Баббіт являє собою Створений сплав металів в штучних умовах, який володіє різними хімічними властивості. В основі сплаву знаходяться метали, які схожі між собою невисокою температурою плавлення.
До таких металів відносять олово, сурму, свинець і миш’як.
Так як ці компоненти трохи відрізняються по щільності (одні м’якше, інші твердіше), виходить цікавий сплав зі специфічним складом і властивостями, які дозволяють знизити коефіцієнт тертя (антифрикційне властивості), відрізняються довговічністю і зносостійкістю.
Що таке бабіт?
Винахід цього виду сплаву не було цілеспрямованим, і є результатом наукового курйозу, коли продукт діяльності винахідника виявився далекий від полікованого результату. Винахід сплавів, які використовують у багатьох механізмах, належить Ісааку Беббіту, який був професійним ювеліром.
Свій винахід він запатентував ще в далекому 1841 році і навіть отримав за це премію від Конгресу США, яка на ті часи була просто неймовірною – 20 000 доларів. Через шість років він з’явився в Росії.
Класифікація
На сьогоднішній день відпрацьовані і добре вивчені такі марки:
- Свинцевий.
- Циновий.
- Кальцієвий.
Їх виробляють по ГОСТу. Наприклад, кальцієві бабіти потрібно виготовляти по ГОСТу 1209-90, а свинцеві і олов’яні по ГОСТу 1320-74.
Кожна з марок має певну класифікацію, яка промаркована великими літерами і цифрами:
У олов’яних бабітів маркування Б83, б88, б83с, ЅАЕ11, АЅТМ2, ЅАЕ12.- У свинцевих бабітів маркування Б16, БС6, БН, ЅАЕ13, АЅТМ7, ЅАЕ14.
- У кальцієвих бабітів маркування БКА, БК2 і бк2ш.
Головні характеристики бабітів і склад
Оцінюють властивості вищезазначених марок на основі таких характеристик:
За хімічним складом сплави відрізняються тим, який метал узятий за основу. Наприклад, олов’яний баббіт Б83 містить в собі до 85% олова, 12% сурми, і в залишку трохи міді. Свинцевий баббіт Б16 містить 87% свинцю і майже все інше-сурма. Головний метал в кальцієвих сплавах свинець і може досягати до 96%, а також до нього часто додають кальцій.
Довідка: щоб надати бабітам необхідні властивості, до їх складу вносять тверді елементи. До них відносять майже всі елементи рідкоземельних металів, таких як телур, кадмій,сурма та ін.
За фізичними характеристиками найбільший інтерес викликають щільність, питома вага і опір струму. У сплавів ці показники особі між собою не відрізняються, так як вони дуже близькі.
З ливарно-технологічних характеристик важливе значення має температура, при якій заливають сплав в підшипник і температура плавлення. Вона варіює в залежності від хімічних присадок. Наприклад, температура плавлення олов’яного бабіту Б83 одно 365 градусів, а при заливці температура не повинна бути нижче 440 градусів. Сплав марки Б16 при плавленні дорівнює 405 градусам, а при заливці не менше 480 градусів. Такі приклади наочні і показують, що при заливці температури сплаву завжди повинна бути вище.
На даний момент при промисловому масштабі бабіти виробляють з руди основних металів, або з вторинної сировини, яке було відправлено на переробку. Для доцільності в технологічному плані бабіти випускають у вигляді злитка. Кожен злиток важить 22 кг.Для того, щоб боротися з підпільним виробництвом і для організації систем обліку на кожному злитку ставлять відбитки у вигляді товарного знака виробника. Там же вказують порядковий номер плавки по Заводському обліку. Після цього злитки використовують, щоб заливати їх в підшипники.
Серед механічних властивостей варто виділити межу міцності заливки при недовгостроковій навантаженні, допустимі габарити, ударну в’язкість, твердість і відносне подовження.
Увага! Оцінку допустимих режимів роботи виробляють за такими характеристиками: швидкість обертання деталі, Допустиме навантаження, допустима температури нагрівання деталі, твердість обертання валу.
Область застосування того чи іншого виду бабіту визначають такими характеристиками, як питомий тиск, напруженість роботи, вид навантаження і гранична робоча температура.
Галузь застосування
Залежно від властивостей, які індивідуальні у кожного виду Бабіта, будь-який різновид застосовується строго за призначенням. Призначення може бути для механізмів або для машин, але в цілому їх застосовують для заливки бічних стінок вала, де кріпиться підшипник. Це допоможе знизити коефіцієнт тертя, і буде перешкоджати нормальному обертанню.
Завдяки невисокій температурі плавлення, виходить створити відмінний ефект при поетапному притиранні обертових деталей. Це дозволяє знизити знос елементів і підвищити їх термін служби. Крім цього при обертанні, в бабіті з’являються мікроканали. Через них проходить мастило всіх обертових деталей.
У кожної марки Бабіта своя область застосування. У олов’яних це підвищення зносостійкості деталей при високій швидкості обертання. Дуже затребувані ті марки, які допомагають забезпечувати в’язкість, потрібні температурні показники і малий коефіцієнт тертя.
“Відмінна опірність корозії дає можливість використовувати бабіти навіть у воді і просто в умовах високої вологості»
Наприклад, наведений вище приклад Бабіта Б83 застосовують в підшипниках, які працюють на високій швидкості і збільшених динамічних навантаженнях. Реальними прикладами таких пристроїв є дизельні високоорбітні двигуни, нижні частини крейкопфних підшипників дизелів з низькими оборотами. Крім цього їх застосовують в рамових і метеликових підшипниках, а також в тих, які є опорою гребного валу на судні.
В умовах перегріву найкраще підійдуть свинцеві бабіти. Їх використовують в дизельних двигунах авто, екскаваторів і тракторів. Баббіт марки Б16 використовують для підшипників, які розміщені в двигунах електровозів. Їх ставлять на колійні машини, а також на обладнання, яке потрібно для важкого машинобудування.
Кальцієві бабіти використовують для залізничного транспорту, а також тепловозів, пасажирських і вантажних вагонів.
Переваги та недоліки сплавів
У всіх описаних вище сплавів є свої плюси і мінуси. З переваг виділимо:
- Антифрикційні властивості на високому рівні (можуть протистояти зворотно-поступальним рухам механізмів).
- Високий рівень антикорозійної стійкості.
- Зносостійкість.
- Ударна в’язкість підвищена.
- Невисока температура плавлення (варіює від 240 до 340 градусів).
- Збільшений коефіцієнт розм’якшуваності сплаву (при +100 градусів він відповідає нормуванню НВ 9-24).
- Підвищена в’язкість при ударних навантаженнях.
- Потрібна невелика кількість часу для приробітку деталей.
Недоліків менше, але все ж вони є:
- Невисока міцність (в порівнянні з іншими сплавами).
- Необхідність використання міцних оболонок (зі сталі, чавуну і міді).
- Низький опір втоми (знижує працездатність елемента і зменшує термін служби).
- Високий рівень теплопровідності.
- Наявність добавок з вісмуту і миш’яку (не підійде для вторинного використання, тільки утилізація).
- При використанні олов’яних бабітів кінцева вартість підшипника іноді дуже висока.
Підсумок
Незважаючи на те, що у цих сплавів бабітів є певні недоліки, вони отримали визнання і їх застосовують у багатьох областях машинобудування. Позитивні властивості таких з’єднань дають можливість вирішувати навіть найскладніші завдання інженерно-технічного виду.