Способ реставрации отверстия подшипника скольжения в старинном механизме

 

Использование: в палеомеханике при реставрации различных старинных механизмах. Сущность: восполнение утраченного фрагмента правильной геометрической формы отверстия подшипника скольжения осуществляет с помощью реставрационного материала. В качестве последнего используют композицию, состоящую из синтетического клея с равномерно распределенным в нем наполнителем в виде однородного порошка из одного или нескольких металлов и/или их окислов, и/или минералов. Количество выбирают из условия получения максимальной прочности стенок восстановленного отверстия и минимального коэффициента трения в подшипнике. 5 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к палеомеханике, в частности, к методам реставрации выработанных отверстий подшипников скольжения или иных узлов старинных механизмов, преимущественно часов, а также музыкальных автоматов, механических игрушек и т.д.

Известен способ реставрации или ремонта механизма часов, включающий подчеканивание материалов платины или моста около отверстия подшипника, в результате которого происходит "стяжка" отверстия. Подчеканка может осуществляться чеканом соосным с предполагаемым центром первоначального отверстия подшипника. Может осуществляться кольцевая подчеканка материала около выработанного отверстия (серия сферических вмятин). Кольцевая подчеканка может быть также проведена с помощью кольцевого зубила [1] В качестве недостатков известного способа необходимо отметить значительные повреждения обрабатываемой детали, вызванные пластической деформацией участков окружающих реставрируемое отверстие, что недопустимо при восстановлении ценных старинных механизмов, кроме того известный способ не обеспечивает соосности с центром первоначального отверстия и практически исключает повторную реставрацию после естественного износа отверстия, т.е. известная реставрация однократна.

Известен способ реставрации отверстий подшипников скольжения в механизме, преимущественно в часах, включающий восполнение утраченного фрагмента правильной цилиндрической формы отверстия с помощью реставрационного материала и формирование нового восстановленного отверстия [2] В известном способе в выработанное отверстие, вставляют металлическую заглушку, определяют визуально центр первоначального отверстия и просверливают новое отверстие.

В качестве недостатков известного способа отметим следующее. Как правило форма сечения выработанного отверстия имеет сложный профиль, напоминающий овал. Для размещения в выработанном отверстии цилиндрической заглушки отверстие предварительно подвергают расточке, в результате которой удаляется материал первоначальной основы, что недопустимо при реставрации памятников старины.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является обеспечение максимальной сохранности материала старинного механизма даже при многократных реставрациях. Таким результатом, который может быть получен при использовании предлагаемого изобретения, является исключение потерь материала старинного механизма при его восстановлении при одновременном повышении эксплутационных свойств реставрируемого узла.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе реставрации отверстия подшипника скольжения в старинном механизме в качестве реставрационного материала используют композицию, содержащую синтетический клей с равномерно распределенным в нем порошкообразным наполнителем из одного или нескольких металлов и/или их окислов и/или минералов, количество которого выбирают из условия получения максимальной прочности восстановленного отверстия и минимального коэффициента трения в подшипнике.

Количество наполнителя может быть равным 15-95 об. В качестве синтетического клея используют спиртовой раствор феноло-формальдегидной смолы, совмещенной с поливинилбутералем, а в качестве наполнителя используют бронзовый порошок. Для восполнения утраченного фрагмента отверстия смешивают ингредиенты композиции до получения однородной массы, которую вводят в объем выработанного отверстия и проводят термообработку при температуре 100-200^oC. Перед введением реставрационного материала очищают поверхность выработанного отверстия от ограниченного материала очищают поверхность выработанного отверстия от органических и неорганических загрязнений, наносят на стенки отверстия тонкий слой синтетического клея и сушат в течение 10-80 мин. Перед формированием нового отверстия находят центр первоначального отверстия с помощью оптического микроскопа.

На фиг. 1 показано сечение платины или моста в месте расположения выработанного отверстия; на фиг. 2 тоже сечение с нанесенным реставрационным материалом; на фиг. 3 сечение отреставрированного отверстия.

На сечении платины или моста 1 старинного механизма показаны контуры 2 и 3 выработанного отверстия. Заметно, что выработка шла в сторону контура 2. На очищенные стенки 2 и 3 нанесен тонкий слой синтетического клея 4 и реставрационного материала 5. После отверждения материала 5, определения центра 6 первоначального отверстия, например, путем увеличения изображения отверстия оптическим микроскопом, был удален излишек материала 5 по получения точной копии первоначального отверстия 7.

Экспериментально установлено, что использование в качестве реставрационного материала 5 композиции, состоящей из синтетического клея с порошкообразным наполнителем из одного или более металлов, или из окислов металлов, или из минералов, или из их смеси, обеспечивает прочность, сравнимую с прочностью материала платины или моста, в котором расположено отверстие. Параметры композиции подбирались также с учетом получения минимального коэффициента трения, близкого к коэффициенту трения между цапфой и стенками первоначального отверстия.

Наилучшие результаты были получены при использовании композиции, состоящей из спиртового раствора фенола-формальдегидной смолы, совмещенной с поливинилбутиралем и наполнителем в виде бронзовой пудры или порошка.

Данный способ был использован при реставрации каретных часов фирмы H. Moser.

Диаметр цапфы промежуточного колеса хода составил ⊘ 565 мкм а выработанное отверстие подшипника платины имело размер ⊘_max780 мкм Таким образом зазор в подшипнике скольжения составил 205 мкм. Для реставрации отверстия подшипника в части обеспечения рабочего зазора в 30 мкм проведены следующие работы: подготовка поверхности отверстия удалением органических и неорганических загрязнений; обработка поверхности отверстия раствором аммиака; промывка поверхности отверстия бензином "Калоша"; нанесение на поверхность отверстия тонкой пленки синтетического клея; сушка в течение 60 мин; внесение в отверстие клеевой композиции; сушка при температуре 100 200^oC в течение 60 мин; определение центра первоначального отверстия с помощью микроскопа;
удаление излишков затвердевшей клеевой композиции с помощью расточки до диаметра первоначального отверстия.

Испытания показали, что отреставрированный узел старинного механизма вновь приобрел свои свойства без какого-либо вмешательства в материал основы. Предложенный способ позволяет также реставрировать недостающие фрагменты других узлов старинных механизмов.

Формула изобретения

1. Способ реставрации отверстия подшипника скольжения в старинном механизме, преимущественно в часах, включающий восполнение утраченного фрагмента геометрической формы отверстия с помощью реставрационного материала и формирование первоначального отверстия, отличающийся тем, что в качестве реставрационного материала используют композицию, содержащую отвержденный синтетический клей с равномерно распределенным в нем наполнителем в виде однородного порошка одного или несколько металлов и/или их окислов, и/или минералов, количество которого выбирают из условия максимальной прочности восстановленного отверстия и минимального коэффициента трения в подшипнике.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество наполнителя выбирают 15 95 об.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве синтетического клея используют спиртовой раствор фенолоформальдегидной смолы, совмещенной с поливинилбутералем, а в качестве наполнителя используют бронзовую пудру.

4. Способ по пп.1 3, отличающийся тем, что для восполнения утраченного фрагмента отверстия смешивают ингредиенты композиции до получения однородной массы, которую вводят в объем выработанного отверстия и проводят термообработку при температуре 100 200^oС.

5. Способ по пп.1 4, отличающийся тем, что перед введением реставрационного материала очищают стенки выработанного отверстия от органических и неорганических загрязнений, наносят на нее тонкий слой синтетического клея и сушат в течение 10 80 мин.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед формированием нового отверстия находят центр первоначального отверстия с помощью оптического микроскопа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3