Như chúng ta đã biết, có rất nhiều loại vật liệu chịu lực trên thị trường. Có ba loại vật liệu chịu lực phổ biến: vật liệu kim loại, vật liệu kim loại xốp và vật liệu phi siêu vật liệu.

Đặc điểm và ứng dụng của vật liệu ổ trục thông dụng 2

Vật liệu kim loại

Hợp kim vòng bi, hợp kim đồng, nhôm, hợp kim kẽm, vv đều là vật liệu kim loại. Trong số đó, hợp kim mang, còn được gọi là hợp kim trắng, chủ yếu là hợp kim chì, thiếc, antimon hoặc các kim loại khác, có độ bền thấp trong điều kiện tải nặng và tốc độ cao. Lý do là vì các đặc tính của nó, chẳng hạn như chống mài mòn tốt, độ dẻo cao, hiệu suất chạy tốt, dẫn nhiệt tốt, chống keo tốt và hấp thụ tốt với dầu. Tuy nhiên, vì giá cao, nó phải được đổ trên đồng, dải thép hoặc ống lót bằng gang để tạo thành một lớp phủ mỏng hơn

Hợp kim mang

Đặc điểm và ứng dụng của vật liệu ổ trục thông dụng 3

Hợp kim vòng bi là hợp kim thiếc, chì, antimon và đồng. Chúng dựa trên thiếc hoặc chì và chứa các hạt cứng của antimon-thiếc (Sb-Sn) và đồng-thiếc (Cu-Sn). Các hạt cứng đóng vai trò chống mài mòn, trong khi chất nền mềm làm tăng độ dẻo của vật liệu. Mô đun đàn hồi và giới hạn đàn hồi của hợp kim ổ trục rất thấp. Trong số tất cả các vật liệu ổ trục, nó có độ bám dính và ma sát tốt nhất. Thật dễ dàng để chạy vào với tạp chí, và không dễ để cắn với tạp chí. Nhưng sức mạnh của hợp kim mang là rất thấp. Nó không thể được thực hiện riêng biệt. Nó chỉ có thể được gắn vào ống lót bằng đồng, thép hoặc gang để lót ổ trục. Hợp kim vòng bi phù hợp cho các ứng dụng nặng, trung bình và tốc độ cao, và giá tương đối đắt.

hợp kim đồng

Đặc điểm và ứng dụng của vật liệu ổ trục thông dụng 4

Hợp kim đồng có độ bền cao hơn, giảm ma sát tốt hơn và chống mài mòn. Đồng có tính chất tốt hơn đồng thau và là vật liệu được sử dụng phổ biến nhất. Có một số loại đồng, chẳng hạn như đồng thiếc, đồng chì và đồng nhôm. Trong số đó, đồng thiếc có đặc tính chống ma sát tốt nhất và được sử dụng rộng rãi. Tuy nhiên, đồng thiếc có độ cứng cao hơn so với hợp kim chịu lực, độ mòn kém và độ nhúng, và phù hợp cho các ứng dụng nặng và tốc độ trung bình. Đồng chì có khả năng chống bám dính mạnh và phù hợp với vòng bi tốc độ cao và nặng. Nhôm đồng có độ bền và độ cứng cao và khả năng chống dính kém. Nó phù hợp cho vòng bi tốc độ thấp và nặng.

Hợp kim nhôm

Đặc điểm và ứng dụng của vật liệu ổ trục thông dụng 5

Hợp kim chịu lực bằng nhôm có khả năng chống ăn mòn tốt, độ bền mỏi cao và tính chất ma sát tốt. Những phẩm chất này làm cho hợp kim dựa trên Al thay thế hợp kim chịu lực và đồng đắt tiền hơn ở một số khu vực. Hợp kim nhôm có thể được chế tạo thành các bộ phận kim loại duy nhất (như ống lót, vòng bi, v.v.) hoặc các bộ phận lưỡng kim. Hợp kim nhôm được sử dụng làm lớp lót chịu lực và thép được sử dụng làm lớp lót cho các ống lót mang lưỡng kim. Một loại o

Gang xám và gang chống mòn

Đặc điểm và ứng dụng của vật liệu ổ trục thông dụng 6

Sắt xám thông thường hoặc sắt xám chịu mài mòn với hợp kim niken, crom và titan, hoặc sắt dễ uốn, có thể được sử dụng làm vật liệu chịu lực. Lớp vảy hoặc than chì hình cầu trong loại vật liệu này có thể tạo thành một lớp than chì bôi trơn sau khi nó được phủ trên bề mặt vật liệu, do đó nó có khả năng chống ma sát và chống mài mòn nhất định. Ngoài ra, than chì có thể hấp thụ hydrocarbon và cải thiện hiệu suất bôi trơn ranh giới. Do đó, khi gang xám được sử dụng làm vật liệu chịu lực, cần thêm dầu bôi trơn. Do độ giòn và khả năng chạy kém, gang chỉ thích hợp cho các tình huống tốc độ thấp và tải nhẹ mà không có tải trọng va đập.

