Классификация баббитов

Сегодня хорошо изучены и отработаны следующие марки:

  • оловянные;
  • кальциевые;
  • свинцовые.

Все они производятся в соответствии с ГОСТ. Например, кальциевые баббиты изготавливают на основании ГОСТ 1209-90, баббиты оловянные и свинцовые по ГОСТ 1320-74.

Каждый из трёх марок классифицируется с помощью набора заглавных букв и цифр:

  • оловянные баббиты имеют маркировку Б83, Б83С, Б88, SAE11, SAE12, ASTM2;
  • свинцовые баббиты маркируются Б16, БН, БС6, SAE13, SAE14, ASTM7;
  • кальциевые баббиты маркируются БК2, БК2Ш, БКА.

Что такое Баббит — его виды, марки и источники в домашних условиях

Баббит — это сплав из трех составляющих, предназначенный для производства подшипников. Материал образует защитный слой, обеспечивающий надежное прилегание детали, и снижающий износ и трение подшипника в процессе работы узлов и агрегатов.
В качестве составляющих технологическое производство применяет свинец, медь, сурьму и олово в разном соотношении. Химический состав и пропорции напрямую влияют на технические свойства данного антифрикционного материала, а именно температура плавления, рабочая температура заливки, плотность материала, предельно разрешенное давление, а также механическое напряжение.

Под понятием баббитов собраны различные по химическому составу сплавы, играющие роль антифрикционных материалов. Классификация их основана на виде главного элемента.

Основные марки баббита и их назначение

Изготовление баббита регламентировано ГОСТ 1320-74. Баббит формируется в чушки, предназначенные для создания антифрикционного слоя и заливки подшипников, вкладышей и прочих деталей.

Маркировка основана на химических компонентах сплава.

  • Самой ценной с точки зрения сдачи в переработку является баббит Б88, имеющий в составе 88% олова, сурьму и никель в качестве легирующих компонентов, а также кадмий и никель. Применение баббита данной марки ориентировано на механизмы с турбинным вращением (паровые и дизельные двигатели, турбокомпрессоры).
  • Б83 и Б83С также относят к достаточно дорогим типам вторичного сырья. В составе присутствует около 83% олова, 12% сурьмы, около 6% меди. Литера «С» в маркировке указывает на наличие в составе свинца. Уникальный состав позволяет применять Б83С в качестве твердой смазки в рабочих агрегатах, где действует ударная сила.
  • Марка Б16 имеет в своем составе от 65 до 70% свинца, содержание олова и сурьмы одинаково (от 15 до 17 %), и около 2% меди. Сплав предназначен для заливки подшипников водного и железнодорожного транспорта, компрессорах, дробильных установках и моторах низкой мощности, паровых турбинах и мельницах трубного или шарового типа.
  • Баббит БН содержит около 10% олова, свыше 70% свинца, а в качестве дополнительных добавок выступают медь, кадмий, никель, сурьма или мышьяк. Прочные подшипники используют для дизельных компрессоров и генераторов.
  • Максимальное количество (90%) свинца присутствует в баббите марки БС6. Его применяют в узлах и деталях тракторных двигателей.

Современное производство предлагает большое количество марок с различными вариациями соединений. Каждая добавка изменяет свойства антифрикционного материала.

  • Никель положительно влияет на износостойкость.
  • Кадмий повышает устойчивость материала к коррозии.
  • Медь увеличивает ударную вязкость и твердость.
  • Сурьма повышает прочность сплавного соединения.

У каждой марки материала своя сфера использования. Из технологических характеристик наиболее важной служит температура плавления и рабочая температура, позволяющая залит антифрикционный материал в подшипник. В промышленном производстве баббит металл производят из руды или вторичного сырья, принятого на переработку. Выпускают его в виде слитков весом в 22 кг.

Производство баббитов разных марок

При производстве баббита используются слитки из вторичных, то есть переплавленных из металлического лома и первичных, то есть добытых из первородной руды металлов.

Каждая чушка (слиток) имеет определенную массу. При изготовлении крайне важен химический состав, на поверхности чушки не должно быть никаких видов загрязнений, так как это может повлиять на дальнейшее качество подшипника.

Как было указанно выше, различаются составы, как состоящие только из свинца, так из соединения свинца, кальция, олова с сурьмой. А также сплавы, в основе которых лежит олово в соединении с медью и сурьмой.

