घर्षण विरोधी सामग्री: सिंहावलोकन, गुण, अनुप्रयोग

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 10:28

तकनीकी इकाइयों, मशीनों और उपकरणों के व्यक्तिगत मौलिक समूहों के संचालन की प्रक्रिया अनिवार्य रूप से पहनने के साथ होती है। तीव्रता की अलग-अलग डिग्री के साथ एक दूसरे पर भागों के पारस्परिक यांत्रिक प्रभाव से उनकी सतहों का घर्षण होता है और आंतरिक संरचना का विनाश होता है। इसके अलावा, पर्यावरण का अक्सर क्षरण और गुहिकायन के रूप में समान प्रभाव पड़ता है। नतीजतन, उपकरण के प्रदर्शन का नुकसान होता है या कम से कम परिचालन गुणों में कमी आती है। पाउडर घर्षण और विरोधी घर्षण सामग्री की निम्नलिखित समीक्षा आपको अवांछित घर्षण को कम करने के तरीकों को समझने में मदद करेगी। ऐसी सामग्रियों को औद्योगिक उपकरणों और घरेलू उपकरणों के साथ-साथ निर्माण उपकरणों में उपयोग के लिए अनुशंसित किया जाता है।

घर्षण और घर्षण-रोधी सामग्री के बीच अंतर

एक संदर्भ में इन सामग्रियों पर विचार इस तथ्य के कारण है कि उनका कार्य तंत्र के संचालन की सामान्य विशेषता से संबंधित है - घर्षण का गुणांक। लेकिन अगर इस मूल्य को कम करने के लिए एंटीफ्रिक्शन तत्व और एडिटिव्स जिम्मेदार हैं, तो इसके विपरीत, घर्षण तत्व इसे बढ़ाते हैं। इस मामले में, उदाहरण के लिए, पाउडर मिश्र धातुओं में वृद्धि हुई हैघर्षण का गुणांक लक्ष्य कार्य समूह के पहनने के प्रतिरोध और यांत्रिक शक्ति प्रदान करता है। ऐसे गुणों को प्राप्त करने के लिए, दुर्दम्य ऑक्साइड, बोरॉन, सिलिकॉन कार्बाइड आदि को घर्षण कच्चे माल की संरचना में पेश किया जाता है। एंटीफ्रिक्शन तत्वों के विपरीत, घर्षण तत्व अक्सर तंत्र में पूर्ण कार्यात्मक अंगों का प्रतिनिधित्व करते हैं। यह, विशेष रूप से, ब्रेक और क्लच हो सकता है।

बढ़ते घर्षण के कार्यों को प्रदान करते हुए, वे एक साथ विशिष्ट तकनीकी कार्य करते हैं। एक ही समय में, घर्षण और विरोधी घर्षण सामग्री दोनों का उपयोग करने से पहले कठोर प्रयोगशाला परीक्षण से गुजरना पड़ता है। ब्रेक के लिए समान मिश्र पूर्ण पैमाने पर और बेंच परीक्षणों से गुजरते हैं, जिसके दौरान व्यवहार में उनके आवेदन की उपयुक्तता निर्धारित की जाती है। पॉलिमर से सबसे तकनीकी रूप से उन्नत घर्षण सामग्री आज विभिन्न तरीकों से निर्मित होती है। तो, ब्रेक समूह के तंत्र के लिए, दबाने की तकनीक का उपयोग किया जाता है - रूपों पर ब्लॉक, प्लेट और सेक्टर बनाए जाते हैं। टेप सामग्री को बुने हुए तकनीक का उपयोग करके तैयार किया जाता है, और ओवरले रोलिंग द्वारा निर्मित होते हैं।

घर्षणरोधी सामग्री के गुण

एंटी-फ्रिक्शन फ़ंक्शन वाले पुर्जों को आवश्यकताओं की एक विस्तृत श्रृंखला को पूरा करना चाहिए जो उनके मूल प्रदर्शन को निर्धारित करते हैं। सबसे पहले, सामग्री को संभोग भाग और काम के माहौल दोनों के अनुकूल होना चाहिए। चलने से पहले और बाद में अनुकूलता की शर्तों के तहत, सामग्री घर्षण में कमी की आवश्यक डिग्री प्रदान करती है। यहां रनिंग-इन को ऐसे ही नोट करना जरूरी है। यह गुण तत्व की सतह ज्यामिति को स्वाभाविक रूप से समायोजित करने की क्षमता को परिभाषित करता है।इष्टतम आकार के तहत, जो ऑपरेशन के किसी विशेष स्थान के लिए उपयुक्त है। दूसरे शब्दों में, सूक्ष्म खुरदरापन के साथ एक अतिरिक्त संरचना को उस हिस्से से मिटा दिया जाता है, जिसके बाद रनिंग-इन न्यूनतम भार के साथ काम करने की स्थिति प्रदान करेगा।

