Boccole in bronzo grafite e bronzo impregnato d'olio: guida completa alla selezione

Come funzionano le boccole in bronzo grafite

Una boccola in bronzo grafitato è una matrice in lega di bronzo con tappi di grafite solida pressati nei fori praticati nella parete; mentre l'albero si muove, la grafite si trasferisce sulla superficie dell'albero e forma una pellicola lubrificante solida.

Il corpo in bronzo sostiene il carico meccanico mentre i tappi in grafite, che tipicamente coprono dal 20 al 35% dell'area del foro, fungono da serbatoio di lubrificante incorporato. Poiché la grafite è un solido, la pellicola non evapora, non si drena o non si schiaccia sotto l'elevata pressione di contatto. Ecco perché le boccole in bronzo grafitato sono specificate nei set di stampi, nelle guide degli stampi e nei macchinari edili dove il rifornimento di olio non è pratico. Il Cuscinetto in grafite di bronzo fuso JDB600 di Zhejiang Shuangnuo Bearing Technology Co., Ltd. è una configurazione rappresentativa, che combina un corpo in bronzo fuso continuo con tappi in grafite ingegnerizzata per lo scorrimento ad alto carico.

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Come funzionano le boccole in bronzo impregnate d'olio

Una boccola in bronzo impregnata di olio è una parte in bronzo poroso sinterizzato che immagazzina dal 15 al 25% di olio in volume; quando l'albero ruota, l'olio viene attirato dai pori sulla superficie di scorrimento e quando l'albero si ferma, l'azione capillare lo riporta all'interno.

I produttori compattano e sinteriscono la polvere di bronzo per creare una rete di pori interconnessi, quindi impregnano sotto vuoto la parte con un olio lubrificante selezionato. Le versioni bimetalliche sinteriscono lo strato di bronzo poroso su un supporto in acciaio per una maggiore resistenza allo schiacciamento e una più stretta ritenzione a pressione. Il Cuscinetto bimetallico con ritenzione dell'olio 200-B è un prodotto rappresentativo con retro in acciaio e rame sinterizzato di questa famiglia.

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Bronzo grafite vs bronzo impregnato di olio: confronto diretto

In un confronto diretto, le boccole in bronzo grafitato vincono dove il carico è elevato e la rilubrificazione è impossibile, mentre le boccole impregnate d'olio vincono dove la velocità è sufficientemente elevata da ricostruire una pellicola d'olio sull'albero.

La struttura del materiale guida ogni altra differenza. Una matrice di bronzo grafitato fuso tollera pressioni e temperature più elevate, mentre una struttura porosa sinterizzata limita la boccola impregnata d'olio all'intervallo di funzionamento del suo olio, generalmente inferiore a 150 C.

Limiti di carico, velocità e PV

Il limite PV, il prodotto della pressione del cuscinetto e della velocità di scorrimento, è il numero singolo più utile quando si confrontano questi due tipi di boccole, poiché riunisce carico e velocità in un unico campo operativo.

Il grafico mostra perché le due tecnologie coesistono. Una boccola impregnata di olio adeguatamente rioliata ha l'involucro più ampio, ma una ignorata cade al di sotto del semplice bronzo fuso. Il bronzo grafite occupa il centro senza dipendenze esterne, che è esattamente il suo valore in posizioni difficili da raggiungere. Per il metodo di calcolo e gli esempi pratici, vedere la nostra analisi di Boccola in bronzo autolubrificante Limiti PV .

Differenze di lubrificazione e manutenzione

Le boccole in bronzo grafite eliminano la lubrificazione programmata; le boccole impregnate d'olio non fanno altro che rimandarlo.

In pratica la differenza si manifesta nei programmi di manutenzione. Uno strumento di pressatura che funziona 24 ore su 24 all'interno di uno stampo chiuso viene raramente lubrificato in tempo; in questo caso una boccola impregnata d'olio rappresenta il rischio sbagliato, mentre una boccola in bronzo grafitato sopravvive fino alla successiva revisione dell'utensile.