Также, помимо основных компонентов, в состав добавляют теллур, мышьяк, натрий, кадмий. Каждый из компонентов влияет на выбор области использования и его свойства.

По этому принципу различают определенные марки баббитов, все они должны соответствовать ГОСТам. Кальциевые производятся по ГОСТ 1209-90, свинцовые по ГОСТ 1320-74. В зависимости от добавленных химических компонентов различают следующие марки баббитов: для оловянных Б83С, Б83, Б88, для свинцовых БС6, БН, Б16.

Почему баббит – редкий вид металла

Баббиты по своему составу можно подразделить:

  • на свинцовые;
  • на кальциевые;
  • на оловянные.

Баббиты из свинца имеют в своей основе сплавы свинца с сурьмой. Такое соединение называется эвтектикой. Областью применения свинцовых баббитов можно назвать антифрикционную обработку подшипников двигателей внутреннего сгорания и прокатных станков металлообрабатывающих предприятий. Его вполне можно применять в железнодорожном транспорте.

В кальциевых марках баббитов тоже применяется свинец, но сплавы этого типа отличаются наличием в составе определенного количества кальция. Более того, в состав добавляются такие элементы:

  • алюминий;
  • натрий;
  • олово.

Добавление этих компонентов позволяет значительно удешевить производство баббитов без потери основных технических характеристик.

Высокой устойчивостью к коррозии и износостойкостью отличаются оловянные баббиты. В составе этих сплавов имеется олово, медь и сурьма, а в некоторые виды оловянных баббитов добавляется еще свинец или кадмий. Оловянные баббиты среди аналогичных сплавов являются самыми дорогими, поэтому сдать их на лом выгоднее всего.

Для создания украшений подобный металл не используется, так как он может быть аллергеном.

Как происходит заливка подшипников баббитом

Процедура заливки сплава в формы подшипников, состоит из нескольких этапов.

Сначала материалы подготавливают к заливке, если это старый баббит, то его плавят, обезжиривают, затем очищают вкладыш подшипника для его лужения (заливка во вкладыш тонкого слоя сплава). Как уже было сказано, поверхность не должна иметь никаких загрязнений, поэтому тот этап подготовки очень важен для изготовителя.

После подготовки, производят лужение, сплав нагревают до нужной для той или иной марки температуры и осуществляют заливку во вкладыши.

Заключительным этапом является очистка и подгонка подшипников.

Плавление

Баббит плавится при определенной температуре, которая полностью зависит от выбранных химических компонентов и его марки. Состав предопределяет его конечное использование, а также влияет на его свойства, цену, а также где он сможет проявить себя достаточно эффективно.

Например, марка Б16 плавится при температуре от 240 до 340 градусов Цельсия. А вот самая популярная марка Б83 плавится также при низкой температуре около 240 градусов, но во время заливки в форму подшипника рекомендуется придерживаться температуры от 440 до 640 градусов.

Исходя из тех или иных компонентов, в составе баббита, определяется его температура плавления.

Внимание! Температура плавления напрямую связана не только с антифрикционными свойствами, но также необходима для тех, кто в будущем будет ставить подшипники во вкладыши разных изделий.

Точка зрения общепринятого стандарта на лом баббита

Установленные документом ГОСТ 1639-2009, отходы соединения, попадают под категории вторичного олова и его сплавов:

  1. Кусковой лом баббитов. Категория содержит исключительно оловянные марки сплава. Основные составляющие вторичного металла: дизельные и турбинные подшипники.
  2. Кусковые отходы с высоким содержанием свинца. Стандартный лом подшипников дополняют использованные элементы типографского шрифта.
  3. Стружка оловянно-свинцовых сплавов. Данная группа включает только отходы обработки оловянных баббитов.
  4. Стружка смешанная. В ней представлены марки свинцовой вариации соединения.

Естественно, основную материальную ценность среди лома баббитов представляют его сорта с высоким содержанием олова. Стоимость за килограмм такого лома приближается к расценкам чистого металла.

В силу разнообразия марок сплава, а также невозможности визуально отличить различные виды баббита, нередко применяется спектральный анализ. Пункты приема цветного металлолома, оснащенные специальным аналитическим оборудованием, позволяют точно установить концентрацию олова, что может сказаться положительно на итоговой цене принимаемого лома баббита.

