Cuscinetti flangiati in bronzo: selezione della lega, tolleranze e guida all'installazione

Una squadra di manutenzione di una cava preme un cuscinetto flangiato in bronzo con foro di 60 mm nella puleggia della testata del trasportatore, serra i bulloni dell'alloggiamento e scopre che la flangia è incrinata entro un mese. Il bronzo non era il punto debole. La faccia dell'alloggiamento dietro la flangia non era né piatta né perpendicolare al foro, quindi la resistenza assiale dall'albero caricava un bordo fuso sottile anziché l'intera faccia della flangia.

Questo ordine di guasto spiega come dovrebbero essere selezionati i cuscinetti flangiati in bronzo. La lega stabilisce il limite massimo in termini di carico, velocità e resistenza alla corrosione. La geometria della flangia, l'accoppiamento a pressione e il gioco determinano se raggiungerai mai quel limite. Un cuscinetto flangiato in bronzo allo stagno con accoppiamenti corretti durerà più a lungo di uno in bronzo all'alluminio con una spalla inclinata, ogni volta.

Cosa fa realmente la flangia

Un cuscinetto flangiato in bronzo è un manicotto cilindrico con una flangia radiale integrale ad un'estremità. La manica sopporta il carico radiale. La flangia esegue tre lavori separati che spesso vengono confusi insieme durante la specifica.

• Posizione assiale. La flangia impedisce al cuscinetto di uscire da un foro passante o di affondare in un alloggiamento cieco, rimuovendo gli anelli di ritenzione, la lavorazione dello spallamento e i cappucci terminali di cui ha bisogno un manicotto liscio.
• Reazione di spinta. La parte posteriore della flangia può accettare carichi assiali continui intermittenti o moderati, a condizione che la sede sia rigida e che la flangia sia sufficientemente spessa da non piegarsi.
• Controllo dell'assemblaggio. La flangia imposta la profondità di inserimento in un unico movimento, il che è importante su una linea di produzione dove ogni alloggiamento deve risultare identico.

Ciò che la flangia non è un cuscinetto reggispinta. I carichi assiali continui superiori a circa il 10-15% della potenza radiale richiedono generalmente una rondella reggispinta separata o una disposizione di elementi volventi.

Scelta della lega: bronzo allo stagno, bronzo all'alluminio o ottone

La maggior parte dei guasti dei cuscinetti flangiati in bronzo attribuiti al bronzo tenero sono riconducibili alla famiglia di leghe sbagliata per l'ambiente piuttosto che a una cattiva fusione. Quattro famiglie coprono la grande maggioranza degli ordini di cuscinetti flangiati industriali e ciascuna di esse si guasta in modo diverso.

Seguono due punti pratici. Il bronzo allo stagno e piombo rimane il prodotto predefinito per i macchinari generici perché lavora in modo pulito, incorpora la sabbia e tollera la lubrificazione marginale. Il bronzo all'alluminio costa di più e le macchine sono più lente, ma in nebbia salina o in una posizione eccentrica sotto carico d'urto può durare più a lungo di tre sostituzioni di bronzo allo stagno, a condizione che la lubrificazione sia pulita e l'albero sia allineato.

La decisione sulla lega viene solitamente presa per sottosistema, non per macchina. La stessa nave o frantoio può far funzionare il bronzo all'alluminio con un timone fortemente caricato o una posizione eccentrica e il bronzo allo stagno con perni a carico inferiore. L'approvvigionamento di quella distinta base mista è più semplice quando un fornitore la organizza gamma di boccole in rame prima per famiglia di leghe e poi per applicazione, perché questo è l'ordine in cui viene effettivamente effettuata la selezione.

Boccola in bronzo allo stagno per attrezzature minerarie Boccola in bronzo allo stagno per attrezzature minerarie uses high-purity copper as the base material, and is refined by adding appropriate amounts of tin and other high-quality alloy ... Visualizza il prodotto →

Tolleranze e accoppiamenti che determinano la durata di servizio

Questi sono i numeri che vale la pena inserire in un disegno o in un ordine d'acquisto. Sono regole pratiche per il funzionamento del bronzo fuso su un albero in acciaio temprato e devono essere regolate in base alla temperatura, alla lubrificazione e agli urti.

