Hva en ZCuZn24Al6 grafittkobberhylse er
En ZCuZn24Al6 grafittkobberhylse er et solid smurt glidelager der en støpt sink-aluminium-messingmatrise bærer grafitt som et integrert smøremiddel i stedet for som en fettfilm. Hylsen kombinerer bæreevnen, hardheten og korrosjonsbestandigheten til den støpte ZCuZn24Al6-legeringen med lavfriksjonsoppførselen til grafitt, slik at lageret kan kjøre uten ekstern olje- eller fetttilførsel og uten vedlikeholdsintervallet som en smurt bøssing krever.
Betegnelsen følger den kinesiske navnekonvensjonen for støpt kobberlegering. Den ledende Z markerer en støping, Cu og Zn identifiserer kobbersinkbasen, 24 er det nominelle sinkinnholdet i prosent, og Al6 er det nominelle aluminiuminnholdet på ca. 6 prosent. Den aluminium-rike matrisen er det som gir legeringen sin styrke og motstand mot sjøvann og mildt sure medier sammenlignet med en vanlig tinnbronse.
Materialsammensetning og mikrostruktur
Matrisen er en støpt aluminiumsmessing som inneholder omtrent 24 prosent sink og 6 prosent aluminium med små tilsetninger av jern, mangan og andre legeringselementer som foredler kornet og øker hardheten. Aluminium danner et hardt, vedheftende oksidlag på bæreflaten, og det er dette laget, støttet av en hard matrise, som produserer materialets slitestyrke. Grafitt introduseres enten som plugger satt inn i borede lommer rundt arbeidsflaten eller som en dispersjon gjennom støpingen, og de to rutene oppfører seg forskjellig under bruk.
Plugget design: Grafittsøyler presses inn i lommer maskinert inn i hylseflaten, noe som gir et høyt grafittvolum ved belastningssonen og en lang, forutsigbar tilførsel av smøremiddel.
Dispergert design: grafittpartikler fordeles gjennom støpingen, som gir et mer jevnt, men lavere grafittinnhold og passer til hylser maskinert av fast stoff etter støping.
Kombinert design: grafittplugger settes inn i en dispersjonsstøpt kropp, et vanlig kompromiss der både glidende og oscillerende bevegelser oppstår.
Hvordan den selvsmørende mekanismen fungerer
Under innkjøring smører grafitten på overflaten utover det parrende skaftet og danner en tynn overført film. Fra da av er kontaktparet effektivt grafitt mot grafitt, så friksjonskoeffisienten forblir lav selv om tilførselen av fast smøremiddel avbrytes. Fordi smøremidlet er en del av lageret, tåler hylsen forholdene som ødelegger en smurt bøssing: høy omgivelsestemperatur som vil karbonisere vanlig fett, et utilgjengelig sted der en smørenippel ikke kan nås, og en frem- og tilbakegående eller oscillerende bevegelse som vil presse en væskefilm ut av kontakten.
Tekniske parametere og ytelsesdata
Tabellen nedenfor viser arbeidsområdene som normalt oppgis for en ZCuZn24Al6 grafittkobberhylse. Verdiene bør leses som designveiledning for en standard hylsestørrelse, og det faktiske tallet for en spesifikk boring, vegg og grafittmønster er best hentet fra dimensjonstegningen av delen.
| Parameter | Typisk verdi | Note |
|---|---|---|
| Matriselegering | støpt ZCuZn24Al6 aluminiums messing | ca. 24% Zn, 6% Al |
| Solid smøremiddel | grafitt, plugget eller spredt | det kreves ikke eksternt fett |
| Friksjonskoeffisient | typisk under 0,16 | faller videre etter innkjøring |
| Maksimal driftstemperatur | opp til 300 grader Celsius, kort sikt | 200 til 250 grader Celsius for kontinuerlig drift |
| Lasteevne | høy statisk belastning og slagbelastning, moderat glidehastighet | begrenset av friksjonsvarmen som genereres ved kontakten |
| Bevegelsestype | roterende, oscillerende, frem- og tilbakegående | egnet for lav hastighet og tung belastning |
| Smøretilstand | tørrkjøring, vannsmurt, grensesmurt | fungerer der fett ikke kan holdes på |
To punkter fortjener vekt. Først velges et grafittlager for belastning og for umuligheten av vedlikehold, ikke for hastighet; den tillatte glidehastigheten faller når lasten stiger fordi friksjonsvarme ikke har noe sted å gå i tørr kontakt. For det andre gjelder 300 grader Celsius for kortvarig eller intermitterende eksponering. En kontinuerlig driftstemperatur på 200 til 250 grader Celsius er et mer realistisk designmål for en messingmatrise, siden langvarig eksponering ved den øvre grensen gradvis reduserer matrisehardheten.