पहनने का प्रतिरोध भी इन सामग्रियों का एक महत्वपूर्ण गुण है। विरोधी घर्षण तत्वों में एक संरचना होनी चाहिए जो विभिन्न प्रकार के पहनने के लिए प्रतिरोध प्रदान करती है। उसी समय, भाग अत्यधिक कठोर और कठोर नहीं होना चाहिए, क्योंकि इससे जब्ती का खतरा बढ़ जाएगा, जो घर्षण-रोधी सामग्री के लिए अवांछनीय है। इसके अलावा, प्रौद्योगिकीविद ठोस कणों के अवशोषण के रूप में ऐसी संपत्ति को बाहर निकालते हैं। तथ्य यह है कि अलग-अलग डिग्री के घर्षण छोटे तत्वों की रिहाई में योगदान कर सकते हैं - अक्सर धातु। बदले में, विरोधी घर्षण सतह में ऐसे कणों को अपने आप में "दबाने" की क्षमता होती है, जिससे उन्हें कार्य क्षेत्र से हटा दिया जाता है।

धातु विरोधी घर्षण सामग्री

धातु के आधार पर उत्पाद एंटीफ्रिक्शन समूह के तत्वों की सबसे व्यापक श्रेणी बनाते हैं। उनमें से ज्यादातर द्रव घर्षण मोड में संचालन पर केंद्रित होते हैं, यानी उन परिस्थितियों में जब बीयरिंग को एक पतली तेल परत द्वारा शाफ्ट से अलग किया जाता है। और फिर भी, जब इकाई बंद हो जाती है और शुरू हो जाती है, तो तथाकथित सीमा घर्षण मोड अनिवार्य रूप से होता है, जिसमें उच्च तापमान के प्रभाव में तेल फिल्म को नष्ट किया जा सकता है। असर समूहों में उपयोग किए जाने वाले धातु भागों को दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: नरम वाले तत्वएक कठोर आधार और नरम आवेषण के साथ संरचना और ठोस आवेषण और मिश्र धातु। यदि हम पहले समूह के बारे में बात करते हैं, तो बैबिट्स, पीतल और कांस्य मिश्र धातुओं का उपयोग एंटीफ्रिक्शन सामग्री के रूप में किया जा सकता है। उनकी नरम संरचना के कारण, वे जल्दी से चलते हैं और लंबे समय तक अपनी तेल फिल्म विशेषताओं को बनाए रखते हैं। दूसरी ओर, ठोस समावेशन आसन्न तत्वों के साथ यांत्रिक संपर्कों में पहनने के प्रतिरोध में वृद्धि का कारण बनता है - उदाहरण के लिए, एक ही शाफ्ट के साथ।

बैबिट्स सीसा या टिन पर आधारित मिश्रधातु हैं। इसके अलावा, व्यक्तिगत गुणों में सुधार के लिए, मिश्र धातु मिश्र धातुओं को संरचना में जोड़ा जा सकता है। बेहतर गुणों में, संक्षारण प्रतिरोध, कठोरता, क्रूरता और ताकत पर ध्यान दिया जा सकता है। एक या किसी अन्य विशेषता में परिवर्तन इस बात से निर्धारित होता है कि किस मिश्र धातु सामग्री का उपयोग किया गया था। एंटी-फ्रिक्शन बैबिट्स को कैडमियम, निकेल, कॉपर, एंटीमनी, आदि के साथ संशोधित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, एक मानक बैबिट में लगभग 80% टिन या लेड, 10% एंटीमनी होता है, और शेष कॉपर और कैडमियम होता है।

