СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОДШИПНИКА СКОЛЬЖЕНИЯ

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОДШИПНИКА СКОЛЬЖЕНИЯ


RU (11) 2257297 (13) C1

(51) 7 B29D31/02, B29C41/04 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - может прекратить свое действие 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2005.07.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 2004107055/12 
(22) Дата подачи заявки: 2004.03.09 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.03.09 
(45) Опубликовано: 2005.07.27 
(56) Аналоги изобретения: RU 2207955 C1, 10.07.2003. RU 2187431 C1, 20.08.2002. US 5202076 А, 13.04.1993. SU 286654 А, 22.01.1971. US 3468997 А, 23.09.1969. ЕР 0397504 А2, 14.11.1990. 
(72) Имя изобретателя: Иванов В.А. (RU); Богачев А.П. (RU); Тарасенко А.Т. (RU); Захарычев С.П. (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Хабаровский государственный технический университет (RU) 
(98) Адрес для переписки: 680035, г.Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 136, Хабаровский государственный технический университет, отдел интеллектуальной собственности 

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОДШИПНИКА СКОЛЬЖЕНИЯ

Изобретение относится к технологии формирования полимерных изделий центробежным способом и может быть использовано для изготовления подшипников скольжения. Технической задачей изобретения является повышение долговечности подшипника. Согласно способу изготовления подшипника скольжения загружают полимерную композицию в виде связующего и антифрикционных наполнителей в металлическую втулку и осуществляют формирование антифрикционного покрытия при вращении металлической втулки с образованием слоев наполнителей по толщине антифрикционного покрытия посредством ликвации. Дополнительно в полимерную композицию вводят наполнитель пограничного слоя в виде крупнодисперсного металлического порошка, который имеет коэффициент температурного расширения, больший коэффициента температурного расширения металлической втулки, и удельный вес, превышающий удельный вес антифрикционных наполнителей. Перед ликвацией антифрикционных наполнителей устанавливают температурный и скоростной режим, который обеспечивает формирование пограничного слоя из металлического порошка между металлической втулкой и антифрикционным покрытием. В качестве предпочтительных вариантов материалов при применении алюминиевой втулки используют бронзовый порошок, при применении бронзовой втулки - стальной порошок, при применении стальной втулки - порошки эвтэктического расплава, например, никеля и железа. Дополнительное введение в полимерную композицию наполнителя пограничного слоя в виде крупнодисперсного металлического порошка, который имеет коэффициент температурного расширения, больший, чем у металлической втулки, позволяет создать структуру из матрицы в виде уплотненного пористого слоя металлического порошка с полимерным связующим (псевдометаллический слой), которая обеспечивает прочность сцепления антифрикционного покрытия с металлической втулкой при температурных колебаниях как при изготовлении, так и в процессе эксплуатации подшипника скольжения, за счет сглаживания псевдометаллическим слоем разницы изменения линейных размеров металла и полимера из-за их различных коэффициентов температурного расширения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к технологии формирования полимерных изделий центробежным способом и может быть использовано для изготовления подшипников скольжения.
Известен способ изготовления подшипника скольжения из полимерной композиции путем центробежного формирования антифрикционного слоя на внутренней поверхности металлической втулки (Е.В.Зиновьев и др. Полимеры в узлах трения машин и приборов. - М.: Машиностроение, 1980, с.40-41).
Однако при таком способе качество антифрикционного слоя и прочность его сцепления с поверхностью металлической втулки невысокие, поэтому снижается надежность работы подшипника.
Ближайшим аналогом является способ изготовления подшипника скольжения, при котором загружают полимерную композицию в виде связующего и антифрикционных наполнителей в металлическую втулку и осуществляют формирование антифрикционного покрытия при вращении металлической втулки с образованием слоев наполнителей по толщине антифрикционного покрытия посредством ликвации (патент РФ №2207955, кл. В 29 D 31/02, 08.11.2001).
Недостатком способа является низкая прочность сцепления антифрикционного покрытия с металлической втулкой, что приводит к его отслоению при термообработке подшипника скольжения при изготовлении. Кроме того, из-за большой разницы коэффициентов температурного расширения металлической втулки и полимерного антифрикционного покрытия происходит разрушение пограничного слоя (слоя, который образуется в известном способе из композиции в виде связующего и армирующего материала в промежутке между поверхностью металлической втулки и антифрикционным слоем), что не позволяет эксплуатировать подшипник скольжения в широком диапазоне температур и при их колебаниях. 
Технической задачей изобретения является повышение долговечности подшипника.
Решение указанной задачи достигается тем, что согласно способу изготовления подшипника скольжения, при котором загружают полимерную композицию в виде связующего и антифрикционных наполнителей в металлическую втулку и осуществляют формирование антифрикционного покрытия при вращении металлической втулки с образованием слоев наполнителей по толщине антифрикционного покрытия посредством ликвации, дополнительно в полимерную композицию вводят наполнитель пограничного слоя в виде крупнодисперсного металлического порошка, который имеет коэффициент температурного расширения, больший коэффициента температурного расширения металлической втулки, и удельный вес, превышающий удельный вес антифрикционных наполнителей, а перед ликвацией антифрикционных наполнителей устанавливают температурный и скоростной режим, который обеспечивает формирование пограничного слоя из металлического порошка между металлической втулкой и антифрикционным покрытием. Кроме того, в качестве предпочтительных вариантов материалов при применении алюминиевой втулки используют бронзовый порошок, при применении бронзовой втулки - стальной порошок, при применении стальной втулки - порошки эвтэктического расплава, например, никеля и железа.
