Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Металл қорытпалары
Metallic alloys
Баббит металлы немесе подшипник металлы – жай подшипниктегі тіреу беті үшін қолданылатын бірнеше қорытпалардың бірі. Баббит қорытпасын алғаш 1839 жылы Исаак Баббит Америка Құрама Штаттарының Массачусетс штатындағы Таунтон қаласында ойлап тапты. Ол қорытпа рецептілерінің біреуін жариялады, ал қалғанын коммерциялық құпия ретінде сақтап қалды. Кейін басқа да формулалар әзірленді. Басқа терминдер сияқты, олардың аты-жөні ұзақ уақыттан бері еске алынбайды (мысалы, дизельді қозғалтқыш немесе евстахий түтігі), баббит металлы термині көбінесе кішкентай әріптермен жазылады. Ол "ақ металл" терминінен артықшылыққа ие, себебі соңғысы әртүрлі подшипник қорытпаларын, қорғасын немесе қалайы негізіндегі қорытпаларды немесе мырыштан құйылған металды білдіруі мүмкін. Баббит металлы көбінесе күрделі, көп металлдан тұратын құрастырманың жұқа беткі қабаты ретінде қолданылады, бірақ бастапқыда оны тікелей құю арқылы жасалған, көлемді подшипник материалы ретінде пайдаланған. Баббит металлының ерекшелігі – оның сызат түсірмей тұру қабілеті. Баббит металлы жұмсақ және оңай зақымданады, бұл оның тіреу беті үшін қолайсыз болуы мүмкін екенін көрсетеді. Алайда, оның құрылымы жұмсақ металдың ішінде шағын, қатты кристалдардан тұрады, сондықтан ол техникалық тұрғыдан металл матрицалық композит болып табылады. Подшипник тозығында жұмсақ метал біршама эрозияға ұшырайды, соның нәтижесінде нақты тіреу бетін құрайтын қатты нүктелер арасында майлау жолдары пайда болады. Егер қалайы жұмсақ металл ретінде қолданылса, үйкеліс оның балқып, майлағыш ретінде жұмыс істеуіне себеп болады, басқа майлау заттары болмаған жағдайда подшипникті тозудан қорғайды. Ішкі жану қозғалтқыштарында, циклдық жүктемеге төтеп бере алатындай, негізінен қалайыдан жасалған Баббит металлы қолданылады.
Babbitt metal or bearing metal is any of several alloys used for the bearing surface in a plain bearing. The original Babbitt alloy was invented in 1839 by Isaac Babbitt in Taunton, Massachusetts, United States. He disclosed one of his alloy recipes but kept others as trade secrets. Other formulations were developed later. Like other terms whose eponymous origin is long since deemphasized (such as diesel engine or eustachian tube), the term babbitt metal is frequently styled in lowercase. It is preferred over the term "white metal", because the latter term may refer to various bearing alloys, lead or tin based alloys, or zinc die casting metal. Babbitt metal is most commonly used as a thin surface layer in a complex, multi metal assembly, but its original use was as a cast in place bulk bearing material. Babbitt metal is characterized by its resistance to galling. Babbitt metal is soft and easily damaged, which suggests that it might be unsuitable for a bearing surface. However, its structure is made up of small hard crystals dispersed in a softer metal, which makes it, technically, a metal matrix composite. As the bearing wears, the softer metal erodes somewhat, creating paths for lubricant between the hard high spots that provide the actual bearing surface. When tin is used as the softer metal, friction causes the tin to melt and function as a lubricant, protecting the bearing from wear when other lubricants are absent. Internal combustion engines use Babbitt metal which is primarily tin based because it can withstand cyclic loading.
Дәстүрлі Babbitt подшипниктері
Баббит металл подшипнигінің дәстүрлі стилі бойынша, білік айналасына құйма темірден жасалған тіреу блогы бос орналасады, ал білік шамамен соңғы орнында болады. Құйма темірден жасалған тіреу блогының ішкі беті көбінесе подшипник металлын құю кезінде орналастыру үшін кілт ойығын жасау үшін тесіледі. Білік күйемен жабылады, ал ұштары саздан қалыпқа келтіріледі, содан кейін балқытылған металл білікті қоршаған қуысқа құйылады, бастапқыда тіреу блогының төменгі жартысын толтырады. Подшипник бөлшектері алынып тасталады, ал металл тіреу блогының жоғарғы бетіне дейін кесіледі. Қаттылған баббит металлы пышақ немесе өткір шапшамен кесуге жеткілікті жұмсақ. Төменгі подшипник бетін қорғау және тіреу блогының қақпағын біліктен алшақтату үшін болаттан жасалған қабат салынады. Ұштарын сазбен қайта жапқаннан кейін, тіреу блогының қақпағы арқылы, тіреу блогының үстіңгі жағындағы тесік арқылы металл құйылады, ол майлау тесігіне айналады. Содан кейін подшипник екі бөлікке бөлінеді, қабат алынып тасталады, май тесіктері металдан тазартылады және жаңа подшипник бетіне май жолдары кесіледі. Білік инженерлік көкпен боялып, подшипникте айналдырылады. Бөлшектелген кезде көк түс ойықтарды толтырады және жоғары нүктелерді сүртеді, осылай оларды анықтауға болады. Жоғары нүктелер сүртіліп, процесс қайталанады, білік алынған кезде көк түсті біркелкі үлгі пайда болады. Содан кейін подшипник тазаланып, майланады және білік берік ұсталып, бірақ подшипникке кедерес келтірмейтіндей етіп қабатталады. Подшипник төмен жүктемемен және баяу айналыммен ауыр майлау арқылы "іске қосылады", осылай қатты подшипник бетін ашу процесі аяқталады. Қабатты соңғы реттеуден кейін өте сенімді және жоғары жүктемеге төтеп беретін подшипник пайда болады. Арзан электр моторлары пайда болғанға дейін, қуат орталық мотордан жүздеген Баббит подшипниктерінде жұмыс істейтін жоғарғы біліктер арқылы зауыттарға таратылды. Көбінесе былғары, мата немесе резеңке белбеулер осы айналмалы қуатты жұмыс машиналарын қозғалу үшін пайдаланылды. "Бұзылған подшипник" деген сөз де осы стильдегі подшипниктерден шыққан, себебі майлаудың жетіспеуі подшипниктегі үйкелістен жылудың жиналуына әкеледі, нәтижесінде подшипник металлы еріп, тіреу блогынан ағып шығады.
In the traditional style of a babbitt metal bearing, a cast iron pillow block is assembled as a loose fit around the shaft, with the shaft in its approximate final position. The inner face of the cast iron pillow block is often drilled to form a key to locate the bearing metal as it is cast into place. The shaft is coated with soot as a release agent, the ends of the bearing are packed with clay to form a mold, and molten metal is poured into the cavity around the shaft, initially filling the lower half of the pillow block. The bearing is stripped, and the metal trimmed back to the top surface of the pillow block. Solidified babbitt metal is soft enough to be cut with a knife or sharp chisel. A steel shim is inserted to protect the face of the lower bearing and to space the cap of the pillow block away from the shaft. After resealing the ends with clay, more metal is then poured to fill the cap of the pillow block through the hole in the top of the pillow block cap, which will eventually become a lubrication port. The two halves of the bearing are then split at the shim, the shim removed, the oil holes cleared of metal and oil ways are cut into the surface of the new bearing. The shaft is smeared with engineer's blue and rotated in the bearing. When the bearing is disassembled the blue fills the hollows and is rubbed off the high spots, making them visible. The high spots are scraped down, and the process repeated, until a uniform and evenly distributed pattern of blue shows when the shaft is removed. The bearing is then cleaned and lubricated, and shimmed up such that the shaft is held firmly but not binding in the bearing. The bearing is then "run in" by being run heavily lubricated at low load and slow revolution, completing the process of exposing the hard bearing surface. After final adjustment of the shimming, a very reliable and high load capability bearing results. Before the advent of low cost electric motors, power was distributed through factories from a central engine via overhead shafts running in hundreds of Babbitt bearings. Often leather, fabric or rubber belts would be used to transfer this rotating power to working machines. The expression a "run bearing" also derives from this style of bearing, since failure of lubrication will lead to heat build up due to friction in the bearing, eventually leading to the bearing metal melting and running out of the pillow block.