घर्षण को कम करने के साधन के रूप में सीसा मिश्र धातु

एंटी-फ्रिक्शन एलॉय का एंट्री लेवल लेड बैबिट्स होता है। सामर्थ्य इस सामग्री के संचालन की बारीकियों को निर्धारित करता है - कम से कम महत्वपूर्ण कार्य कार्यों में। टिन की तुलना में लीड बेस, कम उच्च यांत्रिक प्रतिरोध और कम संक्षारण संरक्षण के साथ बैबिट्स प्रदान करता है। सच है, ऐसी मिश्र धातुओं में भी यह टिन के बिना नहीं कर सकता - इसकी सामग्री कर सकते हैं18% तक पहुंचें। इसके अलावा, संरचना में एक तांबे का घटक भी जोड़ा जाता है, जो पृथक्करण प्रक्रियाओं को रोकता है - उत्पाद की मात्रा में विभिन्न द्रव्यमान की धातुओं का असमान वितरण।

एंटीफ्रिक्शन गुणों वाली सबसे सरल सीसा सामग्री में उच्च स्तर की भंगुरता होती है, इसलिए इनका उपयोग कम गतिशील भार वाली स्थितियों में किया जाता है। विशेष रूप से, ट्रैक मशीनों, डीजल इंजनों और भारी इंजीनियरिंग घटकों के लिए बियरिंग्स एक लक्ष्य स्थान हैं जहां ऐसी सामग्री का उपयोग किया जाता है। कैल्शियम का उपयोग करने वाले घर्षण-रोधी मिश्र धातुओं को सीसा मिश्र धातुओं का संशोधन कहा जा सकता है। इस मामले में, उच्च घनत्व और कम तापीय चालकता जैसे गुण नोट किए जाते हैं। आधार भी सीसा है, लेकिन महत्वपूर्ण अनुपात में यह सोडियम, कैल्शियम और सुरमा के समावेशन द्वारा भी पूरक है। इस सामग्री के कमजोर बिंदुओं के लिए, उनमें ऑक्सीकरण क्षमता शामिल है, इसलिए इसे रासायनिक रूप से सक्रिय वातावरण में उपयोग करने की अनुशंसा नहीं की जाती है।

सामान्य रूप से बैबिट्स के बारे में बोलते हुए, हम कह सकते हैं कि यह घर्षण को कम करने के लिए सबसे प्रभावी उपाय से बहुत दूर है, लेकिन गुणों के संयोजन के संदर्भ में, यह ऑपरेशन के दृष्टिकोण से फायदेमंद साबित होता है। ये ऐसी सामग्रियां हैं जिनके विरोधी घर्षण गुणों को कम थकान प्रतिरोध द्वारा समतल किया जा सकता है, जो तत्व के प्रदर्शन को खराब करता है। हालांकि, कुछ मामलों में, डिजाइन में स्टील या कास्ट आयरन हल्स को शामिल करके ताकत की कमी की भरपाई की जाती है।

कांस्य विरोधी घर्षण मिश्र की विशेषताएं

कांस्य के भौतिक और रासायनिक गुणघर्षण विरोधी मिश्र धातुओं की आवश्यकताओं के साथ व्यवस्थित रूप से संयुक्त हैं। यह धातु, विशेष रूप से, विशिष्ट दबाव, शॉक लोड के तहत काम करने की क्षमता, उच्च असर रोटेशन गति आदि के पर्याप्त संकेतक प्रदान करती है। लेकिन कुछ कार्यों के लिए कांस्य का चुनाव भी इसके ब्रांड पर निर्भर करेगा। शॉक लोड के तहत लाइनर्स के संचालन के लिए समान प्रारूप BrOS30 ब्रांड के लिए स्वीकार्य है, लेकिन BrAZh के लिए अनुशंसित नहीं है। यांत्रिक गुणों के संदर्भ में कांस्य सामग्री के वर्ग में भी अंतर हैं। गुणों का यह समूह कठोर शाफ्ट के साथ इंटरफेस की प्रकृति और एक ट्रूनियन के उपयोग पर निर्भर करेगा, जिसमें अतिरिक्त सख्त हो सकता है। और फिर, मिश्र धातु संरचना की दृढ़ता के बारे में बात करना असंभव है।

