حماية من التآكل:حماية تجويف محمل المقبس والعمود الرئيسي من الاتصال المباشر بين المعدنين، مما يقلل من التآكل الناتج عن الدوران بسرعة عالية (500-1500 دورة في الدقيقة) والأحمال المحورية (تصل إلى آلاف الكيلو نيوتن).
تقليل الاحتكاك:توفير سطح احتكاك منخفض (معامل الاحتكاك ≤0.15 تحت التزييت) لتقليل فقدان الطاقة وتوليد الحرارة بين العمود الرئيسي والمقبس.
توزيع الحمل:توزيع الأحمال المحورية والشعاعية بالتساوي من العمود الرئيسي إلى المقبس، مما يمنع تركيز الإجهاد الموضعي ويطيل عمر خدمة كلا المكونين.
تعويض المحاذاة:يسمح بمحاذاة طفيفة بين العمود الرئيسي والمقبس من خلال مرونته الطفيفة، مما يقلل من الاهتزاز والضوضاء أثناء التشغيل.
جسم البطانةغلاف أسطواني مجوف مصنوع من برونز محمل (مثل ZCuSn10Pb1)، أو معدن بابيت (مكون من القصدير: 83-85% القصدير، 11-13% سب)، أو مادة ثنائية المعدن ذات قاعدة فولاذية (غلاف فولاذي بطبقة برونزية ملبدة). يتراوح سمك الجدار بين 5 و15 ملم، حسب حجم الكسارة.
سطح المحمل الداخليسطح مُشَكَّل بدقة، ذو خشونة منخفضة (را 0.8–1.6 ميكرومتر)، يلامس مباشرةً العمود الرئيسي. يتميز عادةً بأخاديد زيت محيطية (بعمق 0.5–2 مم) للاحتفاظ بالمادة المُشَحِّنة وتعزيز تقليل الاحتكاك.
السطح الخارجي:سطح أسطواني أو مدبب قليلاً يناسب تجويف محمل المقبس مع ملاءمة تداخلية (0.01–0.05 مم) لمنع الدوران بالنسبة للمقبس.
شفة (اختياري):شفة شعاعية في أحد الأطراف للحد من الحركة المحورية في المقبس، مما يضمن بقاء البطانة ثابتة تحت الأحمال المحورية الثقيلة.
ميزات التشحيم:
أخاديد الزيت:أخاديد محورية أو حلزونية على السطح الداخلي تعمل على توزيع مواد التشحيم بالتساوي على طول منطقة التلامس، مما يمنع الاحتكاك الجاف.
ثقوب النفط:ثقوب صغيرة (φ3–φ6 مم) تربط السطح الخارجي بالأخاديد الداخلية، وتتوافق مع قنوات تزييت المقبس لضمان تدفق الزيت.
الحواف المشطوفة:حواف مستديرة (نصف قطر 0.5-2 مم) في كلا الطرفين لتسهيل التركيب ومنع تركيز الضغط عند واجهة عمود البطانة.
اختيار المواد:
يُفضّل استخدام برونز المحامل (ZCuSn10Pb1) لقوته العالية في الضغط (≥300 ميجا باسكال)، وموصليته الحرارية الجيدة، وتوافقه مع أعمدة الفولاذ. يُضبط تركيبه ليتراوح بين 9% و11% من القصدير، و0.5% و1% من الرصاص، ونسبة متوازنة من النحاس، مع صلابة تتراوح بين 80 و100 درجة مئوية.
صب:
الصب بالطرد المركزييُسكب البرونز المصهور في قالب دوار (1000-3000 دورة في الدقيقة) لتشكيل غلاف أسطواني ذي بنية كثيفة وموحدة. تضمن هذه الطريقة مركزية المادة وتقليل المسامية (≤5% حجمًا).
صب الرملبالنسبة للبطانات ذات الحواف، تُستخدم قوالب رملية مزودة بأنابيب لتشكيل أخاديد أو ثقوب زيتية. تتراوح درجة حرارة الصب بين ١٠٠٠ و١١٠٠ درجة مئوية لضمان ملء المقاطع الرقيقة بالكامل.
المعالجة الحرارية:
تخضع بطانات البرونز للمعالجة الحرارية عند درجة حرارة تتراوح بين 500 إلى 600 درجة مئوية لمدة تتراوح بين ساعة إلى ساعتين، تليها عملية تبريد بطيئة لتخفيف إجهاد الصب وتحسين قابلية التصنيع.
