Slinutý bronz
Materiál z práškové metalurgie
Porézní, plně samomazný ložiskový materiál vytvořený procesem práškové metalurgie. Slinutá bronzová pouzdra impregnovaná olejem zaručují spolehlivý a bezúdržbový provoz po miliony cyklů.
Co přesně je slinutý bronz?
Slinutý bronz je porézní kovový materiál vyráběný technologií práškové metalurgie — to je proces, při kterém je jemný bronzový prášek za studena stlačen pod obrovským tlakem a následně je zahříván (tzv. slinován neboli spékán) při teplotě těsně pod svým bodem tání. Výsledkem je pevná kovová struktura s řízenou a záměrnou pórovitostí, která obvykle činí 20–30 % objemu kovu.
Právě tato porézní houbovitá struktura je tajemstvím samomazných schopností slinutého bronzu. Když se pouzdro ve vakuu naimpregnuje (nasytí) olejem, propojené póry fungují jako miniaturní vnitřní nádrže. Během provozu stroje je olej vytlačován a uvolňován na povrch ložiska pomocí kapilárního působení, což zajišťuje nepřetržité mazání bez nutnosti vnější údržby.
Společnost JBM vyrábí bronzová pouzdra sycená olejem s využitím vysoce kvalitního slinutého bronzu, který plně odpovídá normě SAE 841 a dalším mezinárodním standardům. Tato ložiska jsou naprosto ideální pro malé motory, domácí spotřebiče, elektrické nářadí a automobilové komponenty, kde je nezbytný tichý a zcela bezúdržbový chod.
Proces práškové metalurgie v krocích
Míchání prášků
Prášky z mědi a cínu se důkladně smíchají do přesného složení bronzové slitiny (obvykle 90 % Cu, 10 % Sn).
Lisování (Kompaktace)
Prášek se za studena zalisuje v ocelových raznicích pod tlakem 200–400 MPa. Vzniká tzv. "zelený" výlisek s řízenou hustotou.
Slinování (Spékání)
Výlisek putuje do pece vyhřáté na 750–850 °C s redukční atmosférou. Částice se k sobě mikroskopicky přivaří bez roztavení, čímž si kov zachová svou pórovitost.
Kalibrace (Sizing)
Ložisko se v kalibrovacím lisu znovu přelisuje pro dosažení finálních rozměrů s mimořádně přesnou tolerancí povrchu.
Impregnace olejem
Vakuové nasycení horkým mazacím olejem (typicky 18–25 % objemu kovu tvoří zásoba oleje).
Vlastnosti slinutého bronzu
| Typické složení | Cu 88-92%, Sn 8-12% |
| Hustota | 5.8 - 6.8 g/cm³ |
| Pórovitost | 20-30 % (objemově) |
| Obsah oleje | 18-25 % (objemově) |
| Tvrdost | HB 40-70 |
| Pevnost v tlaku (Crush) | 200-350 N/mm² |
| Max. provozní zatížení | 15-20 N/mm² |
| Max. rychlost rotace | 6 m/s (díky mazání) |
| Teplotní rozsah | -40 °C až +120 °C |
| Tření (při běhu) | 0.04 - 0.10 |
Průmyslové normy
- SAE 841 — Slinutý bronz (USA standard)
- ASTM B438 — Třída 1, Typ II
- MPIF CT-1000-K26
- ISO 5755 — CuSn10-C-20
- JIS Z 2550 — Typ 1
Jak přesně funguje olejem sycený bronz
Porézní houbovitá struktura slinutého bronzu umožňuje uzavřený, nepřetržitě cirkulující mazací cyklus, který poskytuje stroji naprosto bezúdržbový chod po celou dobu jeho životnosti.
Vznik tepla
Rotace hřídele vytváří na povrchu ložiska mikroskopické tření. Z tření vznikne teplo a právě toto lokální teplo způsobí okamžité objemové zvětšení (expanzi) oleje ukrytého hluboko v pórech.
