Самосмазывающийся подшипник скольжения

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в опорах различных машин. Цель - повышение ресурса подшипника при высокой скорости скольжения. Подшипник скольжения содержит два связанных элемента, способных к перемеш,ению один относительно другого . Несуш.ие поверхности подшипника имеют покрытия. Одно покрытие состоит из ткани , целиком или частично выполненной из политетрафторэтиленовых волокон и полимерного связуюшего. Второе покрытие выполнено в виде кристаллической фосфатной пленки толш,иной 5-15 мкм, пропитанной композицией, содержащей мелкодисперсные частицы ПТФЭ размером не более величинь1 микропор фосфатной пленки. Проведенные испытания подшипника скольжения с указанными покрытиями показали, что обеспечивается достаточный ресурс, т.е. количество циклов до полного износа покрытия, при скорости скольжения до 0,5 м/с. 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (58 4 F 16 С ЗЗ/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4ь

CO

CO 3

CO

Сл

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4147047/31-27 (22) 24.07.86 (46) 15.07.88. Бюл. № 26 (71) Ростовский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) В. И. Врагов, А. А. Демьянов, Ю. А. Евдокимов, И. М. Кихтев, В. А. Кохановский, А. В. Кузичев, В. П. Курбатов, В. В. Сычев и И. Н. Фокин (53) 621.822.5 (088.8) (54) САМОСМАЗЫВАЮЩИЙСЯ ПОДШИПНИК СКОЛЪЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в опорах различных машин. Цель — повышение ресурса подшипника при высокой скорости скольжения. Подшипник скольжения

„„SU„„1409795 A 1 содержит два связанных элемента, способных к перемещению один относительно другого. Несущие поверхности подшипника имеют покрытия. Одно покрытие состоит из ткани, целиком или частично выполненной из политетрафторэтиленовых волокон и полимерного связующего. Второе покрытие выполнено в виде кристаллической фосфатной пленки толщиной 5 — 15 мкм, пропитанной композицией, содержащей мелкодисперсные частицы ПТФЭ размером не более величины микропор фосфатной пленки. Проведенные испытания подшипника скольжения с указанными покрытиями показали, что обеспечивается достаточный ресурс, т.е. количество циклов до полного износа покрытия, при скорости скольжения до 0,5 м/с. 1 ил., 1 табл.

1409795

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в опорах различных машин.

Цель изобретения — повышение ресурса подшипника при высокой скорости сколь жения.

Цель достигается тем, что в йодшипни-! ке скольжения, содержащем два связанных элемента, способных к перемещению относительно друг друга, в котором несущие поверхности имеют покрытия, содержащие политетрафторэтилен (ПТФЭ), одно из покрытий состоит из ткани, целиком или частично выполненной из ПТФЭ волокон и полимерного связующего, второе покрытие выполнено в виде кристаллической фосфатной пленки толщиной 5 — 15 мкм, пропитанной композицией, содержащей мелкодисперсные частицы ПТФЭ размером не более величины микропор фосфатной пленки.

На чертеже изображен подшипник скольжения, продольный разрез.

Подшипник содержит внешний элемент (обойму) 1; покрытие 2 на основе П ФЭткани; фосфатфторопластовое покрытие 3; внутрсн н и и элемент (вал) 4.

Пример. Г1окрытие на основе Г1ТФЭ ткани выполняли из технической ткани, в качестве связуюгцего использовали клей ГИПК вЂ” 114.

Толщина покрытия после отверждения

0,4 мм. 1!внесение покрытия на деталь осупсествляли следующим образом:

1. !1ропитка ткани связующим Г1 !11К--! 14 и открытая выдержка в течении 20 мин нри комнатной температуре.

2. Вторая пропитка ткани связующим

ГИПК- 114 и облицовка детали.

3. Закладка детали в пресс-форму и отверждение покрытия при давлении 3 МПа и температуре 200 С в течение 4 ч.

4. Фосфатное покрытие формировали обычным фосфатированием при 80 — -125 С в растворах, составленных из первичных фосфатов железа и марганца. Продолжительность фосфатирования зависит от температуры процесса. Металлическая поверхность проходила обычную подготовку (очистка и обезжиривание) и затем специальное травлениес.

