают плотность, удельный вес и сопротивление току. У сплавов эти показатели особе между собой не отличаются, так как они очень близкие.
Из литейно-технологических характеристик важное значение имеет температура, при которой заливают сплав в подшипник и температура плавления. Она варьирует в зависимости от химических присадок. К примеру, температура плавления оловянного баббита Б83 равно 365 градусов, а при заливке температура не должна быть ниже 440 градусов. Сплав марки Б16 при плавлении равен 405 градусам, а при заливке не меньше 480 градусов. Такие примеры наглядны и показывают, что при заливке температуры сплава всегда должна быть выше.
На данный момент при промышленном масштабе баббиты производят из руды основных металлов, или из вторичного сырья, которое было отправлено на переработку. Для целесообразности в технологическом плане баббиты выпускают в виде слитка. Каждый слиток весит 22 кг. Для того, чтобы бороться с подпольным производством и для организации систем учета на каждом слитке ставят оттиски в виде товарного знака изготовителя. Там же указывают порядковый номер плавки по заводскому учету. После этого слитки используют, чтобы заливать их в подшипники.
Среди механических свойств стоит выделить предел прочности заливки при недолгосрочной нагрузке, допустимые габариты, ударную вязкость, твердость и относительное удлинение.
Внимание! Оценку допустимых режимов работы производят по таким характеристикам: скорость вращения детали, допустимая нагрузка, допустимая температуры нагревания детали, твердость вращения вала.
Область применения того или иного вида баббита определяют такими характеристиками, как удельное давление, напряженность работы, вид нагрузки и предельная рабочая температура.
Область применения
В зависимости от свойств, которые индивидуальны у каждого вида баббита, любая разновидность применяется строго по назначению. Назначение может быть для механизмов или для машин, но в целом их применяют для заливки боковых стенок вала, где крепится подшипник. Это поможет снизить коэффициент трения, и будет препятствовать нормальному вращению.
Благодаря невысокой температуре плавления, получается создать отличный эффект при поэтапном притирании вращающихся деталей. Это позволяет снизить износ элементов и повысить их срок службы. Помимо этого при вращении, в баббите появляются микроканалы. Через них проходит смазка всех вращающихся деталей.
У каждой марки баббита своя область применения. У оловянных это повышение износостойкости деталей при высокой скорости вращения. Очень востребованы те марки, которые помогают обеспечивать вязкость, нужные температурные показатели и малый коэффициент трения.
«Отличная сопротивляемость коррозии дает возможность использовать баббиты даже в воде и просто в условиях высокой влажности»
К примеру, приведенный выше пример баббита Б83 применяют в подшипниках, которые работают на высокой скорости и увеличенных динамических нагрузках. Реальными примерами таких устройств являются дизельные высокоорбитные двигатели, нижние части крейкопфных подшипников дизелей с низкими оборотами. Помимо этого их применяют в рамовых и мотыльковых подшипниках, а также в тех, которые являются опорой гребного вала на судне.
В условиях перегрева лучше всего подойдут свинцовые баббиты. Их используют в дизельных двигателях авто, экскаваторов и тракторов. Баббит марки Б16 используют для подшипников, которые размещены в двигателях электровозов. Их ставят на путевые машины, а также на оборудование, которое нужно для тяжелого машиностроения.
Кальциевые баббиты используют для железнодорожного транспорта, а также тепловозов, пассажирских и грузовых вагонов.
Преимущества и недостатки сплавов
У всех описанных выше сплавов есть свои плюсы и минусы. Из достоинств выделим:
-
Антифрикционные свойства на высоком уровне (могут противостоять возвратно-поступательным движениям механизмов).
Высокий уровень антикоррозийной стойкости.
Износоустойчивость.
Ударная вязкость повышена.
Невысокая температура плавления (варьирует от 240 до 340 градусов).
Увеличенный коэффициент размягчаемости сплава (при +100 градусов он соответствует нормировке НВ 9-24).
Повышенная вязкость при ударных нагрузках.
Требуется небольшое количество времени для приработки деталей.
Недостатков меньше, но все же они есть:
-
Невысокая прочность (в сравнении с другими сплавами).
Необходимость использования прочных оболочек (из стали, чугуна и меди).
Низкое сопротивление усталости (снижает работоспособность элемента и уменьшает срок службы).
Высокий уровень теплопроводности.
Наличие добавок из висмута и мышьяка (не подойдет для вторичного использования, только утилизация).
При использовании оловянных баббитов конечная стоимость подшипника иногда очень высока.
Итоги
Несмотря на то, что у этих сплавов баббитов есть определенные недостатки, они получили признание и их применяют во многих областях машиностроения. Положительные свойства таких соединений дают возможность решать даже самые сложные задачи инженерно-технического вида.
Источник: