№ 18, Zhuangchi Middle Road, Jiashan County, Jiaxing, Zhejiang
Когда говорят про подшипники из литой бронзы, многие сразу думают про 'надёжность' и 'традиционный материал', но редко кто вспоминает, как именно литьё влияет на поведение вкладыша под реальной нагрузкой. В моей практике было несколько случаев, когда заказчик присылал чертежи с указанием просто 'бронза литая', а потом удивлялся, почему в узле с ударными нагрузками появились трещины уже через полгода. Тут дело не в материале как таковом, а в том, какая именно бронза, как её отливали и как обрабатывали потом. Частая ошибка — считать, что любой литой бронзовый подшипник автоматически подходит для тяжёлых условий. Это не так.
Возьмём, к примеру, оловянные бронзы типа БрО10СН3 или БрО5Ц5С5. Цифры — это одно, а реальная структура сплава после литья — совсем другое. Если отливку охлаждали слишком быстро, может возникнуть повышенная ликвация — неравномерное распределение олова и других легирующих. В зонах с повышенной твёрдостью потом при работе появляются очаги повышенного износа, а где-то наоборот — вмятина. Видел такое на прокатных станах, где подшипник работал в паре с шестернёй. Со стороны всё выглядело нормально, а при разборке — пятнистый износ.
Поэтому сейчас мы всегда уточняем не только марку по ГОСТу, но и технологию литья — в кокиль, в землю или центробежное. Для ответственных узлов, особенно где есть вибрация, часто рекомендуем центробежное литьё. Оно даёт более плотную и однородную структуру по всей окружности вкладыша. Конечно, это дороже, но для того же судового дизеля или мощного насоса — экономия на этапе изготовления потом выходит боком.
Ещё один момент — твёрдость. Часто в техзадании пишут твёрдость по Бринеллю, например, HB 70-90. Но для литой бронзы важно, как эту твёрдость замеряли. Если на готовом вкладыше, то значение может быть усреднённым, а если на образце-свидетеле, отлитом вместе с партией, — это уже ближе к истине. Разница может быть в 10-15 единиц, что для некоторых режимов смазки критично.
Допустим, отливка получилась хорошей. Дальше — механическая обработка. Тут есть нюанс, который многие цеха, особенно небольшие, игнорируют — снятие внутренних напряжений. После черновой обточки или расточки желательно делать низкотемпературный отжиг. Иначе вкладыш, будучи установленным в корпус с натягом, со временем может 'повести' — корпус его подожмёт, а внутренние напряжения попытаются его разогнуть. Результат — изменение геометрии посадочного отверстия, задиры на валу.
На одном из комбинатов, где ставили подшипники скольжения на рольганги, была такая история. Вкладыши из литой бронзы БрА9Ж3Л обработали 'начисто' сразу после литья, запрессовали — всё отлично. Через три месяца работы начался повышенный износ валов. При вскрытии увидели, что вкладыши в зоне разъема немного 'раскрылись', образовался зазор, смазка уходила. Проблему решили, введя в техпроцесс промежуточный отжиг после черновой обработки. Казалось бы, мелочь, но без опыта таких накладок не избежать.
Канавки для смазки — тоже отдельная тема. Их часто фрезеруют или строгают по шаблону. Но для литой бронзы, особенно с высоким содержанием свинца (который добавляют для улучшения антифрикционных свойств), важно не 'закрыть' поры материала стружкой. Если фреза затупилась, она не режет, а мнёт поверхность, 'запечатывая' микропоры, которые в литой структуре как раз помогают удерживать смазку. Поэтому следим за состоянием инструмента и иногда даже делаем финишную обработку канавок абразивным шнуром — чтобы вскрыть структуру.
Самая частая ошибка при монтаже — неправильный зазор. Для литых бронзовых подшипников, особенно при работе с закалёнными валами, рекомендуемый зазор — от 0.0015 до 0.002 диаметра вала. Но это в теории. На практике, если корпус массивный, а рабочая температура высокая (скажем, в сушильном барабане), нужно учитывать разный коэффициент теплового расширения стали корпуса и бронзы. Бывало, рассчитывали зазор 'по книжке', а при выходе на режим вал заклинивало — потому что корпус нагревался сильнее и 'зажимал' вкладыш.
Ещё момент — приработка. Литые бронзовые подшипники, в отличие, скажем, от баббитовых, требуют более длительной и аккуратной приработки. Первые часы работы лучше держать повышенное давление в системе смазки и избегать ударных нагрузок. Это позволяет сформировать стабильный микрослой на поверхности. Если сразу дать полную нагрузку — например, на прессе или дробилке — может возникнуть схватывание, особенно если в бронзе мало свинца или олова.
Кстати, о смазке. Для литой бронзы с её пористостью хорошо подходят масла с противозадирными присадками, но не все. Некоторые EP-присадки (extreme pressure) слишком агрессивно взаимодействуют с медью в составе сплава. Видел случаи химического потускнения и даже слабой коррозии рабочей поверхности после использования определённых типов трансмиссионных масел. Поэтому сейчас всегда советуем заказчикам проверять совместимость масла с медными сплавами по стандартам типа ASTM D130.
Расскажу про один неудачный опыт, который многому научил. Заказ был на крупные вкладыши для мельницы сухого помола. Материал — литая бронза, центробежное литьё. Всё сделали по техпроцессу, сдал ОТК. На объекте при монтаже монтажники, чтобы 'посадить' вкладыш в корпус побыстрее, использовали нагрев газовой горелкой — не равномерный прогрев в печи, а именно локальный нагрев с одной стороны. Вкладыш вошёл, но... Через неделю работы — сильная вибрация. Разобрали — вкладыш дал трещину по телу, почти пополам. Анализ показал, что локальный перегрев создал зону с хрупкой структурой, плюс остаточные напряжения от такого монтажа. Пришлось переделывать весь узел. Вывод — технологию монтажа нужно прописывать так же жёстко, как и технологию изготовления.
А вот положительный пример — работа с компанией JIASHAN WINGOLD BEARING CO.,LTD. Они как раз специализируются на подшипниках скольжения и имеют права на импорт-экспорт. Их продукция, судя по сайту bearing.com.ru, идёт и на внутренний рынок, и за рубеж. В описании WINGOLD Bearing указано, что это производственное предприятие. В одном из проектов по модернизации насосного оборудования мы использовали их вкладыши из литой оловянной бронзы. Прислали образцы для испытаний — структура литья была ровная, без раковин, химический состав соответствовал заявленному. Что важно — в паспорте на партию была указана не только марка бронзы, но и метод литья (центробежный) и результаты проверки твёрдости на нескольких точках. Это признак серьёзного подхода. Вкладыши отработали свой ресурс без нареканий, износ был равномерным.
Из этого случая я сделал для себя вывод, что важно работать с поставщиками, которые понимают суть материала, а не просто продают 'железки'. Для подшипников из литой бронзы качество определяется не на финишной операции, а ещё на этапе плавки и разливки. И если производитель даёт подробные данные по процессу — это хороший знак.
Если резюмировать разрозненные мысли, то главное для литых бронзовых подшипников — это контроль цепочки: сплав -> литьё -> обработка -> монтаж. Нельзя компенсировать плохое литьё идеальной механической обработкой. И наоборот — даже отличная отливка испортится при грубом монтаже.
Сейчас в отрасли есть тенденция к более широкому использованию композитных материалов и биметаллических вкладышей. Но для определённых условий — высокая температура, работа в агрессивных средах (не всех, конечно), ударные нагрузки — литая бронза остаётся часто безальтернативным вариантом. Просто потому, что её поведение изучено, а технология отработана десятилетиями.
При выборе или заказе я теперь всегда задаю вопросы: какая именно бронза (марка, не просто 'бронза'), как лили, как обрабатывали, снимали ли напряжения. И советую заказчикам делать то же самое. Это убережёт от многих проблем. Что касается конкретных поставщиков, то такие предприятия, как упомянутое WINGOLD Bearing, которые сами производят и отвечают за весь цикл, вызывают больше доверия, чем просто торговые дома. Их сайт bearing.com.ru — это, по сути, их визитка, где видна именно производственная специализация. В нашем деле это много значит.