Производство сплава

Свойства баббита напрямую зависят от его составляющих. Для его производства необходима только добыча его элементов (или переработка вторсырья), ведь он сам — полностью рукотворный сплав. Готовая форма баббита — это слитки, чушки весом не более 22 кг. Для их отлития материал тщательно подготавливают — очищают, обезжиривают. При плавке с поверхности массы снимают спрудину — тугоплавкую пенку.

баббит применение

Производство баббита заканчивается отливкой слитков. На каждом из них отпечатывается товарный знак предприятия, марка и порядковый номер плавки. Работники завода, специализирующегося на отливке подшипников, расплавляют готовые чушки-брикеты баббита и заливают расплав во вкладыш подшипника.

Виды баббитов и их свойства

Среди особенностей баббитов выделяют низкую температуру плавления (до 450 ºС), отсутствие схватывания со стальными поверхностями и высокая прирабатываемость.

В зависимости от химического состава баббиты делятся на 3 группы: свинцовистые, оловянные и свинцовокальциевые.

Оловянные

В промышленности имеется около 35 марок оловянных, но наибольшее распространение получил баббит Б83. В основе его состава лежит олово с добавлением 12% сурьмы и 6,5% меди. Меньше 1% приходится на вредные примеси, такие как фосфор, сера, кислород, цинк, железо и алюминий. Причина их попадания в баббит является несовершенство технологии выплавки и неточность химического состава лигатур.

баббит Б83

Плотность оловянного баббита составляет 7380 кгм3. Отличается низким значением твердости 28-30 единиц по шкале Бринелля. При этом по сравнению с другими антифрикционными сплавами баббит Б83 имеет самый высокий показатель пластичности. Относительное удлинение на растяжение равно 36-40%.

Предел прочности на разрыв колеблется в пределах 9-10 кг/см2, что почти в 4,5 раза меньше, чем аналогичный показатель конструкционных сталей. Напряжение, при котором баббит начинает «течь» (деформироваться без увеличения нагрузки) является 7 кг/см2.

Баббит Б83 начинает плавиться при температуре 240 ºС. Полный переход в жидкую фазу происходит при 350 ºС. Температура, при которой рекомендуется производить заливку сплава в форму, составляет 450 ºС.

Содержание олово в составе баббита Б83 делает его невосприимчивый к слабым кислотам и щелочам. Баббит не окисляется на воздухе и устойчив к воздействию водной среды.

Б83 применяется исключительно для заливки подшипников машин значительной мощности, где требуется высокое значение вязкости и наименьшие коэффициенты трения. Такие подшипники позволяют достигать высоких показателей окружной скорости до 50 мс. Оптимальная температура эксплуатации 75 ºС. Коэффициент трения со смазкой между баббитом и сталью – 0,005 единиц. Все это позволяет подшипнику выдерживать нагрузку свыше 100 кг/см2.

Данные типы подшипников идут на паровые турбины, турбокомпрессоры, дизеля, электродвигатели и прочие изделия машиностроения.

Свинцовистые

Самой востребованной маркой свинцовистых — является Б16. Его химический состав состоит на 15%-ов из олова, на 15%-ов из сурьмы, на 2% из меди. Оставшуюся часть занимает свинец.

баббит б16

Свинцовистые баббиты отличаются более низкими антифрикционными характеристиками, более хрупки и износостойки. Увеличение содержание в Б16 сурьмы и олова увеличивают прочностные свойства, но отрицательно влияют на его пластичность. Медь в данной марке устраняет химическую неоднородность, повышает вязкость и немного увеличивает твердость.

Повышенное содержание свинца баббитом Б16 делает его более плотным. Плотность составляет 9290 кг/м3. Твердость порядка 30 единиц по шкале Бринелля. Предел прочности на растяжение равен 8 кг/см2. Процессы деформации начинаются уже при нагрузке в 6 кг/см2.

Баббит Б16 плавится при температуре 410 ºС. Полное расплавление всех твердых компонентов сплава происходит при 480 ºС.

Б16 хрупок. По этой причине его применение ограничивается воздействием ударных нагрузок. Подшипники на его основе используются при спокойной работе и при окружных скоростях до 120 м/с. Температура окружающей среды при этом не должна превышать 70 ºС. Коэффициент трения Б16 составляет 0,006 единиц.

Подшипники из Б16 используют при изготовлении турбин паровых установок, прокатных станов, компрессоров, электродвигателей, гидротурбин и лесопильных рам.