Kapilární elevace
Tepelná roztažnost a kapilární síly (vzlínavost) "vysají" olej z porézní matice nahoru na kluznou plochu ložiska a vytvoří spolehlivý film.
Hydrodynamický film
Silný olejový film spolehlivě oddělí hřídel od kovového povrchu ložiska, čímž sníží tření i opotřebení k nule. Hřídel v podstatě začne "plavat" na oleji.
Recirkulace oleje
Ve chvíli, kdy se stroj zastaví a kov vychladne, je olej nasát kapilárním podtlakem zpět dolů do pórů, jako do houby. Systém je tak ihned připraven na další cyklus.
Proč tolik záleží na úrovni pórovitosti
Úroveň pórů ve slinutém bronzu se během lisování pečlivě ladí. Příliš malá pórovitost znamená nedostatečný úložný prostor pro olej a zaručuje brzké zadření hřídele. Příliš velká pórovitost zase obrovsky snižuje pevnost a nosnost stěn. Ideální průmyslový kompromis 20–30 % pórovitosti vyvažuje kapacitu oleje s perfektními mechanickými vlastnostmi kovu.
Materiálové možnosti slinutých ložisek
Prášková metalurgie nabízí pro pokrytí nejrůznějších požadavků na zatížení, otáčky a vlastnosti prostředí různé výchozí materiály. Slinutý bronz podle normy SAE 841 je nejoblíbenější volbou u většiny projektů.
| Vlastnost materiálu | SAE 841 Slinutý bronz | SAE 850 Bronz se železem | SAE 863 Zředěný bronz | SAE 852 Slinuté železo |
|---|---|---|---|---|
| Chemické složení (Základ) | Cu 88%, Sn 10% | Cu 60%, Fe 35% | Cu 78%, Fe 10% | Fe 96%, Cu 2% |
| Hustota | 6.4-6.8 g/cm³ | 6.0-6.4 g/cm³ | 6.2-6.6 g/cm³ | 5.8-6.2 g/cm³ |
| Tvrdost materiálu | HB 45-65 | HB 50-75 | HB 40-60 | HB 55-85 |
| Max. provozní zátěž | 15 N/mm² | 20 N/mm² | 12 N/mm² | 25 N/mm² |
| Max. rychlost rotace | 6 m/s | 4 m/s | 5 m/s | 3 m/s |
| Tlaková hranice PV | 1.8 N/mm²·m/s | 1.4 N/mm²·m/s | 1.2 N/mm²·m/s | 1.0 N/mm²·m/s |
| Obrana proti korozi | Vynikající | Dobrá | Dobrá | Velmi slabá |
| Pořizovací náklady | Středně vysoké | Střední | Střední | Nízké |
| Ideální pro sestavy | Všeobecné využití, elektromotory | Aplikace s vyšším tlakem | Cenově citlivé projekty | Vysoké zátěže, s minimální cenou |
Proč zvolit naše slinutá ložiska
Nulové výdaje za údržbu
Zabudovaná nádržka oleje eliminuje nutnost instalace externího mazání. Je to naprosto klasický přístup "Nalisuj a nadosmrti zapomeň".
Velmi tichý provoz
Kapilární vrstvička oleje funguje také jako účinný tlumič hluku a mikro-vibrací. Ideální do obývákových spotřebičů a kancelářské elektroniky.
Ekonomicky výhodné
Technologie stlačení do raznic (near-net-shape) dovoluje obrovskou sériovou produkci bez šrotu. Odpadá tak nákladné vyfrézovávání hoblíkem.
Mimořádně těsné tolerance
Závěrečná kalibrační raznice vytvoří zcela přesné rozměry středového vrtání (běžně na ±0,013 mm). Extrémní konzistence kvality i v tisícových šaržích.
