غالبًا ما تستخدم الأجهزة الميكانيكية في الأنشطة البشرية. يتم ضمان موثوقية الأجزاء المتحركة في أي آلية من خلال تقليل الاحتكاك والتشوه. لهذا الغرض ، يتم استخدام مواد خاصة تسمى مضادات الاحتكاك. الغرض الرئيسي منها هو تقليل معامل الاحتكاك ، وتسهيل انزلاق الأسطح المتحركة للآليات. ستناقش هذه المقالة الخصائص المضادة للاحتكاك للمواد المختلفة المستخدمة لهذه الأغراض.
أنواع الاحتكاك
يحدث الاحتكاك عندما تتحرك الأجسام على اتصال مع بعضها البعض. هناك نوعان رئيسيان:
- جاف - أسطح المواد الصلبة على اتصال مباشر. لوحظ في محركات الحزام والاحتكاك.
- سائل - عند وجود طبقة زيت من السائل بين أجزاء الآليات ولا تتلامس الأجسام. وجدت في محامل الدفع والمحامل.
وتميز أيضاأنواع الاحتكاك المتوسطة: شبه جاف وشبه سائل.
فيما يتعلق بحركة الأجسام ، نلاحظ الأنواع التالية من الاحتكاك:
- الراحة - يحدث عندما تكون بقية الجثث النسبية ؛
- انزلاق - يتجلى بالحركة النسبية للآليات ؛
- المتداول - الاحتكاك الخارجي عند تدوير الأجسام.
اعتمادًا على نوع الاحتكاك ، يتم اختيار مادة ذات خصائص معينة مضادة للاحتكاك لأسطح الأجسام.
أنواع المواد المستخدمة لتقليل الاحتكاك
جميع المواد المضادة للاحتكاك التي توفر معامل احتكاك منخفض مقسمة إلى:
- المعادن - يتم استخدام السبائك المعدنية الثلاثية التي تحتوي على النحاس (babbits). مصمم للعمل في وضع الاحتكاك السائل.
- مسحوق - أساسه الحديد والنحاس مع إضافة الجرافيت والكبريتيد. تستخدم في المحامل العادية.
- متكلس ذاتي التزليق - تستخدم في التصنيع مواد من تركيبات مختلفة من الحديد مع الجرافيت والنحاس والبرونز. يتم استخدامها لإنتاج محامل عادية بسرعات منخفضة وفي حالة عدم وجود أحمال صدمية. تسمح الخصائص الجيدة المضادة للاحتكاك بتركيبها في الأماكن التي يصعب فيها التزييت.
- مع مكونات التشحيم الصلبة - كطبقة رقيقة على سطح الأجزاء ، يتم تطبيق جزيئات مادة تشحيم صلبة تتكون من الكلوريدات وأكاسيد المعادن والفلورايد والبلاستيك. المنتجات تعمل بسرعات انزلاق أعلى.
- غير معدني - مصنوع مناللدائن: لدائن بالحرارة والتلدن بالحرارة. تستخدم لمحامل المروحة ، وطواحين الدرفلة.
- معدن بوليمر - يتكون من مكونات غير متجانسة. وهي مقسمة إلى مصفوفة ومشتتة وطبقات. يستخدم لإنتاج المحامل العادية ، والتروس والعجلات المسننة.
- المعادن - استخدم الطبيعي (العقيق) والاصطناعي (اكسيد الالمونيوم). إنهم يصنعون محامل صغيرة مقاومة للاهتراء لأجهزة قياس سرعة الدوران والساعات والجيروسكوبات.
تجد كل مادة تطبيقها لإنتاج أجزاء وفقًا لخصائصها المضادة للاحتكاك.
سبائك منخفضة الاحتكاك
من هذه السبائك ، يتم تصنيع قذائف تحمل الاحتكاك ، لذلك يجب أن يكون لديهم:
- معامل احتكاك منخفض مقارنة بمادة العمود ، والتي غالبًا ما تكون من الصلب المقوى.
