Абсолютно свободного движения в земных условиях не существует, так как даже падающие с высоты тела преодолевают сопротивление воздуха, которое оказывается тем больше, чем выше скорость перемещения. Конструкторам авиационной техники приходится учитывать этот фактор в своих расчетах самым тщательным образом, так что же тогда говорить о более плотных чем газы жидких средах и твердых поверхностях. Их воздействие на движущееся тело оказывается в разы выше, поэтому в различных областях техники возникает крайняя необходимость в способных уменьшить негативные эффекты материалах. Особое значение они имеют для подшипниковых узлов всевозможных конструкций, так как зачастую именно они принимают на себя основные оказываемые силой трения нагрузки. Роликовые и шарикоподшипники качения имеют некоторые преимущества, но и у систем основанных на использовании принципов скольжения тоже есть свои, поэтому каждая разновидность оказывается предпочтительнее для решения ряда одних или других общих и специфических задач. В качестве одной из составных частей последних нередко применяется чугунная втулка, относящаяся к группе стандартизированных продуктов предприятий металлургической отрасли. Для производства первичных заготовок для них применяются широко задействованные в черной металлургии литейные технологии, а окончательная доводка геометрической формы и размеров выполняется с привлечением различного металлообрабатывающего оборудования.
Какими полезными свойствами обладает чугунная втулка
Перечислим наиболее полезные для практического применения свойства чугунных втулок:
- Чугун обладает гораздо большей твердостью и износостойкостью чем обычная недорогая сталь, а являющаяся его основным недостатком хрупкость в данном случае особой роли не играет так как деталь не принимает на себя никаких ударных нагрузок. За счет этих качеств значительно увеличивается надежность узла и его эксплуатационный ресурс, что выгодно не только в чисто техническом, но и в экономическом отношении.
- В связанных с интенсивным взаимодействием контактирующих между собою элементов при нарастании скорости перемещения относительно друг друга важнейшую роль начинает играть коэффициент трения между ними. За счет довольно высоких антифрикционных способностей чугуна скольжение в подшипниках становится гораздо проще, особенно после введения в минимальные зазоры между подвижным и занимающим статичное положение относительно всего механизма элементами смазывающих составов, например минеральных масел или пасты на основе мягкого графита с особенной кристаллической структурой, позволяющей целым слоям атомов с легкостью смещаться вдоль расположенных по соседству.
- При проведении планового технического обслуживания или связанных с аварийными ситуациями ремонтных работ большое значение имеет простота демонтажа отслуживших свой срок элементов и установки на их место новых образцов. С описываемыми деталями в этом отношении никаких проблем не возникает, поэтому темпы выполнения операций поддерживаются на высоком уровне и при этом не требуется ни высокой квалификации слесаря, ни сложного и дорогостоящего оборудования.
В зависимости от конструктивных особенностей подшипниковых узлов и предъявляемых к ним требований в некоторых случаях используются изготовленные из других материалов аналоги, о которых речь в отдельных разделах.
Бронзовая втулка
По своему назначению бронзовая втулка ничем не отличается от чугунной и служит опорным направляющим элементом для вращающихся валов или совершающих возвратно-поступательные движения цилиндрических штоков. Для второго случая применяются имеющие сквозные отверстия образцы, а для первого чаще всего глухие. В последнем случае деталь принципиально не отличается от стакана с дном, которое препятствует вытеканию смазки наружу и отпадает необходимость в использовании быстро изнашивающихся и не способных сопротивляться слишком высокому давлению сальников. Для установки в просверленные насквозь в корпусе посадочные гнезда в роли препятствующего смещению вглубь упора выступает так называемая юбка, напоминающая неразъемную с телом плоскую шайбу.
Латунная втулка
Менее твердая, но обладающая еще большими антифрикционными способностями латунная втулка оказывается полезной при высоких оборотах опирающегося на нее вала. Как и бронза, латунь является сплавом меди, поэтому обладает высокой теплопроводностью, что позволяет быстро и эффективно рассеивать в окружающее пространство образующийся в процессе интенсивного трения избыток тепловой энергии, препятствуя тем самым заклиниванию механизма вследствие температурного расширения.