Slitasje, korrosjon og belastningsadferd
Aluminiums-messingmatrisen motstår atmosfærisk korrosjon, sjøvann og mange nøytrale eller mildt sure industrielle medier tilstrekkelig godt for marine dekksmaskineri, dockutstyr, kraner og vannbehandlingsmaskineri. Grafittfilmen begrenser også kontakt mellom metall og metall, slik at limslitasje og gnaging ved oppstart, feilen som ødelegger usmurte stålbøsninger, i stor grad unngås. Hardheten til det parrende skaftet er fortsatt viktig: et mykt eller dårlig ferdig skaft vil slites raskere enn hylsen, mens et for grovt skaft vil konsumere grafittfilmen. En slipt og polert aksel med en hardhet rundt 40 HRC eller over er den vanlige anbefalingen for en tungt belastet applikasjon.
Bruksområder
Tungt maskineri: gravemaskinskuffe og bombolter, kranskiver og svinglager, der støtbelastningen er høy og ettersmøring er upraktisk.
Metallurgisk anlegg: kontinuerlige støpemaskiner, rullelagre og ovnsdørmekanismer som går varme og skitne.
Valse- og formingsutstyr: glidelagre på møllestativ og styrevalser, der vann eller avleiring erstatter konvensjonelt smøremiddel.
Gruvedrift og steinbrudd: knuser- og transportbåndslagre utsatt for støv og vann.
Marine- og motorutstyr: dekkbeslag, styreutstyr, turbin- og vannturbinstyrebøsninger som opererer under fuktige eller våte forhold.
Installasjons- og vedlikeholdsmerknader
Monter hylsen med en interferens som passer til husmaterialet; et stålhus trenger mer interferens enn et støpejern, og overdreven interferens vil forvrenge boringen og lukke grafittklaringen. Trykk hylsen rett inn, og rømme eller bore deretter boringen til den endelige klaringen i stedet for å stole på den -støpte boringen, fordi presseoperasjonen endrer den indre diameteren litt. Anbefalt diametral klaring for en tørrløpende grafitthylse er merkbart større enn for en oljesmurt bøssing, typisk i størrelsesorden én promille av akseldiameteren, slik at matrisen kan utvide seg med friksjonsvarme uten å sette seg fast. Hold hylsen ren og tørr under lagring; arbeidsflaten bør ikke males eller smøres, siden begge vil blokkere grafittporene og forsinke igangkjøringen.
Ofte stilte spørsmål
Spørsmål: Hva betyr betegnelsen ZCuZn24Al6?
Det er en kinesisk støpebetegnelse: Z for støping, Cu og Zn for en kobbersinkbase, 24 for ca. 24 prosent sink og Al6 for ca. 6 prosent aluminium. Legeringen er en aluminiumsmessing med god styrke, hardhet og korrosjonsbestandighet i en støpt del.
Spørsmål: Trenger en kobberhylse av grafitt i det hele tatt smøring?
Ingen utvendig fett er nødvendig, fordi grafitten fungerer som et innebygd fast smøremiddel. En lett oljefilm eller en vannfilm vil ytterligere redusere friksjon og temperatur der prosessen tillater det, men lageret er designet for å fungere uten.
Spørsmål: Hva er maksimal driftstemperatur?
Opptil 300 grader Celsius for kortvarig eller intermitterende service, med 200 til 250 grader Celsius som en fornuftig kontinuerlig grense. Over dette området mykner messingmatrisen gradvis og grafitten oksiderer raskere.
Spørsmål: Er denne hylsen egnet for høyhastighetsløping?
Den er ikke beregnet for høy hastighet. Designpunktet er lav hastighet med tung belastning eller støt. Tillatt glidehastighet avtar etter hvert som belastningen øker fordi friksjonsvarmen som genereres i en tørr kontakt ikke har noe smøremiddel til å frakte den bort.
Spørsmål: Hvor mye klaring bør tillates mellom hylse og aksel?
Mer enn for et oljesmurt lager, typisk rundt en tusendel av akselens diameter som en diametral klaring, slik at termisk ekspansjon av matrisen under friksjonsbelastning ikke lukker gapet og forårsaker beslag.
Spørsmål: Hva slags akseloverflate skal brukes?
En slipt og polert aksel, fortrinnsvis herdet til ca. 40 HRC eller høyere for tunge bruksområder. Et grovt eller mykt skaft slites raskt og forbruker den overførte grafittfilmen som holder friksjonskoeffisienten lav.