- الموصلية الحرارية الجيدة.
- مقاومة التآكل.
- صلابة صغيرة.
- خاصية تسمح بالاحتفاظ بالشحوم.
لتلبية الخصائص المذكورة ، يجب أن يشتمل هيكل السبيكة على معادن ذات خصائص مقاومة الاحتكاك ، والتي تزيد من ليونة القاعدة. وهي بالفعل تتخللها جزيئات صلبة تتكون من مركبات كيميائية. في هذه الحالة ، يتم تشغيل العمود بسرعة في المحمل ، وتظهر عليه أخاديد صغيرة من الجزيئات الصلبة المملوءة بالشحوم والتي من خلالها يتم إزالة منتجات التآكل. على أساس القصدير والرصاص والنحاس والكادميوم والبزموت ،وشوائب مصنوعة من الأنتيمون وسبائك النحاس.
استخدام سبائك البرونز في وحدات الاحتكاك
البرونز هو سبيكة من النحاس مع معادن مختلفة ، والتي قد تشمل القصدير والألمنيوم والسيليكون والرصاص والبريليوم والعديد من الإضافات الأخرى. اعتمادًا على النسبة المئوية لعنصر أو آخر مدرج في تكوينه ، يُطلق على البرونز القصدير والألمنيوم والرصاص. تستخدم البرونز على نطاق واسع في صناعة المنتجات التي تستخدم مع زيادة الاحتكاك. تعتبر أفضل أنواع البرونز من الخصائص المضادة للاحتكاك ، وهي مصنوعة من القصدير.
لقد أظهر القصدير والفوسفور نفسه بشكل جيد بشكل خاص ، حيث يتم تصنيع المحامل ، وتعمل تحت حمولة كبيرة وبسرعة عالية. العيب الوحيد هو تكلفتها العالية ، لذلك يتم استبدالها بالألمنيوم والبرونز الرصاصي. عند العمل في بيئة عدوانية ، غالبًا ما يستخدم برونز الألومنيوم لتحمل البطانات. هم ، بالإضافة إلى مقاومة الاحتكاك ، لديهم مقاومة جيدة للتآكل. يوفر الرصاص معامل احتكاك منخفض. تستخدم هذه المواد في صنع قذائف محمل للضغط العالي والتشغيل عالي السرعة.
السبائك المضادة للاحتكاك: التركيب والخصائص
في الصناعة ، لتصنيع أجزاء الاحتكاك من الآليات ، يتم استخدام سبائك مختلفة مع معامل احتكاك صغير:
- النحاس هو سبيكة تتكون مكوناتها الرئيسية من النحاس والزنك. قد تشمل مكونات في النموذجالألومنيوم والقصدير والرصاص والمنغنيز وعناصر أخرى. من حيث القوة ومعامل الاحتكاك المنخفض ، فهو أدنى من البرونز ويستخدم في تصنيع المحامل العادية التي تعمل بسرعات منخفضة.
- باببيت عبارة عن سبائك معقدة ذات تكوين وخواص فيزيائية مختلفة ، ولكنها تتكون من قاعدة ناعمة واحدة: القصدير أو الرصاص مع إضافات صلبة من سبائك المعادن القلوية أو النحاس أو الأنتيمون. نظرًا للقاعدة الناعمة ، يتم تشغيل المحامل جيدًا في العمود ، وتزيد الإضافات الصلبة من مقاومة التآكل. إن الصفات العالية المضادة للاحتكاك لـ babbitt ، ولكنها أقل قوة من البرونز والحديد الزهر ، تجعل من الممكن استخدامها فقط لتطبيق طبقة رقيقة على سطح المنتجات.
خصائص الزيوت
من أجل ضمان موثوقية وكفاءة أجزاء الاحتكاك ، وتقليل الاحتكاك المنزلق ، يتم استخدام زيوت التشحيم. تم تصنيفهم جميعًا حسب:
- الأصل ؛
- طريقة الاستلام ؛
- معين.