Odolnost proti korozi
Bronzové tělo přirozeně nekoroduje ani nerezaví. Následná vakuová olejová lázeň udrží ložisko konzervované na velmi dlouhou dobu proti vzdušné vlhkosti.
Vysoce rychlé rotace
Zvládá plynule obvodové rychlosti až do neuvěřitelných 6 m/s. Trvalý film oleje zabrání drhnutí a spolehlivě ukotví roztočený hnací hřídel i v obřích otáčkách.
Složité asymetrické tvary
Metoda sypání prášku do raznice otevřela nevídané možnosti ohledně zhotovení přírubových, kulových a vysoce atypických lůžek z jediné výrobní formy.
Skutečná dlouhověkost stroje
Bez poruchy snese desítky milionů obrátek. Systém nasávání maziva zajistí stabilní film po desetiletí zcela bez neplánované výměny.
Slinutý (pórovitý) bronz vs. Lité masivní bronzy
Obě hlavní kategorie sice obsahují slovo „bronz“, nicméně konstrukčně plní naprosto rozdílné zadání. Jejich pečlivé srovnání vás ochrání před drahým přešlapem při vašem designování.
Slinutý (pórovitý) bronz
- Je od samého základu plně samomazný (nabitý olejem)
- Poskytuje chodu motorů a os nulové nároky na údržbu
- Neuvěřitelně levná cena při objednávkách ve velkém
- Tlumí zvuk — běží potichu a nevrže jako suchý bronz
- Tolerance rozměrů jsou vysoce striktní už při dodání
- Zvládne i velmi složité struktury (kulová uložení ap.)
- Drasticky propadá v hodnotách zátěže (zvládne jen 15 N/mm²)
- Nedělá se v příliš obřích rozměrech nad desítky cm
- Ložisko zničíte, jakmile byste se ho pokusili vrtat či zkrátit pilkou (zataví se mazací póry)
- Hůře snáší obrovské průmyslové teplo pece (nad 120 °C)
Ideální uplatnění pro: Kancelářskou techniku, drobné čerpadlové stanice, domácí fukary a pračky, doplňková elektronika u vozidel.
Odlévaný masivní bronz
- Rozdrtí veškerou konkurenci z pohledu nosnosti (bezproblémů snese 50+ N/mm²)
- Dělá se v naprosto obřích ocelárenských rozměrech a balících kládách
- Dovoluje zcela libovolné úpravy obráběním, závitováním a CNC tvarováním
- Přežije i tam, kde teplo roztaví plasty, i velmi horké oleje
- Silný dopad od náklaďáku nebo bagru pohltí bez poškození
- Umožňuje na zakázku míchat speciální odolné slitiny (jako mořský hliníkový bronz)
- Vyžaduje poctivé pravidelné mazání olejnicí, případně nasazení mazacího lisu do obvodu
- Cena při koupi jednoho či dvou kusů nebo komplikovaných tvarů může vyjít dráž
- Vyžaduje delší dobu opracovávání povrchů uvnitř i venku
- Nelze ho ve stroji "zazimovat a zapomenout"
Ideální uplatnění pro: Klouby a čepy těžké zemní a důlní techniky, obrovské hřídele lodních motorů, námořní průmysl a masivní lisovací stroje.
Kde slinutá ložiska předvádí největší výkon
Slinutá bronzová ložiska představují suverénně nejlogičtější volbu pro aplikace vyžadující obrovské rychlosti rotace při mírném či lehkém zatížení, u nichž se zásadně spoléhá na bezúdržbovost a nulovou hlučnost.
