
Если в спецификации указано 'бронзовая самосмазывающаяся втулка' - готовьтесь к диалогу с заказчиком, который уверен, что это просто кусок металла с отверстиями. На деле же это узел, где смазка впрессована в структуру материала, и от состава бронзы зависит, выдержит ли он сухое трение в экскаваторе при -40°C.
Чаще всего путают пористость и концентрацию графита. Видел как на втулка самосмазывающаяся бронзовая приходят запросы с требованием 'минимальная цена', хотя для домкратов нужны втулки с добавлением олова, а не свинца. Помню случай с заводом в Перми - закупили партию дешевых аналогов, через месяц пришлось останавливать линию из-за задиров на штоках.
Еще момент: многие считают, что самосмазывающиеся свойства работают вечно. На практике графитовый наполнитель вырабатывается за 2-3 цикла интенсивной нагрузки, если речь о вибропрессе. Для гидроцилиндров в карьерах мы всегда рекомендуем добавлять канавки для повторной закладки смазки - это продлевает срок службы на 40%.
Особенно критичен выбор при работе с гидравлическими стойками. Там где клиенты экономят на втулках, потом платят за замену штоков. В ООО 'Цзянсу Минбай Гидравлическая Технология' как раз столкнулись с этим - пришлось переделывать весь узел крепления для экскаватора Hitachi, потому что стандартные втулки не держали радиальную нагрузку.
Литейщики знают - если перегреть бронзу выше 1200°C, графит выгорает каналами. Как-то наблюдал на испытаниях втулки для пресса: при нагрузке 15 МПа смазка начала выходить пятнами, а не равномерно. Оказалось - нарушили температурный режим при спекании.
Соотношение меди к олову тоже играет роль. Для гидроцилиндров лучше брать БрО10Ф1, а не БрАЖ9-4, хотя последняя дешевле. В карьере 'Ураласбеста' как раз сравнивали эти марки - втулки из оловянной бронзы проработали 3 сезона, а алюминиево-железистые начали расслаиваться через 8 месяцев.
Интересный момент с пропиткой дисульфидом молибдена. Некоторые производители экономят, наносят его поверхностно, но при первом же нагреве покрытие отслаивается. В втулка самосмазывающаяся бронзовая для гидравлических компонентов мы всегда используем объемную пропитку под вакуумом - как раз на сайте https://www.mbyy.ru есть фото микроструктуры таких образцов.
Для стрелы крана Liebherr пришлось разрабатывать втулку с комбинированной структурой - верхний слой с графитом, внутренний с тефлоном. Стандартные решения не подошли из-за переменных нагрузок при повороте. После полугода испытаний получили ресурс в 12 000 часов вместо требуемых 8 000.
А вот неудачный пример: для пресс-формы пытались использовать втулки с добавлением никеля. Теоретически - должно было повысить коррозионную стойкость. На практике никель снизил коэффициент трения, но ухудшил теплопроводность, при циклическом нагреве до 300°C втулки начали 'залипать'.
Сейчас для ООО 'Цзянсу Минбай Гидравлическая Технология' делаем партию втулок с радиальными канавками под смазку - это позволяет компенсировать износ в полевых условиях без разборки узла. Для горной техники такое решение оказалось оптимальным.
Самая частая ошибка - запрессовка без контроля температуры. Если монтировать втулку в стакан без подогрева, возникает натяг до 0.3 мм, который потом приводит к заклиниванию. Как-то на ремонте экскаватора Cat видел, как молотком забивали втулку - через 20 часов работы шток пошел 'восьмеркой'.
Для гидравлических стоек важно учитывать не только радиальные, но и осевые нагрузки. В конструкции втулка самосмазывающаяся бронзовая должны быть буртики или стопорные кольца - без них при обратном ходе цилиндра втулка смещается и перекашивает шток.
Еще нюанс - чистовая обработка отверстия. Если после запрессовки не хонинговать поверхность, графитовые карманы остаются закрытыми. При первом же ходе штока происходит 'сухое' трение, температура локально подскакивает до 500°C - и втулка прикипает.
Сейчас экспериментируем с добавлением наноразмерного алмаза в бронзу. Предварительные испытания показывают снижение коэффициента трения на 18% при ударных нагрузках. Но проблема - такой состав требует специального оборудования для литья, обычные индукционные печи не подходят.
Для морской техники пробуем комбинацию бронзы с покрытием из фторопласта - это решает проблему с соленой водой, но пока дорого в производстве. На https://www.mbyy.ru выложили тестовые отчеты по таким образцам - если кому интересно, можете посмотреть графики износа.
Из традиционных решений все еще актуальны втулки с каналами для принудительной смазки - особенно для тяжелых гидроцилиндров где нагрузки превышают 25 МПа. Но это уже тема для отдельного разговора, там совсем другие требования к геометрии и посадкам.