วิศวกรส่วนใหญ่ที่เปลี่ยนจาก babbitt metal กล่าวถึงปัญหาสองประการที่เหมือนกัน: ความสามารถในการรับน้ำหนักต่ำที่อุณหภูมิสูง และรอบการเทซ้ำบ่อยครั้งซึ่งส่งผลให้ต้นทุนการบำรุงรักษาสูงขึ้น ตลับลูกปืนอะลูมิเนียมดีบุกสูง — สร้างบนระบบโลหะผสม AlSn20Cu — แก้ปัญหาทั้งสองอย่าง ด้วยการประสานชั้นโลหะผสมดีบุกดีบุก 20% เข้ากับแผ่นรองหลังที่เป็นเหล็ก พวกมันจึงให้ความสอดคล้องของโลหะสีขาวพร้อมความแข็งแรงเมื่อยล้า ซึ่งแบบ babbitt แบบดั้งเดิมไม่สามารถเทียบได้กับอุณหภูมิสูงกว่า 40°C
แบริ่งอลูมิเนียมดีบุกสูงคืออะไร?
ตลับลูกปืนอะลูมิเนียมดีบุกสูงเป็นตลับลูกปืนธรรมดาคู่ที่ประกอบด้วยชั้นที่เชื่อมติดกันสองชั้น: ส่วนรองรับเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำที่ให้ความแข็งแรงของโครงสร้าง และชั้นผิวของโลหะผสม AlSn20Cu (อะลูมิเนียม-ดีบุก-ทองแดง) ที่จัดการงานด้านไตรโบโลยี เช่น การเสียดสี การสึกหรอ และการหล่อลื่น
ชื่อโลหะผสมจะบอกให้คุณทราบถึงองค์ประกอบ: ดีบุกประมาณ 20% โดยน้ำหนัก, ทองแดงประมาณ 1% และอะลูมิเนียมที่มีความสมดุล เฟสดีบุกมีการกระจายเป็นอนุภาคละเอียดภายในเมทริกซ์อะลูมิเนียม-ทองแดง อนุภาคดีบุกมีความนุ่มและเหนียว โดยทำหน้าที่เป็นสารหล่อลื่นที่เป็นของแข็ง ซึ่งเป็นไปตามความผิดปกติของเพลาเล็กน้อย และฝังอนุภาคปนเปื้อนขนาดเล็กก่อนที่จะทำให้เกิดรอยบนพื้นผิวของเจอร์นัล ทองแดงเสริมความแข็งแกร่งให้กับเมทริกซ์อะลูมิเนียม เพิ่มความต้านทานต่อความล้า และรักษาความแข็งให้อยู่ในช่วงที่มีประโยชน์
พันธะระหว่างเหล็กกับโลหะผสมเกิดขึ้นจากการกลิ้ง (พันธะด้วยแรงดัน) ทำให้เกิดส่วนต่อประสานทางโลหะวิทยาโดยไม่มีชั้นกาว โครงสร้างนี้เรียกอีกอย่างว่าวัสดุตลับลูกปืนโลหะคู่ JF-20 ในมาตรฐานการผลิตของจีน และสอดคล้องกับการกำหนดโลหะผสม ISO 4383 AlSn20Cu สำหรับวัสดุซับในตลับลูกปืนธรรมดา
พารามิเตอร์ทางเทคนิคที่สำคัญของตลับลูกปืน AlSn20Cu
ขอบเขตประสิทธิภาพของ AlSn20Cu ถูกกำหนดโดยพารามิเตอร์ต่อไปนี้ ตัวเลขเหล่านี้แสดงถึงขีดจำกัดการทำงานของวัสดุภายใต้การหล่อลื่นด้วยน้ำมันไฮโดรไดนามิก เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น
| พารามิเตอร์ | ความคุ้มค่า |
|---|---|
| วัสดุชั้นโลหะผสม | AlSn20Cu (µ20% Sn, µ1% Cu, ยอดคงเหลือ Al) |
| โหลดแบบไดนามิกสูงสุด (P) | 30 นิวตัน/ตร.มม |
| โหลดคงที่สูงสุด | 100 นิวตัน/ตร.มม |
| อุณหภูมิการทำงานสูงสุด | 150 องศาเซลเซียส |
| ความเร็วเลื่อนสูงสุด (V) | 25 เมตร/วินาที |
| ความแข็งของชั้นโลหะผสม | เอชบี 30–40 |
| ความต้านทานแรงดึง | ≥200 นิวตัน/มม.² |
| ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน (การหล่อลื่นด้วยน้ำมัน) | 0.08–0.17 |
| ระดับความล้า (น้ำมัน) | คลาส 10⁵ รอบ |
พื้นผิวโลหะผสมสามารถกลึงให้รวมร่องน้ำมัน รูน้ำมัน และรอยเยื้องในการหล่อลื่นได้ ช่วยให้ตลับลูกปืนสามารถกักเก็บฟิล์มน้ำมันไว้ในรอบการทำงานที่ต้องสตาร์ท-สต็อปหรือสั่น ไม่จำเป็นต้องเคลือบทับด้วยไฟฟ้า ซึ่งช่วยลดความยุ่งยากในการผลิตและลดความเสี่ยงของความล้าซ้อนในโซนที่มีภาระสูง
ข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพเหนือวัสดุตลับลูกปืนแบบดั้งเดิม
ตลับลูกปืนอะลูมิเนียมดีบุกสูงได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมมาโดยเฉพาะเพื่อทดแทนโลหะผสมแบบ babbitt (โลหะสีขาว) และในหลายกรณี จะใช้โลหะไบเมทัลตะกั่ว-บรอนซ์ การเปรียบเทียบด้านล่างครอบคลุมแกนที่สำคัญที่สุดในการตัดสินใจเลือก
| คุณสมบัติ | AlSn20Cu | แบบบิต (SnSb) | Lead-Bronze |
|---|---|---|---|
| อุณหภูมิในการทำงานสูงสุด | 150 องศาเซลเซียส | ~100 องศาเซลเซียส | 180–200 องศาเซลเซียส |
| ความแข็งแรงเมื่อยล้า | ปานกลาง-สูง | ต่ำ | สูง |
| ทนต่อการสึกหรอ | ดี | แย่-ยุติธรรม | ดี |
| ความต้านทานการกัดกร่อน | ยอดเยี่ยม | ยุติธรรม | ยุติธรรม |
| จำเป็นต้องวางซ้อนไหม? | ไม่ | ไม่ | มักจะใช่ |
| การปฏิบัติตาม RoHS | ใช่ | เกรดไร้สารตะกั่วเท่านั้น | ไม่ (lead content) |
| ราคา | ต่ำ–Medium | ต่ำ | ปานกลาง-สูง |
เมื่อเทียบกับแบบ babbitt ตลับลูกปืน AlSn20Cu ชนะในทุกขนาดโครงสร้าง: ความแข็งแรงเมื่อยล้าสูงขึ้น 35–45% อายุการใช้งานยาวนานขึ้น และส่วนรองรับที่เป็นเหล็กช่วยลดความเสี่ยงที่โลหะผสมจำนวนมากจะคืบคลานภายใต้ภาระที่ต่อเนื่อง เมื่อเปรียบเทียบกับสารตะกั่ว-บรอนซ์ มันมีความต้านทานการสึกหรอที่เทียบเคียงได้โดยไม่ต้องกังวล RoHS ที่เกี่ยวข้องกับปริมาณตะกั่ว ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบด้านกฎระเบียบที่สำคัญสำหรับเครื่องจักรที่ส่งออกไปยังสหภาพยุโรป อเมริกาเหนือ หรือตลาดที่บังคับใช้คำสั่งว่าด้วยยานพาหนะที่หมดอายุการใช้งานของยุโรป
ประโยชน์เชิงปฏิบัติประการหนึ่งที่ไม่ค่อยปรากฏในเอกสารข้อมูล: ตลับลูกปืน AlSn20Cu สามารถใช้ออกจากเครื่องจักรได้โดยตรงโดยไม่ต้องมีการหุ้มด้วยไฟฟ้า ซึ่งจะช่วยลดความซับซ้อนของห่วงโซ่อุปทานและกำจัดโหมดความล้มเหลว — การแยกชั้นแบบโอเวอร์เลย์ — ซึ่งส่งผลต่อการออกแบบตะกั่ว-บรอนซ์บางส่วนภายใต้การโหลดแบบวนสูง
