Z jakich materiałów wykonuje się panewki ślizgowe?

Prawie wszystkie mechanizmy mają części powodujące znaczne obciążenia, choćby poprzez ruch wirujący i wibracyjny. Panewki ślizgowe działają jak łożyska wałów i osi, odbierając wszelkie przyłożone do nich obciążenia. W zależności od rodzaju tarcia najczęściej stosowane łożyska dzielą się na ślizgowe i toczne. W skład ich budowy wchodzi najważniejsza część, jakąś jest panewka. Jest to główny element łożyska, jej zadaniem jest zapewnienie jak najmniejszego tarcia pomiędzy częściami poruszającymi się wzajemnie w mechanizmach, np. pojazdów samochodowych. Co należy wiedzieć o panewkach? Z jakiego materiału są wykonywane?

Gdzie stosowane są panewki ślizgowe?

Powierzchnia panewki ślizgowej jak sama nazwa wskazuje, ślizga się względem powierzchni roboczej łożyska. Na powierzchnię roboczą nakładane są specjalne warunki, dlatego panewka składa się z części wsuwanej i korpusu. Stosowana, gdy niemożliwe jest zastosowanie łożysk tocznych. Mowa tu m.in. o dużych prędkościach, małych gabarytach sprzętu, pracy w zmiennym, niebezpiecznym środowisku.

Z tego też względu panewki o specyfice ślizgowej znalazły zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu. Na przykład znajdują zastosowanie w urządzeniach turbinowych, silnikach spalinowych, walcarkach, obrabiarkach, pompach, sprzęcie rolniczym itp. Stosowane są również w połączeniach niekrytycznych, gdzie straty tarcia nie wpływają na wydajność. Jaki materiał na panewki ślizgowe jest zatem stosowany w przemyśle?

Panewki – klasyfikacja urządzeń

Istnieje kilka cech, według których klasyfikowane są panewki. Zgodnie z metodą produkcji dzielą się na walcowane, czy obrabiane. Kształt panewki może być cylindryczny lub kołnierzowy. Taka panewka to produkt w postaci krótkiej rurki o równej średnicy. Może wytrzymać obciążenie promieniowe o różnorodnym natężeniu. Z kolei panewki kołnierzowe są na większości długości cylindryczne, a na jednym końcu posiadają przedłużenie w postaci podkładki, zwanej kołnierzem. Przeznaczone są do obciążenia promieniowego połączonego z jednokierunkowym obciążeniem osiowym.

Jaki materiał na panewki ślizgowe? – wstępne wymagania

Aby materiał został użyty w produkcji panewki, musi on spełniać szereg zagadnień dotyczących cech konstrukcyjnych samego urządzenia. Mowa tu o takich wymaganiach, jak:

• Niski współczynnik tarcia (niskie straty);
• Wysoki współczynnik przewodzenia ciepła;
• Niski współczynnik rozszerzalności cieplnej;
• Odporność na uderzenia;
• Wysoka odporność na zużycie i rozdarcia.

Materiał na panewki ślizgowe – co należy o nim wiedzieć?

Panewki wykonane są z metali, stopów i materiałów polimerowych. Metalowe materiały panewek ślizgowych obejmują różnorodne gatunki stali i żeliwa o niskim współczynniku tarcia jak brąz i inne stopy miedzi, stopy aluminium, srebra i babbitów. Panewki ślizgowe z brązu są obecnie najczęściej dostępnymi materiałami na metalowe panewki ślizgowe. Mają porowatą powierzchnię, bieżną i zdolną do wchłaniania i zatrzymywania smaru.

Panewki wykonane z miękkiego stopu jak babbit na bazie cyny lub ołowiu są szeroko stosowane ze względu na ich zdolność do mechanicznego pochłaniania obcych cząstek. Ta użyteczna cecha pomaga zapobiegać tworzeniu się zadrapań (zarysowań i śladów) na torach ślizgowych, a tym samym wydłużyć żywotność całego łożyska. W porównaniu do babbitów stopy miedzi mają zwykle wyższą wytrzymałość na obciążenia, odporność na ciepło, zużycie, ale gorszą odporność na możliwe rozdarcia.

Twardsze materiały metaliczne, takie jak brąz, aluminium i srebro mają wyższą nośność i wytrzymałość związaną ze zmęczeniem materiału. Odporne na ścieranie brązy stosowane są przy dużych prędkościach i niskich obciążeniach (np. w konstrukcjach motocykli). Metale żelazne jak stal i żeliwo są z reguły bardziej zaawansowane technologicznie i tańsze niż inne materiały metalowe i niemetalowe na panewki.

Kolejnym z szerzej stosowanych materiałów jest PTFE, czyli teflon. Tworzywa te mają niski współczynnik tarcia, są bardzo odporne na zużycie, chemikalia i wysokie temperatury. Jednak ich sztywność jest stosunkowo niewielka, dlatego często stosuje się je w postaci cienkościennej panewki ślizgowej lub w warstwie roboczej powierzchni trących na korpusie wykonanym z trwalszego materiału.

Panewki ślizgowe w przemyśle

W produkcji samych łożysk stosowane są różnorodne technologie, w tym odlewanie, tłoczenie, walcowanie, wytłaczanie i działania metalurgiczne. Wiele panewek stosowanych jest wtedy z miększych materiałów przeciwciernych, gdy podstawa łożyska wykonana jest z mocnej, metalowej struktury. Biorąc pod uwagę sposób ich działania, są one zatem wskazanymi produktami w projektowaniu nieskończonej ilości urządzeń mechanicznych.