Die Schifffahrtsgeräte sind ständig Meerwasserkorrosion, hohem Salznebel, schweren Lastauswirkungen und anderen Herausforderungen ausgesetzt. Als Kernkomponente des Stromübertragungs- und -unterstützungssystems, Selbsthilflager Beeinflussen Sie die Sicherheits- und Wartungskosten der Navigation direkt mit ihrer Zuverlässigkeit. Traditionelle fett geschmierte Lager sind aufgrund des Versiegelungsversagens in Meeresumgebungen anfällig für Schmiermittelverluste, was zu einer Beschlagnahme oder Verschleiß führt. Im Gegensatz dazu verringern die selbstschmierenden Lager vom Typ Einfügen den Reibungs- und Wartungsanforderungen erheblich, indem ein Schmierfilm durch feste Schmiermittel kontinuierlich freigesetzt wird. Die komplexen und vielfältigen Betriebsbedingungen von Schiffen - von intermittierenden Auswirkungen auf Decksmaschinen bis hin zu kontinuierlichen hohen Belastungen auf Antriebssystemen und von extrem niedrigen Temperaturen in polaren Regionen bis hin zu hohen Temperaturen in Motorräumen - Erfordernde eine präzise Materialauswahl.
I. Merkmale der Schiffsbetriebsbedingungen und der Anforderungen an die Lagerleistung
Schwerwiegende Umweltherausforderungen
Betriebsbedingung | Typisches Szenario | Lagerleistung Anforderungen |
Hohe Korrosivität | Meerwasser -Eintauchen, Salznebelumgebung | Resistenz gegen Chloridionenkorrosion, Lochfraßresistenz |
Schwere Last und Auswirkungen | Ankerwinden, Ruderlenkergetriebe | Hoher ultimativer Druck (≥ 30 MPa), Müdigkeitsstärke |
Weit Temperaturbereiche Schwankungen | Polarnavigation (-30 ℃), Maschinenraum (60 ℃) | Resistenz mit niedriger Temperatur, Retention mit hoher Temperaturstärke |
Vibration und Verschleißverschleiß | Hauptmotorstützen, Propellerwellensysteme | Hohe Dämpfungseigenschaften, Verschleißfestigkeit (Verschleißrate ≤ 1 × 10 ⁻⁴) |
Ii. Vergleichs- und Datenunterstützung für Schiffsstrahlmaterialien für Schiffe
1. Korrosionsbeständigkeit: eine Kernschwelle in Meeresumgebungen
Materialtyp | Salzspray -Test (ASTM B117) | Korrosionsrate für Meerwasser -Eintauchen (mm/Jahr) | Anwendbare Szenarien |
Hochfestes Messing | ≥720 Stunden ohne roten Rost | 0,02-0.05 | Decksmaschinerie, Ruderlager |
Aluminiumbronze | ≥ 1000 Stunden ohne roten Rost | 0.01-0.03 | Propellerwellensysteme, Meerwasserpumpen |
Verbundwerkstoffbasis aus Edelstahl | ≥2000 Stunden ohne roten Rost | 0,005-0.01 | Eintauchungen, Geräte mit hoher Mehrwert |
Zinnbronze | ≤240 Stunden vor der Dezincifikation | 0,15-0,30 (beschleunigte Dezincifikation) | Nicht für Meeresumgebungen empfohlen |
Wichtige Schlussfolgerungen:
l Aluminiumbronze hat den besten Salzspray -Widerstand und eignet sich für kritische Komponenten in ständigem Kontakt mit Meerwasser.
l Hochfestes Messing bietet eine gute Kostenwirksamkeit und erfüllt die Bedürfnisse der meisten Deck-Geräte.
l Verbundwerkstoffe auf Edelstahlbasis haben eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit, sind jedoch 3-5-mal teurer als Aluminiumbronze und werden nur in speziellen Schiffen verwendet.
2. Mechanische Eigenschaften: Starke Belastung und Schlagfestigkeit
Indikator | Hochfestes Messing | Aluminiumbronze | Verbundwerkstoffbasis aus Edelstahl |
Endgutdruck (MPA) | 30-50 | 25-35 | 20-30 |
Ermüdungsstärke (MPA) | ≥200 | ≥150 | ≥120 |
Impact -Zähigkeit (J/cm²) | 80-100 | 60-80 | 40-60 |
Auswahlempfehlungen:
l Ankerwinden/Capstans: Priorisieren Sie hochfestes Messing mit einem endgültigen Druck von 50 MPa, um sofort Kabelspannungen zu verarbeiten (typischerweise 35-45 MPa).
l Hauptmotoren-Trägerlager: Aluminiumbronze hält 85% seiner Festigkeit bei hohen Temperaturen (60 ° C in Motorräumen) und übertrifft hochfeste Messing (75%).
l Vibrationsdämpfungsklammern: Verbundwerkstoffe auf Edelstahlbasis haben eine hohe Dämpfungsleistung (Verlustfaktor 0,05-0,08), aber eine begrenzte Kapazität der Ladung.