สำหรับการใช้งานที่ต้องการ ตลับลูกปืนคอมโพสิตโลหะผสมตะกั่ว-บรอนซ์ภายใต้การหล่อลื่นด้วยน้ำมันอย่างต่อเนื่อง การให้คะแนนอุณหภูมิที่สูงขึ้นอาจทำให้วัสดุนั้นถูกเรียกได้ แต่สำหรับการใช้งานที่โหลดปานกลางและความเร็วปานกลางที่ให้ความสำคัญกับความต้านทานการกัดกร่อนและการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม AlSn20Cu คือตัวเลือกที่สะอาดกว่า
สถานการณ์การใช้งานทั่วไป
การผสมผสานระหว่างความแข็งแรงเมื่อยล้าปานกลางถึงสูง ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม และการกักเก็บฟิล์มน้ำมันที่เชื่อถือได้ ทำให้ตลับลูกปืนอะลูมิเนียมดีบุกสูงเข้ากันได้ดีกับเครื่องจักรหลายประเภท
- เครื่องยนต์สันดาปภายใน (กำลังขนาดเล็กถึงปานกลาง): เปลือกลูกปืนหลักและลูกปืนก้านสูบในเครื่องยนต์เบนซินและดีเซลที่รับภาระปานกลางและการหล่อลื่นขณะสตาร์ทที่เชื่อถือได้ AlSn20Cu จัดการกับความล้าแบบเป็นรอบของภาระการเผาไหม้ได้ดีกว่าแบบ babbitt ที่อุณหภูมิการทำงานสูงกว่า 80°C
- เครื่องอัดอากาศ: คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบต้องรับน้ำหนักสลับและการหล่อลื่นขอบเขตในระหว่างการสตาร์ท เฟสดีบุกแบบหล่อลื่นในตัวเองช่วยลดการสึกหรอในระหว่างขั้นตอนวิกฤติเหล่านี้
- คอมเพรสเซอร์ทำความเย็นและ HVAC: บรรยากาศสารทำความเย็นมีความรุนแรงทางเคมี ความต้านทานการกัดกร่อนของ AlSn20Cu มีประสิทธิภาพเหนือกว่าโลหะผสมที่มีตะกั่วเมื่อมีไอสารทำความเย็นและความชื้น
- มอเตอร์ฉุดรางรถไฟและตัวขับเคลื่อนเสริม: การรับแรงกระแทกสูงและช่วงการบำรุงรักษาที่ยาวนานจะทำให้วัสดุตลับลูกปืนมีความทนทานต่อความล้าอย่างแท้จริง ซึ่งเป็นประเภทที่ Babbitt ขาด
- ปั๊มไฮดรอลิกและปั๊มเกียร์: ความเร็วในการหมุนสูงรวมกับแรงดันที่เพิ่มขึ้นเป็นระยะๆ ตรงกับขีดจำกัดความเร็วและขอบเขตการโหลดของ AlSn20Cu เป็นอย่างดี
- เครื่องจักรการเกษตรและการก่อสร้าง: สภาพแวดล้อมที่มีการกลืนฝุ่นและคุณภาพการหล่อลื่นแบบแปรผันจะได้รับประโยชน์จากความสามารถในการฝังตัวของโลหะผสม — ความสามารถในการดูดซับอนุภาคขนาดเล็กเข้าไปในเมทริกซ์ดีบุกแบบอ่อนก่อนที่มันจะสร้างความเสียหายให้กับเจอร์นัลของเพลา
สำหรับการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับโหลดตามแนวแกนเป็นหลักมากกว่าโหลดในแนวรัศมี แหวนรองกันรุน AlSn20Cu สำหรับการจัดการโหลดตามแนวแกน เป็นไปตามระบบวัสดุเดียวกันและมีจำหน่ายในการกำหนดค่าที่ตรงกัน
วิธีการเลือกแบริ่งอลูมิเนียมดีบุกสูงที่เหมาะสม
ตัวแปรสามตัวขับเคลื่อนการตัดสินใจเลือก: โหลด ความเร็ว และระบบการหล่อลื่น การได้รับสิ่งที่ถูกต้องหมายความว่าตลับลูกปืนวิ่งภายในขอบเขตวัสดุ หากทำผิดจะเร่งการสึกหรอโดยไม่คำนึงถึงคุณภาพของโลหะผสม