Свинцовокальциевые 

Наибольшее использование для изготовления подшипников получил баббит БКА. В его состав помимо свинца входят такие элементы как кальций (до 1,2%), натрий (до 0,9%) и алюминий (до 0,2%). Антифрикционные свойства обеспечивает наличие в структуре сплава соединения кальцита свинца. Роль их аналогична олову в Б83. Натрий увеличивает механические характеристики БКА, в частности твердость. Содержание баббитом алюминия положительно воздействует, как и на прочность так и на коэффициент трения.

Механические свойства БКА повышают проведением термической обработки: естественного старения. Данный процесс ускоряют дополнительным нагревом до 60 ºС.

Баббит не сцепляется со сталью и удерживается на ее поверхности с помощью механического крепления. Температура работы подшипников на основе свинцовокальциевых баббитов составляет 60 ºС. При повышении температуры эксплуатации сильно снижается твердость баббита, которая может привести к разрушению подшипниковых колец.

заливка подшипника баббитом

Данные подшипники отличаются низкой ценой из-за замены дорогостоящего олова более дешевыми металлами. Но недостаток их кроется в прочности и низких коррозионностойких свойствах, которые приводят к окислению баббита на воздухе, и, как следствие, резкому снижению износостойкости. По этой причине основное применение подшипников из баббита БКА – железнодорожное производство, не имеющее значительных требований как по нагрузке, так и по окружным скоростям.

ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

2а.1 Использование баббитов может сопровождаться выделением токсичных веществ : сурьмы и свинца. В соответствии с ГОСТ 12.1.007 свинец относится к веществам 1 класса опасности, сурьма – 2 класса опасности.

2а.2 Действие свинца на организм человека заключается в поражении нервной системы, крови, сосудов. Сурьма вызывает раздражение слизистых дыхательных путей и пищеварительного тракта, кожных покровов.

2а.3 Предельно допустимая концентрация свинца в воздухе рабочей зоны согласно ГОСТ 12.1.005 – 0,01/0,005 мг/м3, сурьмы – 0,5/0,2 мг/м3..

2а.4 Концентрацию вредных веществ в воздухе рабочей зоны определяют по методике, соответствующей требованиям ГОСТ 12.1.016.

2а.5 Работы с баббитами необходимо выполнять в респираторе типа «Лепесток» по ГОСТ 12.4.028, в сухой спецодежде: костюмах по ГОСТ 12.4.044 или ГОСТ 12.4.045, кожаной обуви по ГОСТ 12.4.032 или валяной обуви по ГОСТ 12.4.050 и средствах индивидуальной защиты: рукавицах по ГОСТ 12.4.010, защитных щитках по ГОСТ 12.4.023.

2а.6 Погрузочно-разгрузочные работы должны осуществляться по ГОСТ 12.3.009.

Основные характеристики и состав

Оценка свойств перечисленных марок производится на основе следующих характеристик:

  1. Полный состав химических элементов сплава.
  2. Физические характеристики сплава.
  3. Литейно — технологические характеристики.
  4. Механические свойства.
  5. Предельно допустимые режимы работы.
  6. Область применения сплава.

По химическому составу они отличаются тем, какой металл был выбран за основу. Так например, оловянный баббит Б83 включает до 85% олова (Sn), до 12% сурьмы (Sb), около 6% меди (Cu). Свинцовый баббит Б16 имеет в своём составе 87% свинца (Pb) и почти 13% сурьмы. Основным металлом в кальциевых баббитах используется свинец: до 96% с добавлением кальция (Ca), около 1%.

Для придания баббитам требуемых свойств в их состав включают твёрдые элементы. К этим элементам относится почти вся группа редкоземельных металлов: кадмий, теллур, сурьма и другие.

Среди физических характеристик наибольший интерес представляют: удельный вес, плотность, сопротивление электрическому току. У всех полученных сплавов эти показатели очень близкие.

Баббит марки Б83

Из литейно-технологических характеристик важную роль играют: температура плавления и температура, при которой необходимо производить заливку сплава в подшипник. Она зависит от дополнительных химических присадок. Например, температура плавления оловянного баббита марки Б83 составляет 370°С, а температура при заливке должна составлять 440°С. Для сплава марки Б16 (свинцовые баббиты) температура плавления составляет 410°С, температура при заливке должна превышать 480°С. Эти примеры наглядно показывают, что при заливке подобных сплавов в подшипник, температура расплава должна быть всегда выше температуры плавления.