Elektrické pohony
- Podpůrná ložiska motorů s nízkým zlomkovým výkonem HP
- Vysokootáčkové hřídele ve ventilátorech
- Rotory kapalinových a vodních čerpadel
- Jemné uložení v servomotorech robotiky
- Kluzné vedení lineárních krokových motorů
Domácí spotřebiče
- Středová otočná uložení v bubnech praček a sušiček
- Sací motory a vibrační kartáče podlahových vysavačů
- Mixéry a odšťavňovače v kuchyni
- Velké dmychadlové rotory pro centrální topení a HVAC
- Extrémně tiché ventilátory ukryté na zadní stěně lednic
Elektrické nářadí
- Hlavní otoče těžkých příklepových i akumulátorových vrtaček
- Výsuvné podpěry plátků u přímočarých a okružních pil
- Kmitavé i vibrační excentrické hřídelky brusek
- Hřídelové otoče a zapouzdření motorů u ručních horních frézek
- Hřídele v úhlových rohových bruskách (tzv. "flexách")
Automobilová elektronika
- Odolná nosná ložiska spouštěčů (startérů)
- Pouzdra os u motorků pro čelní a zadní stěrače
- Skrytá tichá táhla u motorků spouštění bočních okének
- Nosné a vodicí kolejnice na elektromotorky nastavování poloh sedadel
- Rotující serva uvnitř sklápění pro vnější zpětná zrcátka
Kancelářské přístroje
- Závěsy plynulých převodů a motorků posuvu v inkoustových i laserových tiskárnách
- Rychlé podávací trny držící roli papíru v komerčních kopírovacích strojích
- Vnitřní zubové převody mohutných průmyslových skartovaček na utajené dokumenty
- Tiché lineární pojezdy snímacího laseru v plošných kancelářských skenerech
- Automatizované posunovače obálek u podnikových baliček dokumentace
Standardní průmysl
- Nenáročné, ale spolehlivé rolny dopravníkových a třídících pásů
- Otočná oběžná kola v menších průmyslových čerpadlech chemie
- Hřídelová vedení česadel a proplétacích nástrojů u textilních stojů
- Uhlazené a plynulé vedení táhel dávkovačů na balících linkách
- Mixéry a linky při masovém zpracování jídel, bez oleje kapajícího ven
Tvary a lisy slinutých bronzových pouzder
Válcová (Cylindrická) pouzdra
Klasické válcové uložení svislé hřídele. Pouzdro je koncipováno k vlisování natěsno s přesahem. Perfektně čelí velkým obvodovým (radiálním) tlakům.
Vnitřní průměr (ID): od 2 mm po úctyhodných 50 mm.
Přírubová ložiska a pouzdra
Ložisko zalisované s předsunutým lemem, které nedovolí sestavě sklouznout a současně se umí bránit bočním axiálním silám (nárazům ramen). Zajišťuje enormně bezpečnou a snadnou montáž do domku.
Vnitřní průměr (ID): od 3 mm až po 40 mm.
Samo-naklápěcí kulová lůžka
Sférická (do koule) navržená modifikace pouzdra, která zvládne automaticky odpružit nepřesné ustavení hřídele (pohyb mimo původní osu). Neocenitelné ve složitých a těžko dostupných montážích bez kontroly.
Vnitřní průměr osy (ID): začíná už na 4 mm, končí na 25 mm.
Axiální prstencové podložky
Plochý a tenký slinutý ocelový kruh, s nímž dosáhnete dokonalého chodu zcela bez tření mezi rotujícími částmi (bok hřídele proti stroji). V praxi nejčastěji tvoří doplněk svislým válcovým dílcům.
Vnější hranice průměru (OD): od 8 mm k celkovým 60 mm.
Chcete poptat slinutá ložiska se zárukou nejlepší ceny?
Ať už sháníte standardní náhradu s přesnou milimetrovou shodou s normou SAE pro jednoduché aplikace do pračky či auta, nebo hledáte partnera pro masovou dodávku OEM pouzder střiženou na míru přímo vaší průmyslové lisovně, náš tým ve společnosti JBM vás rád uvítá s bleskovým vyřízením s dodávkou zboží okamžitě přímo ze skladových zásob.
Nechat si nacenit pouzdra na míru vašim požadavkům