زيوت التشحيم تؤدي الوظائف التالية:
- تقليل الاحتكاك بين الأجزاء الملامسة ؛
- تقليل التآكل ومنع الجرجرة ؛
- توفر تبديد الحرارة من أجزاء الاحتكاك ؛
- حماية ضد التآكل.
تكمن خصائص الزيوت المضادة للاحتكاك في قدرتها على تقليل كمية الطاقة اللازمة للاحتكاك. اللزوجة هي المؤشر الرئيسي لهذه الخصائص ويتم تحديدها بواسطة الكربون والتركيب الجزئي. لتحسين جودة الزيوت المختلفةإضافات مضادة للاحتكاك لزيادة الطاقة ، وإطالة عمل الوحدة ، وتقليل الأحمال. إنها تعزز خصائص الزيوت ، مما يزيد من توقيت استبدال تركيبة زيوت التشحيم. تساهم الإضافات المضادة للاحتكاك في تكوين طبقة واقية أثناء تفاعل الأجزاء وتسوية أسطحها وتنعيم الاحتكاك. من خلال صنع فيلم زيتي متين ، فإنها تقلل من تآكل الأجزاء.
خصائص مقاومة الاحتكاك لبوليمرات الايبوكسي
بوليمرات الإيبوكسي عبارة عن سوائل لزجة تتصلب عند إضافة مواد عضوية مختلفة إليها. تتمتع بقوة ميكانيكية عالية وتستخدم لربط الخرسانة والمعادن والزجاج والخشب. نظرًا لهذه الخصائص ، يتم استخدامها لإنتاج أجزاء من البوليمر المعدني ، وإنتاج البطانات ، والبكرات ، والتروس ، والمحامل ، والوصلات.
الحشوات تعطي منتجات بوليمر الايبوكسي خصائص عالية ضد الاحتكاك. يمكن تشغيل الأجزاء بدون تزييت إذا تم استخدام الماء المبلل. الطلاءات مقاومة للعوامل الجوية والمواد الكيميائية.
مواد غير معدنية مضادة للاحتكاك
للمحامل العادية ، غالبًا ما يتم استخدام نوعين من البلاستيك:
- المعالجة بالحرارة - وتشمل هذه المواد النسيجية ، التي تستخدم لتصنيع محامل لمصانع الدرفلة والمراوح والآلات الهيدروليكية. الأجزاء شديدة التحمل ، ومشحمة بالماء ومبردة.
- اللدائن الحرارية - تستخدم مادة البولي أميد على نطاق واسع: البلاستيك الفلوري والنايلون والعين. الفوائد عاليةخصائص مقاومة الاحتكاك للمواد ومقاومة التآكل ومقاومة التآكل الجيدة تحت الأحمال العالية وسرعات الانزلاق.
لتقليل الاحتكاك بين الأجزاء ، يتم إدخال مواد مالئة مختلفة في شكل مواد تشحيم صلبة ، والتي ، عند استخدامها على السطح ، تخلق بنية من البلورات السائلة. وتجدر الإشارة إلى أن البلاستيدات الفلورية لها معامل احتكاك منخفض جدًا ، ولكن يعتبر التبديد السيئ للحرارة والسيولة تحت الحمل من العيوب ، لذلك يتم استخدامها مع مواد أخرى.
الخلاصة
المواد المضادة للاحتكاك مناسبة لتصنيع البطانات والمحامل ، والتي يمكن استبدالها بسهولة عند التآكل. يجب أن تحتوي المادة الخام للمنتج على معامل احتكاك أعلى ، أي عندما تتلامس الأجزاء ، يظل الجزء الذي يصعب استبداله من الآلية غير تالف. يحدث هذا فقط عندما يتم منح مادة الجزء الثمين بخصائص ممتازة ضد الاحتكاك على التناظرية.