• Foro dell'alloggiamento: H7 per la maggior parte degli accoppiamenti a pressione, con ovalità e conicità mantenute all'interno della metà dell'interferenza prevista.
• Interferenza di stampa: da 0,025 a 0,05 mm per 25 mm di diametro del foro dell'alloggiamento, circa da 0,001 a 0,002 pollici per pollice.
• Gioco di esercizio: dallo 0,1 allo 0,15% del diametro dell'albero per il bronzo allo stagno a velocità moderata, dallo 0,15 allo 0,2% per il bronzo all'alluminio dove la crescita termica è maggiore.
• Foro dopo il montaggio: il foro si chiude approssimativamente per interferenza, quindi tenerne conto o finire il foro dopo la pressatura.
• Spessore della parete: almeno da 0,08 a 0,10 del diametro del foro, quindi un foro da 60 mm necessita di una parete da 5 a 6 mm.
• Spessore della flangia: da 0,25 a 0,4 dello spessore della parete, di più quando il carico assiale è continuo.
• Perpendicolarità della flangia al foro: da 0,02 a 0,05 mm in totale, misurata sulla faccia posteriore della flangia.
• Finitura albero: da 0,4 a 0,8 micron Ra. Un albero rettificato in genere raddoppia la durata di un cuscinetto rispetto a uno tornito.

La trappola che cattura la maggior parte degli acquirenti è la chiusura del foro dopo il montaggio. Premere un cuscinetto con foro da 60 mm in un alloggiamento H7 con un'interferenza di 0,05 mm e il foro si chiude di una quantità comparabile, circa da 0,04 a 0,06 mm. Se il disegno specifica un gioco di esercizio di 0,08 mm e il foro è stato finito prima della pressatura, l'assemblaggio può risultare quasi senza gioco e grippare al primo riscaldamento sotto carico.

Lubrificazione, scanalature e opzioni autolubrificanti

I cuscinetti flangiati in bronzo tollerano la lubrificazione marginale meglio degli elementi volventi, ma seguono comunque un limite di carico e velocità. Tre configurazioni coprono la maggior parte delle applicazioni industriali.

• Lubrificato a grasso. Un foro per l'olio che alimenta una scanalatura circonferenziale distribuisce il grasso attorno al foro. Posizionare la scanalatura nella metà scarica del cuscinetto, poiché una scanalatura sotto la linea di carico rimuove l'area di carico esattamente dove la sollecitazione è massima.
• Lubrificato ad olio. L'alimentazione continua dell'olio moltiplica il valore PV consentito più volte rispetto al grasso, motivo per cui i rulli della tavola di macinazione e gli alberi del cambio utilizzano l'alimentazione a bagno o a pressione invece dei raccordi.
• Autolubrificante. I tappi in grafite, gli inserti lubrificanti solidi o il bronzo sinterizzato impregnato d'olio rimuovono completamente la linea del grasso, adattandosi a posizioni remote, calde o difficili da raggiungere.

I limiti tipici del catalogo per il bronzo fuso sono compresi tra 3 e 5 MPa x m/s lubrificati con grasso e tra 0,8 e 1,5 MPa x m/s a secco con tappi in grafite. Il numero reale dipende dalla lega, dalla finitura dell'albero e dalla quantità di calore che l'alloggiamento può trasportare. Al di sopra di questi limiti il ​​cuscinetto non cede improvvisamente; Il gioco si apre, l'usura accelera e la flangia inizia a sopportare un carico laterale che non è mai stata progettata per sopportare.

Boccole in ottone autolubrificanti per macchinari di ingegneria Boccole in ottone autolubrificanti per macchinari di ingegneria is made of high-quality high-strength brass material, combined with embedded solid lubrication technology, it... Visualizza il prodotto →

Pratica di installazione: pressatura, posizionamento e controlli degli spazi

1. Misurare il foro dell'alloggiamento con un alesametro anziché con un calibro e registrare l'ovalità e la conicità. Se uno dei due supera la metà dell'interferenza prevista, perforarlo e ricoprirlo.
2. Rompere il bordo del foro dell'alloggiamento con uno smusso da 1 a 2 mm e lucidare il piombo, in modo che il cuscinetto non rasi il bronzo all'ingresso.
3. Premere sulla superficie della flangia con una chiave piatta che copra l'intera flangia. Non martellare mai il bordo della flangia e non premere mai attraverso il foro.
4. Posizionare la flangia contro una faccia piana e rigida. Controllare con una riga e uno spessimetro; 0,05 mm è un obiettivo ragionevole e qualsiasi valore superiore a 0,1 mm inclinerà il cuscinetto.
5. Utilizzare un adattamento termico quando l'interferenza è forte: riscaldare l'alloggiamento a una temperatura compresa tra 80 e 100 C. Non riscaldare il bronzo alla fiamma, poiché un riscaldamento non uniforme distorce il foro e può incidere sulle leghe di piombo.
6. Misurare nuovamente il foro dopo il montaggio, verificare il gioco di esercizio rispetto all'albero, quindi allineare il foro di lubrificazione con il raccordo dell'alloggiamento.
7. Eseguire l'assemblaggio scarico per un breve periodo di rodaggio. Un case notevolmente caldo dopo 30 minuti sotto carico di solito significa che lo spazio libero è troppo stretto.

