Buchas de cobre

Para selecionar corretamente o tamanho, o material e as especificações das buchas de cobre, é necessário combinar condições correspondentes (como capacidade de carga, velocidade de funcionamento,requisitos de lubrificação) e cenários de instalação (como o diâmetro do eixoA seguinte é uma explicação pormenorizada a partir de três dimensões: determinação do tamanho, selecção das tolerâncias,e parâmetros-chave:

O tamanho das buchas de cobre deve corresponder com precisão ao diâmetro do eixo e à caixa de montagem.Diâmetro exterior (coincidindo com a caixa), e comprimento:

Princípio básico: O diâmetro interno da caixa de cobre deve ser ligeiramente maior que o diâmetro do eixo (formando uma distância de ajuste).O tamanho do espaço livre é ajustado de acordo com as características operacionais para equilibrar a flexibilidade e a estabilidade operacionais:

• Baixa velocidade e carga pesada (por exemplo, máquinas de perfurar, eixos da trituradora): é necessário um espaço livre menor (0,01-0,03 mm) para evitar o desgaste local aumentado causado pelo sacudimento entre o eixo e a caixa;
• Alta velocidade e carga leve (por exemplo, eixos do motor, eixos do ventilador): maior espaço livre (0,03-0.08 mm) é necessária para reservar espaço para a expansão térmica da caixa de cobre (coeficiente de expansão térmica de cobre ≈16 * 10−6/°C, superior ao do aço) para evitar o engarrafamento a altas temperaturas;
• Uma boa lubrificação (por exemplo, banho de óleo, lubrificação forçada): o espaço livre pode ser moderadamente aumentado (0,05-0,12 mm) para melhorar a fluidez do meio lubrificante;
• Ambiente hostil (por exemplo, poeira, atrito seco/lubrificação de limite): a distância deve ser rigorosamente controlada (≤ 0,03 mm) para reduzir a intrusão de impurezas e o desgaste seco;
• Ajuste de adaptação do material: o cobre puro (cobre vermelho) é relativamente macio, pelo que a franja deve ser tomada no limite inferior (≤ 0,02 mm) para evitar a deformação;Brasão e bronze podem ser selecionados de acordo com as autorizações convencionais.;
• Fórmula de cálculo: diâmetro interno recomendado d = diâmetro do eixo + espaço livre de ajuste.e a tolerância do diâmetro interno da caixa de cobre é correspondentemente selecionada como H7/H8 (zona de tolerância de buraco) para formar um "ajuste de clareza".

O diâmetro externo da caixa de cobre deve formar um ajuste estável com a caixa de montagem (geralmente de ferro fundido,placa de aço ou liga de alumínio) para evitar o deslizamento da bucha na caixa durante o funcionamento:

• Carga leve, cenários de desmontagem necessários (por exemplo, peças de manutenção de máquinas gerais): Ajuste de transição (tolerância de bucha g6, tolerância de caixa H7), permitindo uma ligeira distância ou interferência (± 0,005).01 mm) para equilibrar a fixação e a conveniência de desmontagem;
• Carga pesada, cenários de vibração (por exemplo, máquinas agrícolas, máquinas de construção): Ajuste de interferência (tolerância de arbustos r6, tolerância de alojamento H7), valor de interferência 0,01-0.04 mm (quanto maior o diâmetro, quanto maior a quantidade de interferência) para assegurar a fixação firme da caixa de cobre e evitar o afrouxamento das vibrações;
• Adaptação do material da carcaça: quando a carcaça é feita de materiais macios, como liga de alumínio, a quantidade de interferência é reduzida pela metade (0,005-0,02 mm) para evitar a deformação e rachaduras da carcaça.

A selecção do comprimento deve evitar o suporte insuficiente devido ao facto de ser demasiado curto e os problemas de dissipação de calor ou de processamento causados pelo facto de ser demasiado longo:

• Risco de ser demasiado curto: área de apoio insuficiente, carga excessiva por unidade de área, que é propensa a esmagamento local e deformação da caixa de cobre;
• Risco de ser demasiado longo: Má dissipação de calor no centro da caixa de cobre (embora o cobre tenha uma excelente condutividade térmica,uma relação comprimento/diâmetro excessiva é propensa ao acúmulo de calor), aumento da dificuldade de processamento e dos custos mais elevados;
• Relação recomendada: L=(1,2-3)*d (diâmetro interno) para cenários convencionais;
• Adaptação especial: Para eixos finos e condições de trabalho de vibração, pode ser aumentada para L=(3-4) *d, mas as ranhuras de óleo axiais (largura 2-3 mm, profundidade 0.5-1 mm) devem ser concebidos para facilitar a dissipação e lubrificação do calor.;
• Limitação do material: o cobre puro tem baixa resistência, portanto, o comprimento não deve exceder 3d para evitar deformações de curvatura.

