התקנים מכניים משמשים לעתים קרובות בפעילויות אנושיות. האמינות של חלקים נעים בכל מנגנון מובטחת על ידי הפחתת החיכוך והעיוות. לשם כך משתמשים בחומרים מיוחדים הנקראים אנטי חיכוך. המטרה העיקרית שלהם היא להפחית את מקדם החיכוך, להקל על החלקה של המשטחים הנעים של מנגנונים. מאמר זה ידון בתכונות האנטי-חיכוך של חומרים שונים המשמשים למטרות אלו.
סוגי חיכוך
חיכוך מתרחש כאשר גופים נעים שנמצאים במגע זה עם זה. ישנם שני סוגים עיקריים:
- יבש - המשטחים של מוצקים נמצאים במגע ישיר. הוא נצפה בהנעות רצועות וחיכוך.
- נוזל - כאשר יש שכבת שמן של נוזל בין חלקי המנגנונים והגופים אינם נוגעים. נמצא במיסבי דחף, מיסבים.
וגם להבחיןסוגי ביניים של חיכוך: חצי יבש וחצי נוזלי.
בהתייחס לתנועת גופים, יש לציין את סוגי החיכוך הבאים:
- rest - מתרחשת כאשר המנוחה היחסית של הגופים;
- החלקה - מתבטאת בתנועה היחסית של מנגנונים;
- גלגול - חיכוך חיצוני בעת גלגול גופים.
בהתאם לסוג החיכוך, נבחר חומר בעל תכונות אנטי-חיכוך מסוימות עבור משטחי הגופים.
סוגי חומרים המשמשים להפחתת חיכוך
כל החומרים נגד חיכוך המספקים מקדם חיכוך נמוך מחולקים ל:
- מתכת - משתמשים בסגסוגות של שלוש מתכות, המכילות נחושת (באביטים). תוכנן לעבוד במצב חיכוך נוזלי.
- אבקה - על בסיס ברזל ונחושת בתוספת גרפיט וסולפידים. משמש במיסבים רגילים.
- סיכה עצמית סינטרית - חומרים משילובים שונים של ברזל עם גרפיט, נחושת וברונזה משמשים לייצור. הם משמשים לייצור מיסבים רגילים במהירויות נמוכות ובהיעדר עומסי הלם. תכונות אנטי-חיכוך טובות מאפשרות להתקין אותם במקומות שבהם השימון קשה.
- עם רכיבי סיכה מוצקים - כשכבה דקה על פני החלקים מורחים חלקיקים של חומר סיכה מוצק המורכב מכלורידים, תחמוצות מתכות, פלואורידים, פלסטיקים. מוצרים פועלים במהירויות הזזה גבוהות יותר.
- לא מתכתי - עשוי מפלסטיק: תרמופלסטי ותרמוסטט. משמש למיסבי מדחפים, מפעלי גלגול.
- מתכת-פולימר - מורכב ממרכיבים הטרוגניים. הם מחולקים למטריצה, מפוזרים ושכבות. משמש לייצור מיסבים חלקים, גלגלי שיניים וגלגלי שיניים.
- מינרלים - השתמשו טבעי (אגט) ומלאכותי (קורונדום). הם מייצרים מיסבים קטנים עמידים בפני שחיקה עבור טכומטרים, שעונים, גירוסקופים.
כל חומר מוצא את היישום שלו לייצור חלקים בהתאם לתכונות האנטי-חיכוך שלו.
סגסוגות חיכוך נמוך
מסגסוגות כאלה, מיוצרות קונכיות נושאות חיכוך, ולכן עליהן להיות:
- מקדם חיכוך נמוך בהשוואה לחומר הפיר, שהוא לרוב פלדה מוקשה.
- מוליכות תרמית טובה.
- עמידות בפני קורוזיה.
- קשיות קטנה.
- נכס המאפשר שמירה על גריז.
כדי לעמוד במאפיינים המפורטים, מבנה הסגסוגת צריך לכלול מתכות בעלות תכונות אנטי-חיכוך, בעלות רכות וגמישות מוגברת של הבסיס. והוא כבר רצוף בחלקיקים מוצקים המורכבים מתרכובות כימיות. במקרה זה, הפיר נדחף במהירות אל המיסב, חריצים קטנים מופיעים עליו מחלקיקים מוצקים, שמתמלאים בשומן ודרכם מסירים מוצרי בלאי. מבוסס על פח, עופרת, נחושת, קדמיום, ביסמוט,והתכלילים עשויים מסגסוגות אנטימון וסגסוגות נחושת.
שימוש בסגסוגות ברונזה ביחידות חיכוך
ברונזה היא סגסוגת של נחושת עם מתכות שונות, שעשויות לכלול בדיל, אלומיניום, סיליקון, עופרת, בריליום ותוספים רבים אחרים. בהתאם לאחוז של אלמנט זה או אחר הכלול בהרכבו, ברונזה נקראת פח, אלומיניום, עופרת. ברונזה נמצאים בשימוש נרחב בייצור מוצרים המשמשים בחיכוך מוגבר. הברונזות הטובות ביותר נחשבות לתכונות נוגדות חיכוך, עשויות על בסיס פח.
