jumpToMain

Materiał specjalny KS P147

Zastosowanie KS P147

Materiał KS P147 został zaprojektowany do zastosowań bezobsługowych. Materiał ten oferuje zwłaszcza zalety wynikające z lepszego zachowania korozyjnego w słonej atmosferze. Z tego względu jest szczególnie przydatny do napędów wycieraczek szyb lub w zawiasach (drzwi samochodowe, maski, pokrywy bagażnika).
 

Preferowane zastosowania

  • w agresywnych mediach¹)
  • w obszarze zewnętrznym maszyn i urządzeń¹)
  • bezobsługowa praca w warunkach bezsmarowych, gdzie wymagany jest materiał bezołowiowy
  • ruchy obrotowe i oscylacyjne do szybkości ślizgu 0,8 m/s
  • ruchy liniowe
  • zakres temperatury od -200 °C do 280 °C

1) P147 spełnia wymogi odporności na mgłę solną zgodnie z normą DIN 50021
 

Praca hydrodynamiczna

Praca w warunkach hydrodynamicznych jest bezproblemowa do prędkości ślizgu 3 m/s. W przypadku ciągłej pracy z prędkością ślizgu przekraczającą 3 m/s istnieje niebezpieczeństwo erozji materiału bądź kawitacji. Motorservice oferuje obliczanie charakterystyk hydrodynamicznych jako usługę.

Krótki opis materiału ślizgowego

P147 to bezołowiowy specjalny materiał łożysk ślizgowych o wysokiej sprawności trybologicznej.
Jest on przeznaczony do bezobsługowych zastosowań bezsmarowych, szczególnie w obszarach o zwiększonym narażeniu na korozję. Możliwe jest również stosowanie w systemach smarowanych cieczą. Stosowanie smaru stałego jako środka smarnego wchodzącego w kontakt z materiałem P147 jest możliwe tylko warunkowo i nie jest zalecane.
 

Właściwości materiału P147

  • nie zawiera ołowiu
  • zgodność z dyrektywą 2011/65/UE (RoHS II)
  • bardzo niska skłonność do drgań ciernych
  • niewielkie zużycie
  • dobra odporność chemiczna
  • niski współczynnik tarcia
  • brak skłonności do zgrzewania z metalem
  • bardzo niska tendencja do pęcznienia
  • nie wchłania wody
  • bardzo dobra odporność na korozję

Łożyska ślizgowe wykonane z materiału P147 otrzymują na zamówienie specjalną powłokę antykorozyjną na grzbiecie, powierzchniach czołowych i powierzchniach styku.
 
  • Wariant standardowy: cyna
    • Grubość warstwy: ok. 0,002 mm
 
  • Podwyższona jakość ochrony antykorozyjnej (na życzenie)
    • Wersja: cynk, przezroczysty pasywowany
    • Grubość warstwy: od 0,008 mm do 0,012 mm
    • Większa grubość warstwy na życzenie.

Konstrukcja łożyska ślizgowego KS P147

Elementy ślizgowe z materiału KS P147 składają się ze stalowego grzbietu, porowatego spiekanego brązu cynowo-bizmutowego i smaru stałego PTFE z wypełniaczem BaSO4.

Używany materiał stalowy to zazwyczaj DC04. Twardość mieści się w zakresie od 100 do 180 HB.

Grubość stali jest określana w zależności od zastosowania. Najczęściej spotykane są grubości od 0,7 do 3,2 mm.

Warstwa ślizgowa jest wykonana ze sferoidalnego brązu CuSn-10Bi8. Brąz jest spiekany porowato, a objętość porów wynosi ok. 30%. Grubość warstwy wynosi od 0,2 do 0,35 mm. Wgłębienia zawierają poddany obróbce termicznej suchy materiał smarujący, działający również jako warstwa docierająca na powierzchni brązu. Grubość warstwy docierającej wynosi od 0,005 do 0,030 mm.
 