Қазіргі заманғы Баббит подшипниктері
1950 жылдардың ортасына дейін құйылған Баббит подшипниктері автомобильдерде жиі қолданылды. Баббит форма арқылы блокқа немесе қақпақтарға құйылды. Жалғаушы таяқшалар мен коленвалда кездесетін соққылы жүктемелерге төтеп бере алатын қалайы негізді Баббиттер пайдаланылды. Құйылған Баббит подшипниктері жұқа болып жасалған. Таяқшалар мен қақпақтарда Баббит тозығында шешілетін қалыңдықтар болды. Форд компаниясы әр қақпақта екі 0,002 дюймдік қалыңдықтарды және 86% қалайы, 7% мыс, 7% антимоннан тұратын Баббит қолданғаны белгілі (T моделі үшін KRW каталогтарын қараңыз). Мыс қалыңдықтар уақыт өте сығылып, подшипник өмірін қысқартатындықтан, болат қалыңдықтар қолданылды. Құйылған Баббит подшипниктері әдетте ауыстыру қажет болмайынша 50 000 мильден астам қызмет етеді. Құйылған Баббит подшипниктері жұмысын тоқтату кезінде машинаны ұзақ уақыт жүргізуге мүмкіндік береді, бұл олардың «әдемі түрде бұзылуы» деп аталады. Бұзылған подшипник коленвалға зақым келтірмейді. Қазіргі заманғы автомобиль қозғалтқыштарында коленвал және жалғаушы таяқшаның ірі ұштары подшипник қақпақтарына бекітілген алмастырылатын болат қабықтан жасалады. Болат қабықтың ішкі беті қоламен қапталған, ал одан кейін жұмыс беті ретінде Баббит металлының жұқа қабаты жағылады. Бұл металл қабатын жағу процесі Баббиттеу деп аталады.
Until the mid 1950s, poured Babbitt bearings were common in automotive applications. The Babbitt was poured into the block or caps using a form. Tin based Babbitts were used, as they could stand up to the impact loads found on the connecting rods and crankshaft. The poured Babbitt bearings were kept thin. The rods and caps would have shims that could be peeled off as the Babbitt wore down. Ford was known to use two 0.002" on each cap and Babbitt that was 86% tin, 7% copper, 7% antimony (see the KRW catalogs for the Model T). Steel shims were used, as the brass shims used today tend to compress over time, contributing to shorter bearing life. The poured Babbitt bearings commonly get over 50,000 miles of use before needing replacement. Poured Babbitt bearings are also known to fail gracefully, allowing the car to be driven for extended periods of time. The failed bearing is not likely to damage the crankshaft. In more modern practice, the crankshaft and connecting rod big end bearings in a modern automobile engine are made of a replaceable steel shell, keyed to the bearing caps. The inner surface of the steel shell is plated with a coating of bronze, which is in turn coated with a thin layer of Babbitt metal as the bearing surface. The process of laying down this layer of metal is known as Babbitting.
Баламалы подшипниктер
Көптеген қолданбаларда шарлы немесе роликтік подшипниктер сияқты домалақ элементтері бар подшипниктер Баббит подшипниктерін ығыстырды. Мұндай подшипниктердің үйкеліс коэффициенті қарапайым подшипниктерге қарағанда төмен болуы мүмкін, бірақ олардың басты артықшылығы – олар үздіксіз қысыммен берілетін майлау материалдарынсыз да сенімді жұмыс істей алады. Шарлы және роликтік подшипниктер радиалды және осьтік күштерді бірдей қабылдауға қажетті конструкцияларда да қолданылуы мүмкін. Дегенмен, домалақ элементтері бар подшипниктер Баббит сияқты сұйық қабатты подшипниктерге тән пайдалы демпферлік қасиеттері мен соққылық жүктемелерді сіңіру мүмкіндігінен лиық.
In many applications, rolling element bearings, such as ball or roller bearings, have replaced Babbitt bearings. Though such bearings can offer a lower coefficient of friction than plain bearings, their key advantage is that they can operate reliably without a continuous pressurized supply of lubricant. Ball and roller bearings can also be used in configurations that are required to carry both radial and axial thrusts. However, rolling element bearings lack the beneficial damping and shock load capability provided by fluid film bearings, such as the Babbitt.