Сегодня в промышленных масштабах баббиты производятся либо из руды соответствующих металлов, либо из вторичного сырья, поступающего на переработку. Исходя из технологической целесообразности, баббиты выпускаются в виде слитков. Вес каждого слитка составляет 22 кг. Для борьбы с незаконным производством и организации системы учёта на каждом слитке делают оттиск в виде товарного знака производителя. На нём указывают порядковый номер произведенной плавки по заводскому учёту. Затем эти слитки используют для заливки в подшипники.

Слитки баббита

К механическим свойствам относят: допустимые размеры изделий, предел прочности заливки при кратковременной нагрузке, относительное удлинение, ударную вязкость и твёрдость.

Оценка предельно допустимых режимов работы производится на основании следующих характеристик: допустимая нагрузка, скорость вращения детали, твёрдость вала вращения, допустимая температура нагрева деталей.

Область применения определённого вида баббита определяется следующими характеристиками: вид нагрузки, удельное давление, круговая скорость, напряжённость работы и предельная рабочая температура.

Оборудование

Какое оборудование используется для заливки подшипников баббитом? Для этого производят специальные комплекты оборудования, например, КО-2, на котором подшипники изготавливаются методом центробежного литья.

Этот комплект выпускают в нескольких модификациях:

  • МПС — для заливки подшипников скольжения 8ТН.263.028 и 8ТН.263.029;
  • D360 x L310 — для заливки подшипников скольжения с наружным диаметром до 360 мм, внутренним диаметром от 40 мм и длиной до 310 мм;
  • D950 x L500 — для заливки подшипников скольжения с внешним диаметром до 950 мм, внутренним диаметром от 60 мм и длиной 500 мм.

Использование специального оборудования позволяет заливать баббит более аккуратно, без перерасхода и дефектов.

Для выплавки баббита из вкладышей старых подшипников также выпускаются специальные печи, например, камерные типа ПКН разного размера и мощности:

  • ПКН-0,6-2000 мощностью 100 кВт,
  • ПКН-0,6-180 мощностью 26 кВт.

Печи сделаны из огнеупорных материалов, а в качестве нагревателей используются спирали из проволоки суперфехраль. Они оборудованы поддоном для установки вкладышей подшипников и лотком для слива расплавленного баббита.

Для заливки сплава во вкладыши подшипников применяются и другие типы печей, например, ППН с нижним клапаном разлива. В такие печи помещают тигели с баббитом. Они также нагреваются электрическими нагревателями. Такие печи имеют канал для аварийного слива, управляются с пульта, на котором задаются режимы работы. Печи типа ППН позволяют дозировано разливать баббит во вкладыши подшипников.

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:

  1. Состав сплава и химических элементов, которые в него входят.
  2. Характеристики сплава физического характера.
  3. Литейно-технологические характеристики.
  4. Свойства механического характера.
  5. Режимы работы и предельно допустимые границы эксплуатации.
  6. 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.

Область применения

В зависимости от своих индивидуальных свойств каждая разновидность баббита применяется строго в определённых механизмах и машинах. Все они применяются для заливки боковых стенок вала крепления подшипника. Это помогает значительно снизить коэффициент трения, препятствующий нормальному вращению подшипника. Обладая относительно невысокой температурой плавления, удаётся получить хороший эффект при постепенном притирании вращающихся деталей. Он позволяет значительно снизить износ новых элементов подшипников и повысить их срок службы. Кроме этого при вращении подшипника, в баббите образовываются микроканалы. Через них улучшается смазка всех вращающихся деталей.

Каждая марка баббита имеет особую область применения. Например, оловянные баббиты используют тогда, когда обязательно необходима повышенная износостойкость при высоких скоростях вращения. Особенно востребованы подобные марки, когда требуется обеспечить хорошую вязкость, допустимые температурные показатели и низкий коэффициент трения.

Хорошая сопротивляемость коррозии позволяет применять эти виды баббитов в условиях высокой влажности и даже в воде.

Например, рассмотренный выше баббит марки Б83 применяется в подшипниках, работающих на очень высоких скоростях и повышенных динамических нагрузках. Это могут быть высокооборотистые дизельные двигатели, нижние половины так называемых крейкопфных подшипников низкооборотистых дизелей. Кроме этого их применяют в мотылёвых и рамовых подшипниках, а также в подшипниках, которые служат опорой гребных валов на судах.