Dove i cuscinetti in bronzo flangiati guadagnano il loro posto

I cuscinetti flangiati sono adatti a carichi pesanti, velocità da basse a moderate e scarso accesso per la manutenzione. Alcuni settori dominano la domanda.

• Estrazione mineraria ed estrattiva: manicotti eccentrici del frantoio, pulegge della testata del trasportatore, perni del piatto vagliante e perni della benna. La polvere è normale e la flangia resiste ai ripetuti colpi assiali di un albero eccentrico.
• Settore marittimo e offshore: cuscinetti dell'asse del timone, alberi del verricello dell'ancora, macchinari di coperta e timoneria, dove il bronzo all'alluminio gestisce l'acqua di mare e la cavitazione molto meglio del bronzo allo stagno.
• Impianti siderurgici e metallurgici: rulli da tavola, cesoie e trasportatori, dove il calore e gli spruzzi d'acqua spingono la scelta verso il bronzo all'alluminio.
• Edilizia, sollevamento ed energia: perni di collegamento, stabilizzatori, trasmissioni a vite senza fine e componenti di scatole di trasmissione per turbine eoliche, dove la flangia semplifica l'alloggiamento e riduce i tempi di assemblaggio.

Ci sono casi in cui un cuscinetto in bronzo flangiato è l'acquisto sbagliato. La spinta assiale pesante e continua avviene con una rondella reggispinta o una disposizione a rulli conici. L'elevata velocità continua è garantita da un cuscinetto volvente che funziona a temperature più basse. Pareti molto sottili, inferiori a circa 2 mm, si fessurano alla radice della flangia in bronzo fuso.

Boccola in bronzo di alluminio per il sistema di trasmissione del timone Boccola in bronzo di alluminio per il sistema di trasmissione del timone is tailor-made for the Rudder transmission system. It is based on high-quality copper, added with aluminum, iron... Visualizza il prodotto →

Cosa inserire nell'ordine di acquisto

Un cuscinetto flangiato in bronzo è più spesso una parte realizzata su ordinazione che un articolo a catalogo, quindi il documento dell'ordine porta la qualità del risultato.

• Lega e standard, ad esempio SAE 660 o C93200, bronzo alluminio C95400 o ottone C36000, oltre al metodo di fusione dove la resistenza è importante.
• Dimensioni nell'ordine in cui vengono misurate: foro, diametro esterno, lunghezza totale, diametro esterno della flangia e spessore della flangia.
• Classe di tolleranza e accoppiamenti: accoppiamento dell'alloggiamento, gioco di esercizio dell'albero, perpendicolarità della flangia.
• Stato di lavorazione: grezzo, sgrossato o finito alesato e se il foro è dimensionato prima o dopo la pressatura.
• Caratteristiche di lubrificazione: posizione e diametro del foro dell'olio, disegno della scanalatura, tappi in grafite.
• Documentazione: certificati chimici e meccanici, tracciabilità del numero di colata e ispezione del primo articolo per un nuovo modello.
• Quantità e imballaggio: le fusioni diventano economiche a partire da poche decine di pezzi e le flange lavorate necessitano di protezione dei bordi durante il trasporto.

Se una flangia continua a rompersi, smetti di cambiare le leghe e inizia a controllare la sede. Planarità, ortogonalità e interferenza sono responsabili di un numero maggiore di guasti ai cuscinetti della flangia in bronzo rispetto ai coefficienti di carico e tutti e tre sono misurabili prima che la parte venga pressata.

Yangzhou Yifeng Copper Products fonde e lavora componenti in lega di rame dal 2005 in uno stabilimento di 30.000 metri quadrati, con 5.000 tonnellate di capacità annua e un team tecnico che comprende 20 specialisti, oltre a una base di ricerca congiunta con la Southwest Jiaotong University. L'azienda vanta una base clienti che comprende aziende Fortune 500 e gruppi industriali globali, e la sua gamma comprende boccole in bronzo allo stagno, bronzo all'alluminio e ottone, cuscinetti autolubrificanti, anelli di tenuta in lega di rame marina e ingranaggi a vite senza fine in lega di rame. Puoi rivedere il background e capacità dell'azienda se stai consolidando diversi codici in bronzo sotto un unico fornitore.