Подшипник качения

 

Использование: в машиностроении, в частности в подшипниках качения. Сущность изобретения: подшипник качения содержит два кольца с дорожками качения и расположенные между ними тела качения с нанесенным покрытием суммарной толщиной 0,15 - 5,00 мкм. Покрытие выполняют двухслойным с внутренним слоем толщиной не более 1 мкм. При этом внутренний слой покрытия выполняют из олова и/или свинца, а наружный слой покрытия выполняют из латуни или бронзы; или внутренний слой выполняют из галлия или индия, а наружный слой выполняют из меди или латуни. Возможно изготовление двухслойного покрытия с внутренним слоем толщиной не более 4 мкм. При этом наружный слой покрытия выполняют или из титана, или из циркония, или из гафния, а внутренний слой покрытия выполняют из нитрида и/или карбида, и/или карбонитрида того же металла. Покрытие может быть выполнено также из соединений содержащих фтор и/или фосфор, и/или серу. Это позволяет повысить работоспособность подшипника качения. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению для подшипников качения.

Известен подшипник качения, содержащий два кольца с дорожками качения и расположенные между ними тела качения, состоящие из сердечника и нанесенного на него двуслойного покрытия из внутреннего и рабочего наружного слоев. [1] Недостатком известного подшипника качения являются то, что покрытие не дает возможности в полной мере прирабатываться поверхностям, на которые оно нанесено, и тем самым способствует своему разрушению. Приработка возможна только после окончательного истирания или разрушения покрытия. В конечном итоге это приводит к снижению работоспособности подшипника качения.

Технический результат заключается в повышении работоспособности подшипника качения.

Это обеспечивается тем, что в подшипнике качения, содержащем два кольца с дорожками качения и расположенные между ними тела качения, состоящие из сердечника и нанесенного на него двуслойного покрытия из внутреннего и рабочего наружного слоев, покрытие выполнено толщиной 0,15-5,00 мкм. Кроме того внутренний слой покрытия может быть выполнен толщиной не более 1 мкм, при этом или рабочий наружный слой покрытия выполнен из латуни или бронзы, внутренний из олова и/или свинца, или рабочий наружный слой покрытия выполнен из меди или латуни, а внутренний из галлия или индия. Рабочий наружный слой покрытия может быть выполнен или из титана, или из циркония, или из гафния, а внутренний слой покрытия выполнен из нитрида и/или карбида, и/или карбонитрида того же металла толщиной не более 4 мкм. Покрытие может быть выполнено из соединений, содержащих фтор и/или фосфор, и/или серу.

На чертеже представлен подшипник качения в разрезе.

Подшипник качения, представленный в разрезе на чертеже, содержит два кольца 1 с дорожками 2 качения. Между ними расположены тела 3 качения с нанесенным двуслойным покрытием 4 из внутреннего и рабочего наружного слоев.

Внутренний слой покрытия может быть выполнен толщиной не более 1 мкм. При этом рабочий наружный слой покрытия выполнен из латуни или бронзы, а внутренний из олова и/или свинца; или рабочий наружный слой из меди или латуни, а внутренний из галлия или индия. Такое сочетание слоев покрытия и материалов слоев позволяет обеспечить стойкость покрытию к отслаиванию. Это объясняется тем, что покрытия из олова, свинца, галлия и индия, нанесенные на сталь, в меньшей степени подвержены отслаиванию, чем латунь, бронза или медь. В то же время олово, свинец, галлий и индий имеют достаточно прочную связь с латунью, бронзой и медью.

Таким образом двуслойное покрытие позволяет увеличить стойкость к отслаиванию и тем самым повысить работоспособность подшипника качения.