3. Schmierung und Verschleiß: Der Schlüssel zum wartungsfreien Betrieb
Materialtyp | Trockene Reibung | Koeffizientenverschleißrate (× 10 ° m³/(n · m)) | Lebrikant -Freisetzungsdauer (Stunden) |
Hochfestes Messing | 0,08-0.12 | 0.5 | 8000-10000 |
Aluminiumbronze | 0,10-0.18 | 1.2 | 6000-8000 |
Verbundwerkstoffbasis aus Edelstahl | 0,05-0.10 | 0.3 | 12000-15000 |
Dateninterpretation:
l Verbundwerkstoffe auf Edelstahlbasis haben die niedrigste Verschleißrate, sind jedoch zu teuer (ca. 120.000 RMB/Tonne) und werden nur in Tauchpropellerlagern verwendet.
l Hochfestes Messing hat eine Schmierlebensdauer von 10.000 Stunden (ca. 4 Jahre wartungsfreier Betrieb) und erfüllt die 5-Jahres-Reparaturzyklusanforderungen von Händlerschiffen.
l Aluminiumbronze erfordert ein Graphit-Mos₂ gemischtes Schmiermittel (20% Inhalt), um seine höhere Verschleißrate auszugleichen.
III. Typische Auswahlfälle in Schiffen
1. Schiffsrudder -Lenkgetränkelager
l Betriebszustand: Periodische oszillierende Belastungen (15-25 MPa), Salznebelerosion, häufige Schwingungen.
l Selektion: Hochfestes Messing (ZCUZN25AL6FE3MN3), Enddruck 50 MPa, Salzspraylebensdauer 720 Stunden.
l Ergebnis: Nachdem ein 100.000-Tonnen-Schüttgut auf hochfeste Messinglager umgestellt wurde, gab es innerhalb von 5 Jahren keine Korrosion oder Beschlagnahme, und die Wartungskosten wurden um 62%gesenkt.
2. Meerwasserpumpenlager
l Betriebsbedingung: Hochgeschwindigkeit (1500 U / min), direkte Meerwasseraufprall, Verschleißverschleiß.
l Selektion: Aluminiumbronze (ZCUAL10FE3) mit 15% fluorierten Graphit, die die Korrosionsbeständigkeit um 30% verbessert.
l Daten: Verschleißrate reduziert von 1,5 × 10 ° ° C auf 0,8 × 10⁻⁴ und die Lebensdauer von 6 Jahren.
Iv. Auswahlentscheidungsdiagramm
1. Gerätetyp bestimmen:
Decksmaschinerie (hohe Last, Salznebel) → Hochfestes Messing
Antriebssystem (hohe Temperatur, Vibration) → Aluminiumbronze
Taucher-/Spezialgeräte (extremer Korrosionsbeständigkeit) → Verbundwerkstoffbasis auf Edelstahlbasis
2. Überprüfen Sie die Schmieranforderungen:
Wartungsfreie Zeitraum> 5 Jahre? → Verbundwerkstoff auf Edelstahlbasis (25% Schmiermittelgehalt)
Routinewartung (3-5 Jahre) → Hochfeste Messing- oder Aluminiumbronze
3. Kostenbeschränkungen:
Budget Limited → Hochfestes Messing (beste Kosteneffizienz)
Geräte mit hoher Mehrwert → Verbundwerkstoff auf Edelstahlbasis (niedrige Lebenszykluskosten)
Die Auswahl selbstschmieriger Lager für Schiffe sollte sich an die drei Prinzipien der "Priorisierung des Korrosionswiderstandes, der Betonung der Ladungskapazität und der Fokussierung auf Schmierung" halten:
l Hochfeste Messing deckt 80% der Schiffsszenarien mit ausgewogener Leistung ab und ist die kostengünstige Wahl.
l Aluminiumbronze sichert Schlüsselpositionen in Antriebssystemen mit seinem Hochtemperaturbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
l Verbundwerkstoffe auf Edelstahlbasis bieten einen ultimativen Schutz für Tiefsee-Geräte.
Mit der Popularisierung von Oberflächenmodifikationstechnologien für kupferbasierte Materialien (z. B. Laserverkleidung mit Al₂o₃-Beschichtungen) wird sich die Korrosions- und Verschleißfestigkeit von Schiffslagern weiter verbessern, was die Schifffahrtsbranche in Richtung sicherer und stärker mit kohlenstoffarmer Entwicklung treibt.
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