कांस्य वस्तुओं में टिन, पीतल, सीसा भी शामिल हो सकता है। उसी समय, यदि सभी सूचीबद्ध धातुओं का उपयोग बैबिट के आधार के रूप में किया जा सकता है, तो तांबे पर आधारित घर्षण-रोधी सामग्री का उपयोग बहुत कम किया जाता है। इस मामले में, तांबा घटक अक्सर 2-3% की सामग्री अनुपात के साथ एक ही योजक के रूप में कार्य करता है। समावेशन के टिन-लीड संयोजनों को इष्टतम माना जाता है। वे एक विरोधी घर्षण घटक के रूप में मिश्र धातु का पर्याप्त प्रदर्शन प्रदान करते हैं, हालांकि वे यांत्रिक शक्ति के मामले में अन्य रचनाओं से हार जाते हैं। संयुक्त कांस्य सामग्री का उपयोग इलेक्ट्रिक मोटर, टर्बाइन, कंप्रेसर इकाइयों और अन्य इकाइयों के लिए ठोस बीयरिंग के निर्माण में किया जाता है जो उच्च दबाव और कम स्लाइडिंग गति पर काम करते हैं।

पाउडरघर्षण सामग्री

ऐसी सामग्री का उपयोग कैटरपिलर वाहनों, ऑटोमोबाइल, मशीन टूल्स, बिल्डिंग मैकेनिज्म आदि के ट्रांसमिशन और ब्रेक इकाइयों के लिए अभिप्रेत रचनाओं में किया जाता है। पाउडर घटकों के आधार पर तैयार उत्पाद सेक्टर लाइनिंग, डिस्क और पैड के रूप में उत्पादित किए जाते हैं। उसी समय, एंटीफ्रिक्शन प्रकार के पाउडर मिश्र धातुओं के लिए शुरुआती सामग्री उसी नामकरण द्वारा बनाई जाती है जैसे घर्षण घटकों के मामले में - लोहे और तांबे का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है, लेकिन अन्य संयोजन मौजूद हैं।

उदाहरण के लिए, एल्यूमीनियम और टिन के कांस्य से बनी सामग्री, जिसमें ग्रेफाइट और लेड शामिल हैं, प्रभावी रूप से घर्षण की स्थिति में 50 मीटर / सेकंड के क्रम के भागों की स्लाइडिंग गति से खुद को प्रकट करते हैं। वैसे, जब बीयरिंग 5 मीटर / सेकंड की गति से काम करते हैं, तो धातु पाउडर उत्पादों को धातु-प्लास्टिक कच्चे माल से बदला जा सकता है। यह पहले से ही एक लचीली कामकाजी संरचना और कम ताकत के साथ एक विरोधी घर्षण मिश्रित सामग्री है। बढ़े हुए भार की स्थितियों में उपयोग के मामले में सबसे फायदेमंद लोहे और तांबे से बने पदार्थ हैं। ग्रेफाइट, सिलिकॉन ऑक्साइड या बेरियम का उपयोग एडिटिव्स के रूप में किया जाता है। इन तत्वों का संचालन 300 एमपीए के दबाव और 60 मीटर/सेकेंड तक की स्लाइडिंग गति पर संभव है।

पाउडर विरोधी घर्षण सामग्री

घर्षण रोधी उत्पाद भी कच्चे माल के चूर्ण से बनाए जाते हैं। उन्हें उच्च पहनने के प्रतिरोध, घर्षण के कम गुणांक और शाफ्ट में जल्दी से चलाने की क्षमता की विशेषता है। इसके अलावा, घर्षण-रोधी पाउडर सामग्री में घर्षण-न्यूनतम मिश्र धातुओं की तुलना में कई फायदे हैं।यह कहने के लिए पर्याप्त है कि उनके पहनने का प्रतिरोध समान बैबिट्स की तुलना में औसतन अधिक है। पाउडर धातुओं द्वारा बनाई गई झरझरा संरचना स्नेहक के साथ प्रभावी संसेचन की अनुमति देती है।

निर्माताओं के पास विभिन्न रूपों में अंतिम उत्पाद बनाने का अवसर है। ये अन्य नरम कच्चे माल से भरे मध्यवर्ती गुहाओं के साथ फ्रेम या मैट्रिक्स भाग हो सकते हैं। और, इसके विपरीत, कुछ क्षेत्रों में, नरम फ्रेम बेस के साथ एंटीफ्रिक्शन पाउडर सामग्री की मांग अधिक होती है। विशेष छत्ते में, फैलाव के विभिन्न स्तरों के ठोस समावेशन प्रदान किए जाते हैं। भागों के घर्षण की तीव्रता को निर्धारित करने वाले मापदंडों को विनियमित करने की संभावना के दृष्टिकोण से इस गुण का बहुत महत्व है।