פח-זרחן הראו את עצמם היטב, ממנו עשויים מיסבים, הפועלים בעומס משמעותי ובמהירות גבוהה. החיסרון היחיד הוא העלות הגבוהה שלהם, ולכן הם מוחלפים באלומיניום וברונזה עופרת. כאשר עובדים בסביבה אגרסיבית, ברונזה אלומיניום משמשת לעתים קרובות עבור תותבים נושאים. בנוסף לעמידות לחיכוך יש להם עמידות טובה בפני קורוזיה. עופרת מספקת מקדם חיכוך נמוך. חומרים אלה משמשים לייצור פגזי מיסבים עבור לחץ גבוה והפעלה במהירות גבוהה.
סגסוגות נגד חיכוך: הרכב ומאפיינים
בתעשייה, לייצור חלקי שפשוף של מנגנונים, נעשה שימוש בסגסוגות שונות עם מקדם חיכוך קטן:
- פליז היא סגסוגת שמרכיביה העיקריים הם נחושת ואבץ. זה עשוי לכלול רכיבים בטופסאלומיניום, פח, עופרת, מנגן ואלמנטים נוספים. מבחינת חוזק ומקדם חיכוך נמוך, הוא נחות מברונזה ומשמש לייצור מיסבים חלקים הפועלים במהירויות נמוכות.
- באביט הן סגסוגות מורכבות בעלות הרכב ותכונות פיזיקליות שונות, אך מורכבות מבסיס רך אחד: פח או עופרת עם תוספות קשות של סגסוגות מתכת אלקליות, נחושת או אנטימון. בשל הבסיס הרך, המסבים מוכנסים היטב אל הפיר, ותוספים קשים מגבירים את עמידות הבלאי. האיכויות הגבוהות נגד חיכוך של הבאביט, אך חוזק נמוך יותר מאשר ברונזה וברזל יצוק, מאפשר להשתמש בהם רק להנחת שכבה דקה על פני המוצרים.
מאפיינים של שמנים
על מנת להבטיח את האמינות והיעילות של חלקי שפשוף, הפחתת חיכוך החלקה, נעשה שימוש בשמני סיכה. כולם מסווגים לפי:
- origin;
- שיטת הקבלה;
- assigned.
שמני סיכה מבצעים את הפונקציות הבאות:
- הפחתת החיכוך בין חלקים במגע;
- להפחית בלאי ולמנוע שפשוף;
- לספק פיזור חום מחלקי שפשוף;
- להגן מפני קורוזיה.
תכונות האנטי-חיכוך של שמנים נעוצות ביכולתם להפחית את כמות האנרגיה לחיכוך. צמיגות היא האינדיקטור העיקרי למאפיינים אלה ונקבעת על ידי הרכב הפחמן והשברים. לשיפור איכות השמנים, שוניםתוספים נגד חיכוך להגברת הכוח, להרחיב את פעולת היחידה, להפחית עומסים. הם משפרים את המאפיינים של שמנים, ומגדילים את העיתוי של החלפת הרכב חומר הסיכה. תוספים נגד חיכוך תורמים ליצירת שכבת הגנה במהלך האינטראקציה של חלקים, מיישרים את משטחיהם ומחליקים את החיכוך. על ידי יצירת סרט שמנוני ועמיד, הם מפחיתים בלאי בחלקים.
תכונות נוגדות חיכוך של פולימרים אפוקסי
פולימרים אפוקסי הם נוזלים צמיגים שמתקשים כאשר מוסיפים להם חומרים אורגניים שונים. יש להם חוזק מכני גבוה והם משמשים לחיבור בטון, מתכת, זכוכית ועץ. בשל תכונות אלה, הם משמשים לייצור חלקי מתכת-פולימר, לייצור תותבים, רולים, גלגלי שיניים, מיסבים וזימודים.
חומרי מילוי מעניקים למוצרי פולימר אפוקסי מאפיינים גבוהים נגד חיכוך. חלקים יכולים לפעול ללא שימון אם נעשה שימוש בהרטבת מים. ציפויים עמידים בפני מזג אוויר וכימיקלים.
חומרים לא מתכתיים נגד חיכוך
עבור מיסבים פשוטים, משתמשים לעתים קרובות בשני סוגים של פלסטיק:
- תרמו-קביעה - אלה כוללים טקסטוליט, המשמש לייצור מיסבים למפעלי גלגול, מדחפים ומכונות הידראוליות. חלקים כבדים, משומנים במים ומקוררים.
- תרמופלסטי - פוליאמידים נמצאים בשימוש נרחב: fluoroplastic, ניילון, אניד. ההטבות גבוהותתכונות אנטי-חיכוך של חומרים, עמידות בפני קורוזיה ועמידות טובה בפני שחיקה בעומסים גבוהים ובמהירויות הזזה.
כדי להפחית את החיכוך בין חלקים, חומרי מילוי שונים מוכנסים בצורה של חומרי סיכה מוצקים, אשר בשימוש על פני השטח יוצרים מבנה של גבישים נוזליים. ראוי לציין שלפלואורופלסט יש מקדם חיכוך נמוך מאוד, אך פיזור חום לקוי ונזילות בעומס נחשבים כחיסרון, ולכן משתמשים בו בשילוב עם חומרים אחרים.
מסקנה
חומרים נגד חיכוך מתאימים לייצור ספינות ומסבים, המוחלפים בקלות בעת שחיקה. חומר הגלם למוצר חייב להיות בעל מקדם חיכוך גבוה יותר, כלומר, כאשר החלקים באים במגע, החלק הקשה להחלפה של המנגנון נותר ללא נזק. זה קורה רק כאשר החומר של החלק בעל הערך ניחן בתכונות אנטי-חיכוך מצוינות על פני האנלוגי.
