notícies

Estratègies de selecció de materials de coixinets lliscants: comparació de rendiment i anàlisi d'aplicacions

En el disseny i la selecció decoixinets lliscants, les propietats del material determinen directament la seva capacitat de càrrega, vida útil i estabilitat operativa. Diferents matrius metàl·liques presenten variacions significatives en duresa, resistència a la temperatura, compatibilitat amb la fricció i valors límit de PV (pressió x velocitat), cosa que requereix una coincidència precisa en funció de les condicions operatives.

 

Aliatges de babbitt a base d'estany (com ara B83/B88)

 

Coneguts per la seva excel·lent incrustabilitat i conformabilitat, absorbeixen eficaçment les impureses i s'adapten a petites deformacions de l'eix. També posseeixen una excel·lent resistència a la corrosió i són adequats per a aplicacions de velocitat mitjana i baixa, càrregues pesades i impactes freqüents. Tanmateix, la seva resistència matricial relativament baixa i la seva tendència a estovar-se a temperatures elevades limiten la seva aplicació en entorns d'alta velocitat o alta temperatura.

 

Bronze d'estany (grau típic: ZCuSn10P1)

 

 

Amb una alta resistència mecànica i al desgast, és adequat per a aplicacions de càrrega elevada i servei continu. Tanmateix, la seva superfície dura fa que el seu rendiment inicial sigui deficient, cosa que requereix una alta precisió del rodatge, i és propens a punts calents localitzats durant el funcionament inicial, cosa que requereix un muntatge meticulós.

 

Aliatges compostos a base d'alumini (com ara AlSn20Cu)

 

La baixa densitat permet un disseny lleuger, alhora que ofereix una excel·lent conductivitat tèrmica i estabilitat a altes temperatures, cosa que els fa especialment adequats per a condicions de funcionament variables, d'alta velocitat i d'alta temperatura. Les seves propietats autolubricants destaquen en els coixinets principals dels motors d'automòbils, cosa que els converteix en un material clau per als motors de combustió interna moderns.

 

Comparació de rendiment:

 

Mitjançant proves de duresa, anàlisi d'estabilitat tèrmica i avaluació del valor límit fotovoltaic, es pot veure que, si bé l'aliatge de Babbitt és tou, ofereix una forta compatibilitat; el bronze ofereix excel·lents propietats de càrrega però requereix un ajust precís; i els aliatges d'alumini-estany ofereixen avantatges en la velocitat i la tolerància a la temperatura, cosa que fa que el seu rendiment general sigui més adequat per a condicions de funcionament dinàmiques i complexes.

 

Anàlisi de casos d'aplicació:

Per què s'utilitzen habitualment els coixinets d'aliatge d'alumini i estany en els motors d'automòbils convencionals?

La resposta rau en la seva excel·lent resistència a la fatiga i capacitat de dissipació de calor. Les arrencades i aturades freqüents del motor, juntament amb el funcionament a alta velocitat, provoquen fluctuacions dràstiques de la càrrega tèrmica. Els materials a base d'alumini no només dissipen ràpidament la calor per fricció, sinó que també mantenen la lubricació durant la seva fase tova durant les ruptures temporals de la pel·lícula d'oli, evitant el gripament i millorant significativament la fiabilitat.

 

La selecció decoixinetels materials requereixen un equilibri entre quatre factors clau: capacitat de càrrega, rodatge, resistència a la temperatura i vida útil. No hi ha cap "material universal". Només realitzant una avaluació sistemàtica basada en les condicions de treball reals es pot aconseguir l'equilibri òptim entre rendiment i cost.