Układ trybologiczny łożysko–wał przy pracy z niedostatecznym smarowaniem

Oprócz czynników wpływających na zużycie, obciążenia, prędkości poślizgu i temperatury otoczenia, podczas pracy z niedostatecznym smarowaniem znaczącą rolę odgrywa również materiał wału. W zależności od materiału wału żywotność łożyska ślizgowego może znacznie odbiegać od normalnego poziomu. Wpływ ma również chropowatość powierzchni wału, która powinna wynosić Rz od 1 do 3.
29428
Layer System

1 warstwa docierająca: matryca PTFE z wypełniaczem1)
  • Grubość warstwy [mm]: maks. 0,03

2 warstwa ślizgowa: brąz cynowy
  • Grubość warstwy [mm]: od 0,20 do 0,35
  • Objętość porów [%]: ok. 30

3 grzbiet łożyska: stal
  • Grubość stali [mm]: zmienna
  • Twardość stali [HB]: od 100 do 180
29431
Material characteristics
Parametry, obciążenia graniczne Jednostka KS P147
Dopuszczalna wartość pv (praca przy niedostatecznym smarowaniu) MPa · m/s 1.4
Dopuszczalne właściwe obciążenie łożyska p    
  • Statyczne
  • Obciążenie punktowe, obciążenie obwodowe przy prędkości ślizgu ≤ 0,010 m/s
  • Obciążenie punktowe, obciążenie obwodowe przy prędkości ślizgu ≤ 0,025 m/s
  • Obciążenie punktowe, obciążenie obwodowe, pęcznienie przy prędkości ślizgu ≤ 0,050 m/s
N/mm²
N/mm²
N/mm²
N/mm²
250
140
56
28
Dopuszczalna prędkość ślizgu v    
  • Praca przy niedostatecznym smarowaniu z p ≤ 1,75 MPa
m/s 0.8
Dopuszczalny zakres temperatury °C -200 to +280
Współczynnik rozszerzalności cieplnej grzbietu stalowego k-1 11 · 10-6
Przewodność cieplna stalowego grzbietu W · (m·k)-1 40
Skład chemiczny suchego materiału smarującego
Warstwa docierająca  
Składniki % wag.
PTFE 82
BaSO4 18
Warstwa ślizgowa  
Składniki % wag.
Sn od 9 do 11
Cu Pozostałe
Materiał Informacje o materiałach
Stal DC04
DIN EN 10130
DIN EN 10139
Wpływ materiałów wału na żywotność (praca przy niedostatecznym smarowaniu)
29422
1: Wał stalowy X 155 Cr V Mo 121 (wał podstawowy), twardość 58 HRc
2: Wał z aluminium anodowanego na twardo, twardość 450 HV
3: Wał z żeliwa szarego (GG 25)
4: Wał stalowy, azotowany, twardość 1000 HV, głębokość 0,2 mm

Warunki testowe
  • Rotacja
  • Obciążenie punktowe
  • Prędkość ślizgu 0,42 m/s
  • Obciążenie właściwe 2 N/mm²
  • Materiał wału por. powyższy wykres „Wpływ materiałów wału na żywotność”
  • Chropowatość powierzchni (wał) ~ Rz 1,5–2
  • Temperatura pokojowa
  • Czas testu 60 h
Comparison of wear behavior
29425
Test conditions
  • Rotacja
  • Obciążenie punktowe
  • Prędkość ślizgu 0,42 m/s
  • Obciążenie właściwe 2 N/mm²
  • Materiał wału: wał stalowy X 155 Cr V Mo 121, twardość 58 HRc
  • Chropowatość powierzchni (wał) ~ Rz 1,5–2
  • Temperatura pokojowa
  • Czas testu 60 h

Produkcja materiału ślizgowego

Podczas specjalnie zaprojektowanego procesu mieszania wytwarzany jest suchy materiał smarujący w postaci masy. Jednocześnie w ramach ciągłego procesu spiekania na stalowy grzbiet nanoszony jest sproszkowany brąz, stanowiący warstwę ślizgową. Powstaje przy tym warstwa ślizgowa o grubości od 0,2 do 0,35 mm o porowatości ogólnej ok. 30%. Wgłębienia są następnie wypełniane suchym materiałem smarującym przez walce impregnacyjne. Ten etap procesu jest sterowany w sposób zapewniający wytworzenie nad warstwą ślizgową warstwy docierającej o grubości maks. 0,03 mm. Podczas dalszych etapów obróbki termicznej uzyskiwane są charakterystyczne właściwości systemu materiałowego, po czym sterowane pary walców zapewniają dokładnie wymaganą grubość kompozytu.

Niewielkie zmiany koloru warstwy bieżnej nie mają wpływu na działanie łożyska ślizgowego.