Дополнительное введение в полимерную композицию наполнителя пограничного слоя в виде крупнодисперсного металлического порошка, который имеет коэффициент температурного расширения, больший, чем у металлической втулки, позволяет создать структуру из матрицы в виде уплотненного пористого слоя металлического порошка с полимерным связующим (псевдометаллический слой), которая обеспечивает прочность сцепления антифрикционного покрытия с металлической втулкой при температурных колебаниях как при изготовлении, так и в процессе эксплуатации подшипника скольжения, за счет сглаживания псевдометаллическим слоем разницы изменения линейных размеров металла и полимера из-за их различных коэффициентов температурного расширения. Превышение удельного веса металлического порошка по отношению к удельному весу антифрикционного наполнителя позволяет в процессе ликвации сформировать вначале пограничный слой из порошка, а затем - антифрикционное покрытие.
Установка перед ликвацией антифрикционных наполнителей температурного и скоростного режима, обеспечивающего формирование пограничного слоя из металлического порошка между металлической втулкой и антифрикционным покрытием, создает условия для быстрого и качественного расслоения связующего и наполнителей с последующим отверждением покрытия при его центробежном формировании.
Использование предпочтительных вариантов для материалов металлической втулки и металлического порошка, а именно при применении алюминиевой втулки использование бронзового порошка, при применении бронзовой втулки - стального порошка, при применении стальной втулки - порошков эвтэктического расплава, например, никеля и железа, объясняется оптимальным соотношением их коэффициентов температурного расширения, позволяющим осуществить способ создания пограничного слоя, повысить прочность, износостойкость подшипника скольжения и увеличить его долговечность.
На фиг.1 приведена схема центробежного формирования подшипника скольжения.
На фиг.2 - узел I на фиг.1 - вид антифрикционного покрытия с пограничным слоем (псевдометаллическим слоем) после ликвации наполнителей. 
Пример реализации способа изготовления подшипника скольжения. 
В подготовленную металлическую втулку 1 (например, из бронзы), вставленную в посадочную поверхность торцевой крышки 2, заливают предварительно смешанную полимерную композицию на основе связующего (например, эпоксидную смолу ЭД-20 с отвердителем полиэтиленполиамин), антифрикционных наполнителей (например, порошки графита и фторопласта) и дополнительный наполнитель в виде крупнодисперсного (размер частиц 0,05-0,15 мм) металлического порошка (стального) с коэффициентом температурного расширения, большим коэффициента температурного расширения металлической втулки 1. Количество и соотношение связующего, антифрикционных наполнителей и металлического порошка определяют экспериментально исходя из размеров подшипника скольжения и толщины антифрикционного покрытия. Затем металлическую втулку 1 закрывают торцевой крышкой 3, устанавливают в центробежную установку и приводят во вращение (фиг.1). При плавном увеличении скорости вращения происходит распределение полимерной композиции по внутренней поверхности металлической втулки, удаление пор и пузырьков воздуха из полимерной композиции. Затем устанавливают температурный и скоростной режим, который обеспечивает формирование пограничного слоя 4 (псевдометаллического слоя) из металлического порошка между металлической втулкой 1 и антифрикционным покрытием (см. фиг.2). При этом температуру формования поднимают до начала разжижения связующего (увеличения его текучести), для эпоксидной смолы ЭД-20 - 60-80° С, а скорость вращения металлической втулки - до величины, обеспечивающей отделение металлического порошка от связующего и уплотнения его в виде пограничного слоя 4 между металлической втулкой 1 и антифрикционным покрытием (скорость вращения для разных композиций и размеров металлической втулки определяют опытным путем). Нагрев металлической втулки 1 и полимерной композиции позволяет сократить время отверждения композиции и за счет ее разжижения создать псевдометаллический слой из металлического порошка, пропитанного полимерным связующим, с плотностью, близкой к металлу, и адгезионной прочностью, близкой к полимерному связующему. В процессе ликвации образуется антифрикционный слой 5 (или несколько слоев по толщине полимерного покрытия, что зависит от удельных весов антифрикционных наполнителей), который прочно связан с пограничным (псевдометаллическим) слоем 4 и обеспечивает низкую силу трения и высокую износостойкость в процессе эксплуатации.
После отверждения полимерной композиции подшипник скольжения охлаждают при комнатной температуре, а затем термообрабатывают известным способом. В процессе термообработки пограничный слой препятствует отслоению антифрикционного покрытия от металлической втулки, так как за счет разницы коэффициентов температурного расширения металлического порошка и металлической втулки в сформированном псевдометаллическом слое возникают напряжения сжатия, что гарантирует предотвращение разрушения адгезионных связей.
В качестве предпочтительных вариантов сочетания материалов металлической втулки и металлического порошка предлагается использовать: алюминиевая втулка (коэффициент температурного расширения равен 22,9? 10-6° C-1) - бронзовый порошок (коэффициент температурного расширения - 17,5? 10-6° С -1); бронзовая втулка (коэффициент температурного расширения - 17,5? 10-6° С-1) - стальной порошок (коэффициент температурного расширения 11,9? 10-6° С-1); стальная втулка (коэффициент температурного расширения -11,9? 10-6 ° С-1) - порошки эвтектического расплава, например, никеля и железа (коэффициент температурного расширения - 0,9? 10-6° C-1). Указанные сочетания материалов определены опытным путем и подобраны по величине удельных весов в процессе ликвации центробежным способом. 
В отличие от аналогов данный способ изготовления подшипника скольжения позволяет повысить качество изделий за счет создания пограничного, близкого по свойствам к металлической втулке и полимерному покрытию, слоя, что повышает надежность и долговечность узла трения.



ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ изготовления подшипника скольжения, при котором загружают полимерную композицию в виде связующего и антифрикционных наполнителей в металлическую втулку и осуществляют формирование антифрикционного покрытия при вращении металлической втулки с образованием слоев наполнителей по толщине антифрикционного покрытия посредством ликвации, отличающийся тем, что дополнительно в полимерную композицию вводят наполнитель пограничного слоя в виде крупнодисперсного металлического порошка, который имеет коэффициент температурного расширения, больший коэффициента температурного расширения металлической втулки и удельный вес, превышающий удельный вес антифрикционных наполнителей, а перед ликвацией антифрикционных наполнителей устанавливают температурный и скоростной режим, который обеспечивает формирование пограничного слоя из металлического порошка между металлической втулкой и антифрикционным покрытием.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве предпочтительных вариантов материалов при применении алюминиевой втулки используют бронзовый порошок, при применении бронзовой втулки - стальной порошок, при применении стальной втулки - порошки эвтэктического расплава, например, никеля и железа.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к машиностроению, а именно способам изготовления, ремонта и обслуживания различных типов подшипников: подшипники качения и скольжения, магнитные подшипники, гидростатические подшипники, газостатические подшипники, способы формирования антифрикционной поверхности трения в подшипниках и др.


Новые технологии и изобретения. Подшипники качения и скольжения




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "закалка стекла" будет найдено словосочетание "подшипник качения". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("подшипник" или "качения").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+подшипник -качения".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "подшипник" будут найдены слова "подшипники", "подшипнику" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "подшипник!".


Рейтинг@Mail.ru