Slijtagebescherming: Het afschermen van de lagerruimte en de hoofdas van de socket tegen direct metaal-op-metaalcontact, waardoor slijtage door hoge rotatiesnelheden (500–1500 tpm) en axiale belastingen (tot duizenden kilonewtons) wordt verminderd.
Wrijvingsreductie: Het creëren van een oppervlak met lage wrijving (wrijvingscoëfficiënt ≤ 0,15 tijdens smering) om energieverlies en warmteontwikkeling tussen de hoofdas en de bus te minimaliseren.
Belastingverdeling: Gelijkmatige verdeling van de axiale en radiale belasting van de hoofdas naar de bus, waardoor plaatselijke spanningsconcentraties worden voorkomen en de levensduur van beide componenten wordt verlengd.
Uitlijningscompensatie:Door de lichte elasticiteit is er ruimte voor kleine afwijkingen tussen de hoofdas en de bus, waardoor trillingen en geluid tijdens de werking worden verminderd.
Voeringlichaam: Een holle cilindrische huls van lagerbrons (bijv. ZCuSn10Pb1), babbittmetaal (tinbasis: Sn 83-85%, Sb 11-13%) of staalgecoat bimetaal (stalen mantel met een gesinterde bronzen laag). De wanddikte varieert van 5-15 mm, afhankelijk van de grootte van de breker.
Binnenste lageroppervlak: Een nauwkeurig bewerkt oppervlak met een lage ruwheid (Ra 0,8–1,6 μm) dat direct contact maakt met de hoofdas. Het is vaak voorzien van omtreksgroeven (0,5–2 mm diep) om smeermiddel vast te houden en wrijving te verminderen.
Buitenoppervlak: Een cilindrisch of licht taps toelopend oppervlak dat met een perspassing (0,01–0,05 mm) in de lagerholte van de bus past om rotatie ten opzichte van de bus te voorkomen.
Flens (optioneel): Een radiale flens aan één uiteinde om axiale beweging in de mof te beperken, zodat de voering ook bij zware axiale belastingen op zijn plaats blijft.
Smeringsfuncties:
Oliegroeven: Axiale of spiraalvormige groeven op het binnenoppervlak verdelen het smeermiddel gelijkmatig over het contactoppervlak, waardoor droge wrijving wordt voorkomen.
Oliegaten: Kleine gaatjes (φ3–φ6 mm) verbinden het buitenoppervlak met de binnengroeven en liggen op één lijn met de smeerkanalen van de fitting om de oliestroom te garanderen.
Afschuiningen: Afgeronde randen (radius van 0,5–2 mm) aan beide uiteinden om de installatie te vergemakkelijken en spanningsconcentratie op de interface tussen de voering en de as te voorkomen.
Materiaalkeuze:
Lagerbrons (ZCuSn10Pb1) heeft de voorkeur vanwege de hoge druksterkte (≥ 300 MPa), goede thermische geleidbaarheid en compatibiliteit met stalen assen. De samenstelling wordt gecontroleerd op Sn 9-11%, Pb 0,5-1,0%, Cu-balans, met een hardheid van HB 80-100.
Gieten:
Centrifugaal gieten: Gesmolten brons wordt in een roterende mal (1000-3000 tpm) gegoten om een cilindrische huls te vormen met een dichte, uniforme structuur. Deze methode garandeert concentriciteit en minimaliseert de porositeit (≤ 5% volume).
Zandgieten: Voor flensvoeringen worden zandvormen met kernen gebruikt om oliegroeven of -gaten te vormen. De giettemperatuur bedraagt 1000-1100 °C om volledige vulling van dunne secties te garanderen.
Warmtebehandeling:
Bronzen voeringen worden gedurende 1 tot 2 uur gegloeid bij 500–600°C, gevolgd door langzame afkoeling, om de gietspanning te verlichten en de bewerkbaarheid te verbeteren.
Bewerking en afwerking:
Ruwe bewerking:Het gegoten stuk wordt op een draaibank gedraaid om de buitendiameter, de binnenboring en de flens (indien van toepassing) te bewerken, waarbij een nabewerkingstoeslag van 0,5–1 mm wordt overgelaten.
Afwerking: De binnen- en buitenoppervlakken zijn nauwkeurig gedraaid om maattoleranties (IT6–IT7) en een oppervlakteruwheid van Ra0,8 μm te bereiken. De binnenboring is gepolijst voor superieure rondheid (≤0,005 mm).
Oliegroefbewerking: Groeven worden in het binnenoppervlak gefreesd of geboord met een precieze diepte en afstand om de retentie van het smeermiddel te optimaliseren.
Voorbereiding van de stalen schaal:Een huls van koolstofarm staal (Q235) wordt getrokken of bewerkt tot de gewenste buitenafmetingen, vervolgens gereinigd en ruw gemaakt (bijvoorbeeld door middel van zandstralen) om de hechting met de lagerlaag te verbeteren.
Toepassing van de dragende laag:
Sinteren:Een bronspoeder (bijv. CuSn10) wordt op de stalen mantel gesinterd bij 800–900°C in een beschermende atmosfeer (stikstof), waardoor een poreuze laag van 0,5–2 mm dik ontstaat.
Rolverlijming:Een dunne bronzen plaat (0,3–1 mm dik) wordt onder hoge druk (100–200 MPa) koudgewalst op de stalen mantel, waardoor een metallurgische verbinding ontstaat.
Eindbewerking:Het binnenoppervlak wordt afgewerkt met de gewenste afmetingen en ruwheid, waarbij indien nodig oliegroeven worden toegevoegd.
Materiaaltesten:
Chemische samenstellingsanalyse (spectrometrie) verifieert de naleving van materiaalnormen (bijv. ZCuSn10Pb1: Sn 9–11%, Pb 0,5–1,0%).
Hardheidstesten (Brinell) zorgen ervoor dat bronzen voeringen een hardheid van HB 70–90 hebben, waarbij slijtvastheid en ductiliteit in balans zijn.
Controles op dimensionale nauwkeurigheid:
Een coördinatenmeetmachine (CMM) inspecteert binnen-/buitendiameters, uniformiteit van de wanddikte en flensdikte, met toleranties van ±0,01 mm voor kritische afmetingen.
De rondheid en cilindriciteit van het binnenoppervlak worden gemeten met een rondheidstester. Hierbij worden waarden ≤0,005 mm gegarandeerd om ongelijkmatige slijtage te voorkomen.
Microstructurele analyse:
Metallografisch onderzoek controleert de porositeit (≤5% in brons) en de hechtingskwaliteit van bimetalen voeringen (geen delaminatie tussen staal en lagerlagen).
Prestatietesten:
Wrijvingscoëfficiënt testen:Een tribometer meet de wrijving onder gesimuleerde belasting (10–50 MPa) en snelheid (500–1500 rpm), waarbij waarden ≤0,15 met smering vereist zijn.
Slijtagetesten:Bij een pin-on-disk-test wordt het voeringmateriaal onderworpen aan 10⁶ cycli, waarbij het gewichtsverlies beperkt blijft tot ≤5 mg om een lange levensduur te garanderen.
Pas- en montagecontroles:
De liner wordt in een testbus gepast om de pasvorm te verifiëren. Er moet een lichte perskracht (5–20 kN) nodig zijn, zonder dat er vervorming optreedt.
De binnenboring wordt gecontroleerd op compatibiliteit met een standaard hoofdasmonster, waardoor een soepele rotatie zonder vastlopen onder belasting wordt gegarandeerd.