โหลด: AlSn20Cu รองรับโหลดแบบไดนามิกสูงสุด 30 N/mm² และโหลดคงที่สูงสุด 100 N/mm² หากการใช้งานของคุณรับโหลดไดนามิกเกิน 30 N/mm² เป็นประจำ ให้ลองใช้โลหะคู่ผสมตะกั่ว-บรอนซ์หรือเหล็กกล้า-ทองแดงแทน สำหรับสภาวะการโหลดแบบแกว่งหรือถอยหลัง (โดยทั่วไปในก้านสูบและส่วนต่อบังคับเลี้ยว) ความต้านทานความล้าที่ดีของ AlSn20Cu ถือเป็นข้อได้เปรียบที่ชัดเจน
ความเร็ว: ความเร็วเลื่อนสูงสุด 25 ม./วินาที ครอบคลุมการใช้งานในอุตสาหกรรมและยานยนต์ส่วนใหญ่ สปินเดิลความเร็วสูงที่ทำงานเหนือเกณฑ์นี้มักจะต้องมีการออกแบบอุทกพลศาสตร์ที่มีระยะห่างที่แคบกว่าและการหล่อลื่นที่มีการควบคุมมากกว่าที่บูชโลหะคู่แบบม้วนสามารถทำได้
การหล่อลื่น: AlSn20Cu ทำงานได้ดีที่สุดภายใต้การหล่อลื่นด้วยน้ำมันไฮโดรไดนามิก สำหรับสภาวะขอบเขตหรือสภาวะการหล่อลื่นแบบผสมที่ความเร็วต่ำและโหลดสูง a ปลอกทองแดงฝังกราไฟต์เหมาะสำหรับสภาวะการหล่อลื่นแบบแห้งและแบบขอบเขต หรือก ปลอกหล่อลื่นในตัวที่ไม่ต้องบำรุงรักษาสำหรับงานหนักที่ความเร็วต่ำ อาจจะเหมาะกว่า
ความหนาของผนังและความพอดีของตัวเรือนก็มีความสำคัญเช่นกัน ชั้นโลหะผสมที่บางกว่า (0.2–0.5 มม.) ช่วยยืดอายุความเมื่อยล้าโดยบังคับให้มีการถ่ายโอนโหลดไปยังแผ่นรองเหล็กตั้งแต่เนิ่นๆ ชั้นที่หนาขึ้นช่วยให้สามารถตัดเฉือนหลังการติดตั้งเพื่อให้ได้พิกัดความเผื่อของรูที่แม่นยำ ระบุระดับความทนทานต่อรูเจาะของคุณและระบุว่าจำเป็นต้องใช้ร่องหรือรูน้ำมันในขณะที่สั่งซื้อหรือไม่ สิ่งเหล่านี้เป็นคุณลักษณะของเครื่องจักร ไม่ใช่สิ่งที่ต้องคำนึงถึงในภายหลัง
เหตุใดจึงเลือกตลับลูกปืนอลูมิเนียมดีบุกสูง Huazhou
Zhejiang Huazhou Technology Co., Ltd. มีความเชี่ยวชาญในการผลิตตลับลูกปืนธรรมดามาตั้งแต่ปี 2010 โดยผลิตได้มากกว่า 500,000 ชิ้นต่อวันในสายการผลิตอัตโนมัติ 30 สายการผลิต โรงงานแห่งนี้มีเครื่องจักรผลิตตลับลูกปืนโดยเฉพาะมากกว่า 260 เครื่อง และรองรับแม่พิมพ์ขึ้นรูปหลายหมื่นชิ้น ซึ่งเป็นโครงสร้างพื้นฐานที่ทำให้ความสม่ำเสมอของมิติที่แน่นหนาสามารถทำได้ในปริมาณการผลิต ไม่ใช่แค่การส่งตัวอย่างเท่านั้น
แถบแบริ่งโลหะคู่ AlSn20Cu ของ Huazhou ถูกรีดเพื่อควบคุมความหนาของชั้นโลหะผสมพร้อมการตรวจสอบความแข็งแรงของพันธะต่อชุดการผลิต ร่องน้ำมัน รูน้ำมัน และแบบหน้าแปลนมีจำหน่ายเป็นมาตรฐาน เวลานำตัวอย่างคือ 3 วันทำการ ใบสั่งผลิตปรับขนาดตามผลผลิตรายวันที่รองรับทั้งต้นแบบและข้อกำหนดการจัดซื้อปริมาณมาก
สำหรับข้อกำหนดทางเทคนิค การรับรองวัสดุ หรือข้อกำหนดด้านมิติที่กำหนดเอง โปรดติดต่อทีมวิศวกรของ Huazhou โดยตรงผ่านแบบฟอร์มสอบถามผลิตภัณฑ์