11ри определенном сочетании режимов фосфатирования и специальном травлении пористость фосфатной пленки возрастает, что позволяет пропитать ее фтороплаетовой композицией на всю глубину до (металлической подложки). Поры фосфатной пленки размером О,! — 1 мкм составляют 80О, и поры до 5 — 8 мкм — 20Я. Кристаллы фосфатов представляют частицы шестигранного профиля, расположение которых близко к перпендикулярному на поверхности подложки.

Для пропитки фосфатной пленки можно использовать чистую суспензию фторопласта—

4 ДВ, как в нашем случае, представляющую взвесь частиц размером 0,06—

0,4 мкм в воде, или взвесь частиц в растворах связующего, например лак ФБФ—

74Д.

Использовали влияние отдельно суспензии Ф вЂ” 4ДВ и лака ФБФ вЂ” 74Д в каждой точке эксперимента. За критерий износостойкости подшипника был выбран его ресурс, т.е. количество циклов (оборотов) до полного износа покрытия на тканной основе, которое во всех опытах было оди10 наковым.

Толщину покрытия оценивали методом прокаливания, размер частиц ПТФЭ и микропор, фосфатной пленки оценивали с помощью растрового электронного микроскопа.

Содержание ПТФЭ в композиции оцени-!

5 вали по его содержанию в сухом остатке для лака и концентрации в водяной среде для суспензии.

Испытания проводили при ступенчатом изменении скорости: 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 м/с.

Были проведены сравнительные испытания ресурса покрытия из ткани с ПТФЭ волокнами, приклеенной к стальной поверхности, клей ГИПК вЂ” 114. Толщина отформованного покрытия 0,4 — 0,5 мм. Образец с тканным покрытием площадью 150 мм был неподвижен и контактировал с роликом диаметром 40 мм. выполненным из стали 45 (НКС--45 — 50). Поверхность ролика имела второе покрытие (варианты покрытия привезены в таблице), в котором варьировали толщину фосфатной пленки и размер микропор путем изменения состава фосфатирующего электролита и режима обработки (концентрации препарата и температуры) . . .)ля фосфатирования использовали монофосфатцинк и соль мажеф. Г1ропитку фосфатной пленки суспензией Ф4ДВ осущест вляли методом полива, лаком ФБФ вЂ” 74Д— методом окунания.

Испытания проводили для различных скоростей скольжения до полного разрушения обоих контактирующих покрытий. Результа40 ты представлены в таблице и свидетельствуют, что увеличить допускаемую скорость скольжения для тканого покрытия возможно только при нанесении на контрповерхность композиционного фосфатлакового покрытия, у которого толщина фосфатной пленки в пределах 5 — 15 мкм и размеры пор фосфатной пленки более размера частиц ПТФЭ, входящего в пропиточную композицик). Г1ри этом фосфатная пленка должна быть кристаллической, а не аморфной. Невыполнение какого-либо из требований (покрьггие должно быть выполнено в виде кристаллической фосфатной пленки, пропитанной композицией, содержащей

ПТФЭ; толщина фосфатной пленки 5—

15 мкм; размер частиц ПТФЭ не более ве55 личины микропор фосфатной пленки) не позволяет существенно увеличить допускаемую для тканого покрытия скорость скольжения при давлении 5 МПа, которое, как пока1409795 имеют покрытия, содержащие политетрафторэтилен, одно из которых состоит из ткани, целиком или частично выполненной из политетрафторэтиленовых волокон и полимерного связующего, отличающийся тем, что, с целью повышения ресурса подшипника. при высокой скорости скольжения, второй слой покрытия выполнен в виде кристаллической фосфатной пленки толщиной 5 — 15 мкм, пропитанной композицией, содержащей мелкодисперсные частицы политетрафторэтилена размером не более величины микропор фосфатной пленки. зал эксперимент, находится в пределах

0,3 м/с.

Соблюдение всех перечисленных признаков покрытия контрповерхности позволяет увеличить скоростной предел до 0,5 м/с и более.