Свинцовые баббиты лучше всех переносят сильный нагрев. Их применяют в дизельных двигателях автомобилей, тракторов, экскаваторов. Баббиты марки Б16 применяют в подшипниках, размещённых в двигателях электровозов. Их устанавливают на различные путевые машины и в оборудовании, применяемом в тяжёлом машиностроении.

Баббит марки Б16

Кальциевые баббиты применяют на железнодорожном транспорте, для оснащения подвижного состава, как тепловозов, так и грузовых и пассажирских вагонов.

Достоинства и недостатки перечисленных сплавов

Все описанные сплавы обладают определёнными достоинствами и характерными недостатками. Из достоинств можно выделить:

  • высокие антифрикционные свойства баббитов (противостоят возвратно-поступательным движениям механизмов);
  • хорошая антикоррозийная стойкость;
  • высокая износоустойчивость;
  • повышенная ударная вязкость;
  • относительно невысокая температура плавления баббита(интервал составляет 240°С — 340°С);
  • повышенный коэффициент размягчаемости сплава (при температуре 100°С он соответствует норме НВ 9-24);
  • значительно увеличенная вязкость при ударных нагрузках;
  • хорошая износоустойчивость;
  • снижается время, необходимое для приработки отдельных деталей.

Недостатки заключаются в следующем:

  • низкая прочность, по сравнению с другими сплавами;
  • невысокая прочность (НВ 13-32);
  • необходимость применения более прочных оболочек (из чугуна, стали или меди);
  • низкое сопротивление усталости, что снижает работоспособность подшипника и уменьшает срок его службы;
  • высокая теплопроводность;
  • наличие дополнительных присадок из мышьяка, висмута делают данный сплав сложным в утилизации;
  • для оловянных баббитов, в качестве недостатка можно отметить высокую конечную стоимость подшипника.

Несмотря на приведенные недостатки, баббиты получили широкое распространение во многих областях машиностроения. Их положительные свойства позволяют решать сложные инженерно-технические задачи.

Интересные особенности применения антифрикционного соединения

Как видно из категорий ГОСТа, основная область использования баббитов – подшипниковые изделия, т.е. искать баббит нужно в ломе подшипников. Однако соединение характеризуется низкой величиной сопротивления усталости. Это сужает диапазон применения сплава до подшипников, обладающих прочным корпусом из стали или бронзы. Толщина залитого баббитового слоя сказывается на сроке эксплуатации изделий: более тонкие (до определенных пределов) прослойки сплава продлевают рабочий ресурс детали.

Баббит это сплав на основе свинца или олова. Его отличие — высокие антифрикционные характеристики. Свое название баббит получил в честь американца Исаака Баббита. Именно он в 1839 году изобрел новый сплав. При выработке в роли добавок может применяться медь, натрий, никель, магний, сурьма, мышьяк, теллур. Структура баббита гетерогенна. Она состоит из мягкой — оловянной или свинцовой — основы с твердыми вкраплениями. Особые характеристики баббита:

-Малый коэффициент трения;

-Малая температура плавления, достигающая 300−440оС;

-Хорошая износостойкость при трении;

-Хорошая прирабатываемость.

Существует три типа баббитов. Свинцовые марок БН, БК2, БКА, SAE13−14−15, БК2Ш, ASTM15, ASTM7. Оловянные марок Б83, Б83С, Б88, ASTM2, SAE12, SAE11. Свинцово-оловянные марок БС6, Б16. Баббит используют как дополнительный слой. Его заливают или производят напыление корпуса вкладыша подшипника. Затем производится приработка. После нее поверхность вкладыша обретает микрорельеф. За его счет обеспечивается удержание смазочных материалов между валом и вкраплениями вкладыша. Оловянный баббит выигрывает у свинцового в области устойчивости к коррозии и износу, теплопроводности. Свинцовые баббиты обладают более высокой рабочей температурой.

