Вес бронзового прутка и втулки
Содержание
Бронзовый пруток покупают для втулок скольжения, вкладышей, червячных колёс, гаек ходовых винтов и деталей арматуры. Металл дорогой, а продают его по весу, поэтому снабженцу и технологу нужно уметь быстро перевести диаметр и длину в килограммы, а для втулки — понять, сколько металла уйдёт в заготовку и сколько в стружку. Ниже — плотности бронз по ГОСТ, таблица массы погонного метра круглого прутка для ходовых марок, расчёт заготовки и готовой втулки, разница между алюминиевыми и оловянными бронзами и подсказки, как не ошибиться при заказе.
Почему у бронз разная масса
Бронза — это не одна марка, а семейство медных сплавов с разными легирующими элементами. Алюминий заметно облегчает сплав, а олово, свинец и цинк почти не меняют плотность меди. Поэтому алюминиевая бронза БрАЖ9-4 и оловянная БрОЦС5-5-5 одного диаметра весят по-разному, и пользоваться одной «средней плотностью бронзы» для всех марок нельзя.
Плотность безоловянных бронз по ГОСТ 1628-78
Для прутков из безоловянных бронз теоретическая масса приведена в приложении к ГОСТ 1628-78, и в примечании к таблице указаны принятые плотности:
| Марка | Тип бронзы | Плотность, г/см³ |
|---|---|---|
| БрАЖМц10-3-1,5 | алюминиево-железомарганцевая | 7,5 |
| БрАЖ9-4, БрАМц9-2 | алюминиево-железная, алюминиево-марганцевая | 7,6 |
| БрАЖН10-4-4 | алюминиево-железоникелевая | 7,7 |
| БрКМц3-1 | кремнемарганцевая | 8,47 |
| БрКН1-3 | кремненикелевая | 8,9 |
В таблице масс стандарта БрАЖ9-4 и БрАМц9-2 приведены в одной колонке, то есть для них принята одна плотность. С 2019 года действует новая редакция — ГОСТ 1628-2019 на прутки из безоловянных бронз.
Алюминиевые бронзы на 13–16 % легче меди, плотность которой в стандартах на медный прокат принята 8,9 г/см³. Для кремнистых и для оловянных бронз плотность близка к плотности меди, поэтому прутки из них при том же диаметре заметно тяжелее.
Масса круглого прутка
Масса метра круглого прутка: m = π × d² / 4 × ρ / 1000, где d — диаметр в мм, ρ — плотность в г/см³, результат в кг/м.
| Диаметр, мм | БрАЖ9-4, БрАМц9-2 (7,6), кг/м | БрАЖМц10-3-1,5 (7,5), кг/м | БрАЖН10-4-4 (7,7), кг/м | БрКМц3-1 (8,47), кг/м |
|---|---|---|---|---|
| 10 | 0,60 | 0,59 | 0,60 | 0,67 |
| 16 | 1,53 | 1,51 | 1,55 | 1,70 |
| 20 | 2,39 | 2,36 | 2,42 | 2,66 |
| 25 | 3,73 | 3,68 | 3,78 | 4,16 |
| 30 | 5,37 | 5,30 | 5,44 | 5,99 |
| 40 | 9,55 | 9,42 | 9,68 | 10,64 |
| 50 | 14,92 | 14,73 | 15,12 | 16,63 |
| 60 | 21,49 | 21,21 | 21,77 | 23,95 |
| 70 | 29,25 | 28,86 | 29,63 | 32,60 |
| 80 | 38,20 | 37,70 | 38,70 | 42,57 |
| 100 | 59,69 | 58,90 | 60,48 | 66,52 |
| 120 | 85,95 | 84,82 | 87,08 | 95,79 |
| 150 | 134,3 | 132,5 | 136,1 | 149,7 |
| 200 | 238,8 | 235,6 | 241,9 | 266,1 |
| 250 | 373,1 | 368,2 | 378,0 | 415,8 |
| 300 | 537,2 | 530,1 | 544,3 | 598,7 |
Пруток диаметром 300 мм из БрАЖ9-4 — это больше полутонны на метр, поэтому крупные диаметры обычно продают отрезками нужной длины, а не целыми прутками.
Длина прутков по ГОСТ 1628-78
По стандарту прутки немерной длины изготавливают длиной от 2 до 5 м для диаметров от 5 до 40 мм, от 1 до 4 м — для диаметров свыше 40 до 80 мм, от 1 до 3 м — свыше 80 до 120 мм и от 0,5 до 2 м — для прутков диаметром свыше 120 мм. Для квадратных и шестигранных прутков размером считается расстояние между параллельными гранями.
Оловянные и хромовые бронзы
Оловянные бронзы БрОФ6,5-0,15, БрОФ7-0,2, БрОЦС5-5-5 и хромовая бронза БрХ1 к ГОСТ 1628 не относятся — это другие стандарты и другие плотности. Они существенно тяжелее алюминиевых бронз: по плотности ближе к меди. Для них массу прутка считают по плотности, указанной в стандарте на конкретный прокат или в сертификате изготовителя, а для грубой оценки можно взять медный пруток того же диаметра.
| Группа бронз | Примеры марок | Где применяют |
|---|---|---|
| Алюминиевые | БрАЖ9-4, БрАЖМц10-3-1,5, БрАЖН10-4-4, БрАМц9-2 | нагруженные втулки, червячные колёса, детали насосов и арматуры, морская вода |
| Оловянно-фосфористые | БрОФ6,5-0,15, БрОФ7-0,2 | подшипники скольжения, пружинящие детали, ответственные узлы трения |
| Оловянно-цинково-свинцовые | БрОЦС5-5-5 | втулки и вкладыши при умеренных нагрузках, арматура |
| Хромовая | БрХ1 | электроды контактной сварки, токопроводящие детали, работающие при нагреве |
О выборе бронзы для узлов трения — в статье о бронзе для втулок скольжения, об отличиях бронзы от меди и латуни — в статье о меди, латуни и бронзе.