एंटी-घर्षण बहुलक सामग्री

आधुनिक बहुलक कच्चे माल घर्षण को कम करने वाले भागों के लिए नए तकनीकी और परिचालन गुण प्राप्त करना संभव बनाते हैं। मिश्रित मिश्र धातु और धातु-प्लास्टिक पाउडर दोनों का उपयोग आधार के रूप में किया जा सकता है। ऐसी सामग्रियों के मुख्य विशिष्ट गुणों में से एक पूरे ढांचे में एडिटिव्स को समान रूप से वितरित करने की क्षमता है, जो बाद में एक ठोस स्नेहक का कार्य करेगा। ऐसे पदार्थों की सूची में ग्रेफाइट, सल्फाइड, प्लास्टिक और अन्य यौगिकों का उल्लेख किया गया है। बहुलक और एंटीफ्रिक्शन सामग्री के कार्य गुण मोटे तौर पर संशोधक के उपयोग के बिना बुनियादी स्तर पर अभिसरण करते हैं: यह घर्षण का एक कम गुणांक है, और रासायनिक रूप से सक्रिय मीडिया का प्रतिरोध है, औरजलीय वातावरण में संचालन की संभावना। अद्वितीय गुणों की बात करें तो, पॉलिमर एक विशेष स्नेहक के साथ सुदृढीकरण के बिना भी अपना कार्य कर सकते हैं।

घर्षण रोधी सामग्री का प्रयोग

अधिकांश घर्षण-रोधी तत्व प्रारंभ में असर समूहों में उपयोग के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। उनमें पहनने के प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए डिज़ाइन किए गए हिस्से और स्लाइडिंग में सुधार करने वाले घटक शामिल हैं। मैकेनिकल इंजीनियरिंग और मशीन टूल बिल्डिंग में, ऐसे उत्पादों का उपयोग इंजन, पिस्टन, कपलिंग यूनिट, टर्बाइन आदि के निर्माण में किया जाता है। यहाँ, उपभोग्य सामग्रियों का आधार प्लेन बियरिंग्स की एंटीफ्रिक्शन सामग्री है, जिसे रनिंग और स्टेशनरी की संरचना में पेश किया जाता है। उपकरण।

निर्माण उद्योग भी बिना घर्षण विरोधी कार्य के नहीं चल सकता। ऐसे भागों की मदद से इंजीनियरिंग संरचनाओं, बढ़ते ढांचे और चिनाई सामग्री को मजबूत किया जाता है। रेलवे के निर्माण में, रोलिंग स्टॉक के संरचनात्मक तत्वों की स्थापना में उनका उपयोग किया जाता है। बहुलक-आधारित घर्षण-रोधी सामग्रियों का उपयोग भी व्यापक है, जो अपना स्थान पाते हैं, उदाहरण के लिए, पुली, गियर, बेल्ट ड्राइव आदि की कनेक्टिंग संरचना के रूप में।

निष्कर्ष

केवल पहली नज़र में घर्षण को कम करने का कार्य गौण और अक्सर वैकल्पिक लग सकता है। स्नेहन तरल पदार्थ में सुधार वास्तव में सहायक तकनीकी तत्वों से कुछ तंत्रों से छुटकारा पाना संभव बनाता है जो मुख्य कार्य समूह के पहनने को कम करते हैं। शास्त्रीय से एक संक्रमणकालीन कड़ीएक संशोधित उच्च-प्रदर्शन स्नेहक के लिए बैबिट को घर्षण-रोधी बहुलक सामग्री कहा जा सकता है, जो काम करने की स्थिति के संदर्भ में एक नरम संरचना और बहुमुखी प्रतिभा की विशेषता है। हालांकि, उच्च दबाव और भौतिक प्रभाव के तहत धातु के हिस्सों के संचालन के लिए अभी भी ठोस राज्य विरोधी घर्षण लाइनर को शामिल करने की आवश्यकता है। इसके अलावा, सामग्री का यह वर्ग न केवल अतीत की बात बन जाता है, बल्कि ताकत, कठोरता और यांत्रिक स्थिरता की विशेषताओं में सुधार करके भी विकसित होता है।