التصنيع والتشطيب:
التشغيل الخشن:يتم تشغيل القالب الفارغ على مخرطة لتصنيع القطر الخارجي والفتحة الداخلية والحافة (إذا لزم الأمر)، مع ترك بدل تشطيب يتراوح بين 0.5 إلى 1 مم.
تشطيب الآلات: الأسطح الداخلية والخارجية مُخرطة بدقة لتحقيق تفاوتات أبعادية (تكنولوجيا المعلومات 6-تكنولوجيا المعلومات 7) وخشونة سطحية را0.8 ميكرومتر. التجويف الداخلي مُصقول بدقة لضمان استدارة فائقة (≤0.005 مم).
تشغيل أخاديد الزيت:يتم طحن أو ثقب الأخاديد في السطح الداخلي بعمق وتباعد دقيقين لتحسين الاحتفاظ بالمواد التشحيمية.
تحضير القشرة الفولاذية:يتم سحب غلاف من الفولاذ منخفض الكربون (Q235) أو تشغيله إلى الأبعاد الخارجية المطلوبة، ثم يتم تنظيفه وتخشينه (على سبيل المثال، عن طريق النفخ الرملي) لتعزيز الترابط مع طبقة المحمل.
تطبيق طبقة المحمل:
التلبيد:يتم تسخين مسحوق البرونز (على سبيل المثال، CuSn10) على الغلاف الفولاذي عند درجة حرارة تتراوح بين 800-900 درجة مئوية في جو واقٍ (نيتروجين)، مما يؤدي إلى تكوين طبقة مسامية بسمك 0.5-2 مم.
الترابط باللف:يتم لف رقاقة برونزية رقيقة (سمكها 0.3-1 مم) على الغلاف الفولاذي تحت ضغط عالٍ (100-200 ميجا باسكال)، مما يؤدي إلى إنشاء رابطة معدنية.
التصنيع النهائي:يتم معالجة السطح الداخلي وفقًا للأبعاد والخشونة المطلوبة، مع إضافة أخاديد زيتية حسب الحاجة.
اختبار المواد:
يتحقق تحليل التركيب الكيميائي (الطيف) من التوافق مع معايير المواد (على سبيل المثال، ZCuSn10Pb1: القصدير 9-11٪، الرصاص 0.5-1.0٪).
يضمن اختبار الصلابة (برينيل) أن تكون بطانات البرونز ذات صلابة تتراوح بين هـ ب 70–90، مما يحقق التوازن بين مقاومة التآكل والليونة.
فحوصات دقة الأبعاد:
تقوم آلة القياس الإحداثية (آلة قياس الإحداثيات) بفحص الأقطار الداخلية / الخارجية، وتوحيد سمك الجدار، وسمك الحافة، مع التحكم في التسامحات إلى ± 0.01 ملم للأبعاد الحرجة.
يتم قياس استدارة واسطوانية السطح الداخلي باستخدام جهاز اختبار الاستدارة، مع ضمان قيم ≤0.005 مم لمنع التآكل غير المتساوي.
التحليل البنيوي الدقيق:
فحص المعادن يتحقق من المسامية (≤5% في البرونز) وجودة الترابط في بطانات ثنائية المعدن (لا يوجد فصل بين الفولاذ وطبقات الحاملة).
اختبار الأداء:
اختبار معامل الاحتكاك:يقيس جهاز قياس الاحتكاك الاحتكاك تحت الحمل المحاكى (10–50 ميجا باسكال) والسرعة (500–1500 دورة في الدقيقة)، ويتطلب قيم ≤0.15 مع التزييت.
اختبار التآكل:يخضع مادة البطانة لاختبار دبوس على القرص لمدة 10⁶ دورة، مع فقدان الوزن يقتصر على ≤5 ملغ لضمان عمر خدمة طويل.
فحوصات التركيب والتجميع:
يتم اختبار البطانة في مقبس اختبار للتحقق من ملاءمة التداخل: يجب أن تتطلب قوة ضغط خفيفة (5-20 كيلو نيوتن) دون تشويه.
يتم فحص التجويف الداخلي للتأكد من توافقه مع عينة العمود الرئيسي القياسية، مما يضمن الدوران السلس دون الالتصاق تحت الحمل.