Вес втулки и заготовки
Масса готовой втулки:
m = π / 4 × (D² − d²) × L × ρ / 10⁶,
где D — наружный диаметр, d — внутренний, L — длина в мм, ρ — плотность в г/см³; результат в килограммах.
| Втулка D × d × L, мм | Масса готовой детали из БрАЖ9-4, кг |
|---|---|
| 50 × 30 × 40 | 0,38 |
| 80 × 50 × 60 | 1,40 |
| 120 × 80 × 100 | 4,78 |
| 265 × 215 × 40 | 5,73 |
Но покупают не деталь, а заготовку. Втулку 50 × 30 × 40 точат из прутка диаметром около 55 мм с припуском на подрезку торцов — это отрезок длиной около 45 мм массой примерно 0,81 кг. Больше половины металла уходит в стружку. Поэтому для втулок большого диаметра с тонкой стенкой выгоднее заказывать полую заготовку — трубу или литую втулку, если её размеры подходят под деталь.
Как посчитать заказ
- Уточните марку бронзы — от неё зависит плотность;
- Определите диаметр заготовки с припуском на обработку: для точения обычно на несколько миллиметров больше диаметра детали;
- Посчитайте массу метра по таблице или формуле;
- Умножьте на длину с учётом пропила и подрезки торцов;
- Для партии деталей сравните массу из прутка и из полой заготовки.
Пример. Нужно 20 втулок 80 × 50 × 60 из БрАЖ9-4. Заготовка — пруток 85 мм длиной около 65 мм на деталь. Масса метра прутка 85 мм — π × 85² / 4 × 7,6 / 1000 ≈ 43,1 кг, заготовка на одну втулку — около 2,8 кг, на партию — около 56 кг. Сами втулки весят около 28 кг.
Миф: вес бронзы для любой марки можно считать так же, как вес меди. Для оловянных бронз это близко к правде, но алюминиевые бронзы, из которых чаще всего точат нагруженные втулки, заметно легче: по ГОСТ 1628-78 плотность БрАЖ9-4 принята 7,6, а БрАЖМц10-3-1,5 — 7,5 г/см³ против 8,9 г/см³ у меди. Если посчитать пруток БрАЖ9-4 как медный, масса окажется завышенной на 15–17 %, и закупка или расчёт стоимости детали будут неверными.
Частые вопросы
Сколько весит бронзовый пруток 50 мм?
Из БрАЖ9-4 — около 14,9 кг на метр, из БрАЖМц10-3-1,5 — около 14,7 кг.
Какая плотность у бронзы БрАЖ9-4?
В таблице масс ГОСТ 1628-78 для БрАЖ9-4 и БрАМц9-2 принята плотность 7,6 г/см³.
Сколько весит метр прутка БрАЖ9-4 диаметром 100 мм?
Около 59,7 кг.
Как посчитать вес бронзовой втулки?
Объём кольца π / 4 × (D² − d²) × L умножьте на плотность бронзы. Втулка 80 × 50 × 60 из БрАЖ9-4 весит около 1,4 кг.
Что тяжелее — оловянная или алюминиевая бронза?
Оловянная: её плотность близка к плотности меди, а алюминиевые бронзы легче меди на 13–16 %.
Какой длины бывают бронзовые прутки?
По ГОСТ 1628-78 — от 2 до 5 м для диаметров до 40 мм и короче для больших диаметров; прутки свыше 120 мм выпускают длиной от 0,5 до 2 м.
Бронза: масса бронзового прутка зависит от марки — по ГОСТ 1628-78 плотность БрАЖМц10-3-1,5 принята 7,5, БрАЖ9-4 и БрАМц9-2 — 7,6, БрАЖН10-4-4 — 7,7, БрКМц3-1 — 8,47 г/см³, а оловянные бронзы по плотности близки к меди; пруток БрАЖ9-4 диаметром 50 мм весит около 14,9 кг на метр, 100 мм — около 59,7 кг; при точении втулки в стружку уходит больше половины заготовки, поэтому закупку считают по массе заготовки, а не детали.
Практика МТМ: на складе в Санкт-Петербурге — бронзовый пруток БрАЖ9-4 диаметром от 16 до 350 мм, БрАМц9-2, БрАЖМц10-3-1,5, БрАЖН10-4-4, БрАЖНМц9-4-4-1, оловянные БрОФ6,5-0,15, БрОФ7-0,2, БрОЦС5-5-5 и хромовая БрХ1 — всего около 270 позиций, с документами изготовителя. Режем пруток в размер и изготавливаем втулки и детали по чертежу на токарной обработке. Пришлите марку, размеры и количество — посчитаем вес и стоимость. Через форму на сайте или по телефону +7 (812) 409-45-58.