Costo e durata

Le boccole in bronzo impregnate d'olio costano meno per pezzo, ma le boccole in bronzo grafitato di solito offrono un costo inferiore per ora di funzionamento una volta conteggiati la manodopera, i tempi di fermo e il rischio di guasto.

A livello di acquisto, le boccole sinterizzate impregnate di olio prodotte in serie sono in genere dal 10 al 20% più economiche delle equivalenti boccole in bronzo fuso con grafite incorporata. Il divario si inverte con il costo totale di proprietà. Raggiungere una boccola all'interno di una macchina, fermare una linea e lubrificarla nuovamente più volte all'anno costa più della differenza di prezzo del pezzo. Nelle applicazioni su matrici e stampi, una boccola in bronzo grafitato in genere dura da due a quattro volte più a lungo di una boccola impregnata di olio non rilubrificata prima del primo intervento di manutenzione, in linea con il nostro confronto tra longevità del bronzo sinterizzato rispetto a quello fuso .

Come selezionare la boccola giusta

Scegli il bronzo grafitato quando il lavoro è lento, molto carico, contaminato o difficile da raggiungere; scegliere il bronzo impregnato d'olio quando la velocità è da moderata a elevata, il servizio è prevedibile e la rioliatura rientra nel piano di manutenzione.

1. Misurare la velocità di scorrimento; inferiore a 0,5 metri al secondo indica bronzo grafite.
2. Calcolare la pressione applicata e confrontarla con i valori statici e PV di entrambi i tipi.
3. Confermare l'intervallo di temperatura operativa; lunghe escursioni sopra i 150 C eliminano il bronzo impregnato d'olio.
4. Valutare l'accesso per la manutenzione; se nessuno riesce a raggiungere la boccola, il bronzo grafitato elimina il rischio.
5. Confrontare le prove dei test del fornitore per il grado di grafite, l'area del tappo e la composizione della lega.

Per le posizioni a carico medio in cui una matrice in ottone riduce il costo dei componenti, il Boccola in ottone a lubrificazione solida JDB650 è un'alternativa ampiamente selezionata alle boccole in grafite bronzo-stagno. Un metodo più ampio per altre posizioni della macchina è trattato nella nostra guida selezione di cuscinetti a manicotto per macchinari industriali .

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Domande frequenti

Cos'è meglio, boccole in bronzo grafitato o in bronzo impregnate d'olio?

Nessuno dei due è universalmente migliore. Il bronzo grafitato è migliore per carichi elevati, basse velocità, contaminazione e posizioni inaccessibili. Il bronzo impregnato d'olio è migliore per velocità da moderate ad elevate con un servizio prevedibile e una rioliatura disciplinata.

Le boccole in bronzo impregnate d'olio possono funzionare senza essere nuovamente oliate?

Inizialmente funzionano grazie all'olio immagazzinato nei loro pori, ma la pellicola si degrada man mano che la riserva si esaurisce. Il limite PV effettivo scende da circa 4,0 a circa 2,0 N/mm2 m/s senza rilubrificazione. Per un funzionamento a secco veramente esente da manutenzione, selezionare il bronzo grafitato.

Quanto durano le boccole in bronzo grafitato?

La durata dipende dal carico, dalla velocità, dalla durezza dell'albero, dall'allineamento e dall'area del tappo in grafite. Nelle tipiche applicazioni di guida con stampi, le boccole in bronzo grafite durano da due a quattro volte di più rispetto alle boccole impregnate d'olio che non ricevono una rioliatura programmata.

Le boccole in bronzo grafitato necessitano di olio o grasso?

No. I tappi in grafite forniscono il lubrificante per l'intera durata di servizio. È possibile aggiungere olio senza danneggiare la boccola, ma non è necessario, il che rappresenta il vantaggio principale nelle installazioni sensibili alla contaminazione o inaccessibili.