As buchas de cobre funcionam num ambiente de atrito dinâmico, pelo que o controlo da tolerância deve evitar um ajustamento solto, bloqueios ou desgaste excessivo:

• Tolerância de diâmetro interno: grau H7 (por exemplo, d=50 mm, faixa de tolerância 0~+0,025 mm) ou grau H8 (0~+0,039 mm) para assegurar uma clareira uniforme das buchas de cobre no mesmo lote;
• Tolerância de diâmetro externo: grau g6 (por exemplo, D=60 mm, faixa de tolerância -0,012~-0,002 mm) ou grau r6 (+0,028~+0,038 mm), correspondendo à tolerância da carcaça para formar um ajuste estável;
• Requisito essencial: Tolerância de coaxialidade entre o diâmetro interno e o diâmetro externo da mesma caixa de cobre ≤ 0,01 mm, para evitar uma distância irregular e o desgaste local causado pela excentricidade.

• Tolerância de redondeza: ≤ 0,005 mm (diâmetro interno ≤ 50 mm) ou ≤ 0,01 mm (diâmetro interno > 50 mm) para evitar o "contato pontual" entre o eixo e a caixa causado pela ovalidade, o que intensifica o desgaste;
• Tolerância de cilindricidade: ≤ 0,01 mm/m para assegurar um ajuste uniforme entre a parede interna da caixa de cobre e todo o comprimento do eixo, alcançando uma força equilibrada;
• Tolerância de perpendicularidade da face final: ≤ 0,01 mm/m para evitar o movimento axial causado por uma força desigual na face final.

• Resistência à corrosão: Ra≤ 0,8 μm (tratamento polido) para reduzir o coeficiente de atrito com o eixo (o coeficiente de atrito entre cobre e aço ≈ 0).15, que pode ser reduzida a 0,08 a 0,1 após polir);
• A durabilidade da parede exterior: Ra≤1,6μm para melhorar o ajuste com a carcaça e melhorar a estabilidade da fixação;
• Câmpulas de borda: ambas as extremidades são câmpulas a 1*45° ou 2*30° para evitar arranhões no eixo ou na caixa durante a instalação e para orientar o fluxo do meio lubrificante.

As buchas de cobre dividem-se principalmente em três categorias: cobre puro, latão e bronze.

• Adaptação à carga: para pressões ≤ 15 MPa, é opcional o latão; para 15-30 MPa, é preferível o bronze de estanho; para > 30 MPa, é preferível o bronze de alumínio (alta resistência, resistência a impactos);
• Adaptação da velocidade: Para velocidade linear ≤ 3 m/s, pode ser selecionado cobre puro ou latão; para 3-10 m/s, é adequado bronze de estanho (resistência ao desgaste); para > 10 m/s, deve ser combinada lubrificação forçada + material de bronze;
• Ambiente de corrosão: Para meios húmidos e ácidos (por exemplo, equipamentos químicos), é preferível bronze de alumínio ou bronze de estanho (resistência à corrosão superior ao latão e ao cobre puro);
• Cenários sem óleo/com baixo teor de óleo: é selecionado bronze que contenha chumbo (por exemplo, ZCuSn10Pb1), uma vez que o chumbo forma uma camada auto lubrificante para reduzir o desgaste em seco.

• Projeto de ranhuras/buracos de óleo: para situações de carga pesada e de alta velocidade, devem ser abertas ranhuras de óleo axiais (largura 2-3 mm, profundidade 0,5-1 mm) ou ranhuras de óleo anuais na parede interna da caixa de cobre,e os furos de óleo (abertura 2-4 mm) devem ser colocados nas extremidades para garantir a lubrificação contínua;
• Projeto de espessura da parede: espessura da parede δ=(D-d)/2=3-8 mm; para cenários de carga pesada, pode ser aumentada para 8-15 mm; para materiais de cobre puro,a espessura da parede deve ser aumentada em 20% em comparação com o latão/bronce para compensar a resistência insuficiente;
• Projeto de paragem: Para cenários de vibração severa, pode abrir-se uma ranhura de paragem (largura 3-5 mm, profundidade 1-2 mm) na parede externa da caixa de cobre,e fixado com um alfinete para evitar a rotação circumferencial.