Vật liệu phi kim loại

Các vật liệu phi kim loại được sử dụng rộng rãi nhất là các loại nhựa khác nhau (vật liệu polymer), chẳng hạn như nhựa phenolic, nylon, polytetrafluoroetylen, v.v. Các đặc tính của polymer là: nó không phản ứng với nhiều hóa chất, và có khả năng chống ăn mòn mạnh; Nó có khả năng tự bôi trơn nhất định, có thể hoạt động trong điều kiện không bôi trơn và có khả năng bôi trơn nhất định trong điều kiện nhiệt độ cao; khả năng nhúng tốt; chống ma sát tốt và chống mài mòn.

Khi chọn polymer làm vật liệu chịu lực, chúng ta phải chú ý đến các vấn đề sau: bởi vì độ dẫn nhiệt của polymer chỉ là một vài phần trăm của thép, nên phải xem xét sự tản nhiệt của ma sát, làm hạn chế nghiêm ngặt tốc độ làm việc và giá trị áp suất của mang polymer. Do hệ số giãn nở tuyến tính của polymer lớn hơn nhiều so với thép, nên độ hở giữa ổ bi polymer và tạp chí thép phải lớn hơn so với ổ trục kim loại. Ngoài ra, giới hạn cường độ và năng suất của vật liệu polymer thấp, do đó chúng có thể chịu tải trọng giới hạn trong lắp ráp và vận hành. Do hiện tượng leo của vật liệu polymer ở nhiệt độ phòng, không phù hợp để chế tạo vòng bi với yêu cầu giải phóng mặt bằng nghiêm ngặt.

Carbon-than chì có thể được sử dụng làm vật liệu chịu lực trong một môi trường xấu. Hàm lượng than chì càng nhiều thì vật liệu càng mềm và hệ số ma sát càng nhỏ. Kim loại, polytetrafluoroetylen hoặc molybdenum disulfide có thể được thêm vào vật liệu than chì carbon, và chất bôi trơn lỏng cũng có thể được ngâm tẩm. Vòng bi carbon-than có khả năng tự thấm ướt, và khả năng tự làm ướt và giảm ma sát của chúng phụ thuộc vào lượng hơi nước bị hấp phụ. Carbon-than chì có ái lực với chất bôi trơn có chứa hydrocarbon. Thêm chất bôi trơn có thể cải thiện hiệu suất bôi trơn ranh giới. Ngoài ra, nó cũng có thể được sử dụng làm vật liệu chịu lực để bôi trơn nước.

Cao su chủ yếu được sử dụng ở những nơi nước được sử dụng làm chất bôi trơn và môi trường bẩn.

Gỗ có cấu trúc xốp và có thể được cải thiện bằng chất độn. Làm đầy polymer có thể cải thiện sự ổn định kích thước, giảm hấp thụ độ ẩm và tăng sức mạnh của gỗ. Vòng bi làm bằng gỗ có thể làm việc trong điều kiện bụi bặm.

Vật liệu kim loại xốp

Đây là một vật liệu chịu lực được làm bằng cách ép và thiêu kết các loại bột kim loại khác nhau. Vật liệu này là một cấu trúc xốp và các khoảng trống chiếm khoảng 10% đến 35% của âm lượng. Trước khi sử dụng, ống lót ổ trục được ngâm trong dầu nóng trong vài giờ để lấp đầy lỗ bằng dầu bôi trơn, vì vậy ổ trục làm bằng vật liệu này thường được gọi là ổ trục dầu.

Nó có một tự bôi trơn. Khi làm việc, do tác động hút của vòng quay tạp chí và hiệu ứng giãn nở của dầu trong quá trình gia nhiệt ổ trục, dầu sẽ đi vào bề mặt ma sát để bôi trơn; Khi không hoạt động, do tác động mao dẫn, dầu sẽ bị hút trở lại vào ổ trục, do đó nó có thể hoạt động tốt ngay cả khi không bôi trơn dầu trong một thời gian dài. Nếu dầu được cung cấp thường xuyên, hiệu quả tốt hơn. Tuy nhiên, do độ bền thấp, nó phù hợp với trường hợp tải trọng không va chạm trơn tru và tốc độ trung bình thấp. Sắt xốp và đồng xốp thường được sử dụng. Sắt xốp thường được sử dụng để làm ống lót máy nghiền, ống lót bơm dầu máy công cụ, ống lót động cơ đốt trong, v.v.

Đồng xốp thường được sử dụng để chế tạo vòng bi của máy ghi âm, quạt điện, máy móc dệt và máy phát điện ô tô. Hiện đã có các nhà máy chuyên sản xuất ổ trục dầu ở nước ta, có thể được lựa chọn theo hướng dẫn thiết kế khi cần thiết.

Vật liệu luyện kim bột là một loại kim loại xốp, có cấu trúc xốp. Nếu được ngâm trong dầu bôi trơn, lỗ chân lông siêu nhỏ chứa đầy dầu bôi trơn và trở thành một loại dầu, có đặc tính tự bôi trơn. Vật liệu kim loại xốp có độ bền thấp và chỉ phù hợp với tải trọng không va chạm trơn tru và vận tốc trung bình và nhỏ.