Формула изобретения

Самосмазывающийся подшипник скольжения, содержащий два взаимно соединенных элемента, подвижных один относительно другого, несущие поверхности которых

Влияние подготовки контрповерхности и пропиточной композиции на ресурс покрытия с матрицей в виде ткани, содержащей волокна ПТФЭ

Пропиточная композиция

Ресурс покрытия, " 10 цикл

Скорость скольжения, м/с

Технология пропитки

Фосфатная пленка

Подготовка поверхности

Средний размер пор по ширине, мкм

Содержание

ПТФЭ, вес.г.

Иаксимальный размер частиц, мкм

Тип

Толщина, мкм

1еО о,г о,з

3-кратным почивом55-60

0,4

2-4

О, 1-0,4

Суспензия

Ф-4ДВ

Фосфатирование в цинкофосфатном растворе (монофосфат цинка) при

60 С

1О

О,4

»о

0,2 о,з

0,4

2-кратным окунанием

70-75

Лак ФБФ74Д

О,4

o,ã

0,3

0,4

1260

980

47О

3-кратным поливом

55-60

0,4

0,3-0,8

5-8

Суспензия

Ф-4ДВ

Фосфатирование в марганцовофосфатном растворе (соль мажеф) 3

3 вес.Х, 98-99 С

2-кратным окунанием

0,4

70-75

Лак ФБФ74Д

Г,4

55-6Г

3-кратным поливом

0,2-0, 6

10-»

Суспензия

Ф-4ДВ

2-кратным окунанием

0,4

Лак ФБФ-7чД 70-75

15-18

0,4

3-кратным поливом

55-60

О, 1-0,4

Суспензия

Ф-4ДВ

2-кратным окунанием

Лак ФБФ-74Д 70-75

0,4

0,4

О,г

0,3 о,ч

0,2 о,з

0,4

3-кратным поливом

55-60 (l (i

1 о

i57о

78О

290

0,1-0,4

20-25

Суспензия

Ф-4ДВ

Фссфатирование в марганцовофосфатном растворе (соль мажеф, 30 вес.7, 98-99 С

2-кратньь окунанием

0,4

70-75

Лак ФБФ-74Д

3-кратным поливом о,г о,з о °

О,з

0,4

»оп

"о оо

»о

55-60

0,05-0,2

10-15

Суспензия

ФФДВ

Фосфатирование в марганцовофосфатном растворе (соль мажеф, 10 вес,х, 120-125 С) 2-кратным купанием о, Лак ФБФ 74Д 70-75

"«o

8п о, 0,3 о,0,2-0,6

Нет

1О-i3

Фосфатирование в марганцовофос. фатном растворе (соль мажеф, 10 вес.N, 90-95 С) Фосфатирование в марганцовофосфатном растворе (соль мажеф, 10 вес.Ж, 90-95 С)

Фосфатирование в марганцовофосфатном растворе (соль мажеф, 30 вес.т., 80-90 С) 0,2 о,з

0,4

0,2

О,з

0,4

О„г

0,3 о,s

O„2

О,3

0,2 о,з

1ЗЗО

85О

37ОО

i9OO

740

1409795

Продолжение таблицы

Влияние подготовки контрповерхности и пропиточной композиции на ресурс покрытия с матрицей в виде ткани, содержащей волокна ПТФЭ

Подготовка поверхности

Фосфатная пленка

Пропиточная композиция

Скорость Ресурс скольже- покрытия, ния, м/с > 10 цикл

Технология пропитки

Средний размер пор по ширине, мкм

Содержание ИаксимальПТФЭ, вес.Х ный размер частиц, мкм

Тип

Толщина, мкм

Без фосфатирования

55-60

70-75

60-70

0,4

Суспензия

Ф4ЛВ

Лак ФБФ-74Д

Без фосфатирования

0,4

10-30

10-13

0,2-0,6

Порошок

ПТФЭс клеем БФ-2

2-кратным окунанием

0,4

0,2

0,3

0,4

180

Акрилатная 70-75 смола м ПТФЭ

400-500

Составитель Ю. Гершанова

Редактор М. Циткина Техред И. Верес Корректор A. Обручар

Заказ 3464/33 Тираж 757 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фосфатирование в марганцовофосфатном растворе (соль мажеф, 1О вес.X

90-95 С)

Прототип: керамическое покрытие из А1 Оз

3-кратным окунанием

2-кратным окунанием

2-кратным окунанием

0,2

0,3

0,4

0,2

0,4

0,2

0,4

0,2

0,3