В производстве баббитов исходные материалы — олово и свинец. Применяться могут как первичные, так и вторичные металлы. При изготовлении руководствуются ГОСТом 1320−74. В соответствии с ним баббит выплавляется в виде чушек. Вес каждой составляет 22 кг. На поверхности исключены шлаковые загрязнения. Излом сплава должен демонстрировать однородность без окислов и шлаков. Баббиты могут быть низколегированными и высоколегированными. Здесь решающую роль играют добавки. Баббит марки БК2Ш характеризуется низкой устойчивостью к вибрации, ударам и высоким нагрузкам. Рабочая температура достаточно высокая. Сплав Б83 используют для подшипников и деталей, работающих на высоких скоростях и средних нагрузках. Это турбины, компрессоры, паровые двигатели. Баббит марки БК2 применяют при изготовлении коренных и шатунных подшипников. Сплавом Б. Н. заливают подшипники, работающие при средних нагрузках и скоростях. Это могут быть прокатные станы, редукторы, электровозы, паровые турбины и прочее. Баббит марки БКА используется при производстве буксовых подшипников трения. Они устанавливаются на железнодорожные транспортные единицы. Марка Б16 задействуется в подшипниках генераторов, шаровых и трубных мельниц, компрессорах, пароходов и прочее.

Стандарты

Марки баббита Б88, Б83, Б83С, Б16, БН и БС6 изготавливаются по единому ГОСТу 1320-74. В этом стандарте указан химический состав, допустимое количество примесей, размеры и форма чушек, требования к безопасности. Согласно ГОСТу, по требованию заказчика некоторые компоненты могут быть заменены, также может быть изменена форма слитков.

В состав этих сплавов входят металлы, вредные для человека — это свинец, сурьма. Свинец относится к 1 классу опасности, сурьма — ко 2 классу. Свинец действует на нервную систему, кровь, сосуды, сурьма оказывает раздражающее действие. Поэтому работы с этими антифрикционными материалами (расплавление, заливку подшипников) необходимо проводить, используя средства защиты: сухую спецодежду, респиратор «Лепесток», валяную или кожаную обувь, рукавицы. На эти средства также существуют свои ГОСТы. Хранят антифрикционный сплав в закрытых проветриваемых помещениях. Также в ГОСТе прописаны условия эксплуатации, для которых приспособлена та или иная марка баббита.

Кальциевые баббиты производятся по другому стандарту — ГОСТу 1209-90. Это сплавы под марками БКА, БК2, БК2Ш и БК2Ц.

Лом этого материала должен отвечать ГОСТу 1639-2009. Под действие этого стандарта попадают кусковой лом баббита (только оловянных разновидностей), кусковой лом свинцовых разновидностей (к нему добавляют отходы типографских сплавов), стружка оловянных баббитов и смешанная стружка.

Высокая себестоимость работ

Технологическая отсталость данного метода ремонта (учебник по технологии ремонта издан еще в 1939 году — М. Х. Дриц и Д. А. Песков, Заливка подшипников баббитом: Книга утв. ЦУУЗ НКПС в качестве учеб. пособия по тех. минимуму для работников по заливке подшипников баббитом, Москва, Трансжелдориздат., 1939 г.), при видимой дешевизне сырья, приводит к большим неоправданным расходам при производстве и эксплуатации готовых изделий. Основные факторы указаны в таблице 1.
Таблица 1. Причины и факторы увеличения себестоимости работ

Причины Факторы, увеличивающие себестоимость работ
Низкое качество сырья Изготовление сырья из переплавленного лома с выгоревшими легирующими элементами. Высокая стоимость контроля соответствия химического состава сырья ГОСТу. Большие потери материала и отходы производства.
Низкое качество готовой
продукции
Технологические ограничения по контролю качества. Образование раковин, внутренних дефектов и других пороков. Выгорание легирующих элементов. Неудовлетворительная структура баббита вследствие ликвации.
Крайняя вредность производства для человека Работа с токсичными и вредными веществами:

  • 1 класс опасности: свинец, сурьма, мышьяк, тяжелые элементы кадмий, висмут, соляная кислота, серная кислота
  • 2 класс опасности: гидроксид натрия, хлорид цинка
  • 3 класс опасности: хлористый аммоний
Ручное производство Отсутствие средств автоматизации. Высокие затраты на вспомогательные работы. Необходимость специально-обученного персонала. Отсутствие кадрового резерва.
Особые требования к производству Необходимость оборудования специальной базы или участка производства со средствами индивидуальной и производственной защиты. Необходимость специальных машин и специальных литьевых форм повышенной прочности и герметичности.
Adblock
detector