Внутренний слой покрытия может быть выполнен с толщиной не более 4 мкм. При этом рабочий наружный слой покрытия выполнен или из титана, или из циркония, или из гафния, а внутренний слой из нитрида и/или карбида, и/или карбонитрида того же металла с тем, чтобы обеспечить быструю приработку подшипника качения. Так как карбиды, нитриды и карбонитриды титана, циркония и гафния имеют твердость значительно выше твердости деталей подшипника качения, то покрытия в них, являясь абразивом, способствует быстрой приработке деталей. При этом наружный слой из титана, циркония или гафния во время работы подшипника качения обеспечивает сухую смазку и охлаждение, а период приработки способствует удержанию и/или карбидов, и/или карбонитридов того же металла на поверхности тел качения.

Далее покрытие может быть выполнено из соединений, содержащих фтор и/или фосфор, и/или серу, что также обеспечивает повышенную стойкость к отслаиванию за счет вступления молекул соединения в химическую реакцию с атомами материала, из которого изготовлены тела качения. Применение соединений именно этих элементов обусловлено также тем, что фтор, фосфор и сера, проникая в структуру стали, образуют с железом соединения, температура плавления которых ниже, чем у стали.

Таким образом, в процессе работы подшипника качения покрытие 4, нанесенное на телах 3 качения, под действием контактных напряжений и сил трения деформируется, осуществляя сухое трение тел 3 качения в контакте с дорожками 2 качения колец 1. При наличии смазывающего вещества коэффициент трения в указанном контакте значительно уменьшается, что повышает работоспособность подшипника качения.

Формула изобретения

1. Подшипник качения, содержащий два кольца с дорожками качения и расположенные между ними тела качения, состоящие из сердечника и нанесенного на него двуслойного покрытия из внутреннего и рабочего наружного слоев, отличающийся тем, что покрытие выполнено толщиной 0,15 5,00 мкм.

2. Подшипник по п.1, отличающийся тем, что внутренний слой покрытия выполнен толщиной не более 1 мкм, при этом или рабочий наружный слой покрытия выполнен из латуни или бронзы, внутренний из олова и/или свинца, или рабочий наружный слой покрытия выполнен из меди или латуни, а внутренний из галлия или индия.

3. Подшипник по п.1, отличающийся тем, что рабочий наружный слой покрытия выполнен или из титана, или из циркония, или из гафния, а внутренний слой покрытия выполнен из нитрида и/или карбида, и/или карбонитрида того же металла толщиной не более 4 мкм.

4. Подшипник по п.1, отличающийся тем, что покрытие выполнено из соединений, содержащих фтор, и/или фосфор, и/или серу.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению, а именно, к подшипникам качения, работающим с твердой смазкой в области высоких и низких температур

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к подшипникам качения, работающим с твердой смазкой в области высоких и низких температур

Изобретение относится к машиностроению , в частности к подшипниковым узлам и может быть испо-льзовано при создании опор высокоскоростных машин, например, турбокомпрессоров Целью изобретения является повышение надежности Внутреннее кольцо 1 подшипника качения установлено на вал 2 и снабжено средствами передачи крутящего момента - втулками ,8,9 посредством шлицев 7 Передача крутящего момента от втулки 8 (например турбины) к втулке 9 (например, крыльчатке центробежного насоса) осуществляется через внутрен нее кольцо 1, а к крыльчатке 12 - через шлицевое соединение 10, вал 2 и шлицевое соединение 11

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к комбинированным подшипникам

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к подшипникам качения и заклепкам

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении защитных кожухов подшипников качения, в частности для усиления страховочных подшипников центробежного компрессора

Изобретение относится к способам изготовления деталей подшипников качения, имеющих градиент содержания углерода по меньшей мере в зоне приповерхностного слоя

Изобретение относится к новому типу сферического подшипника качения, предназначенного для подвеса ротора-магнита абсолютного датчика угловых положений объектов с шестью степенями свободы пространственного движения. Сферический подшипник качения содержит внешнюю обойму, сопряженную со статором гироскопа и его внешней вогнутой сферической поверхностью (1) качения, сопряженную с ротором-магнитом (3) и его выпуклой сферической поверхностью (2) качения внутреннюю обойму, между которыми расположен сепаратор (4), выполненный в форме двух скрепленных между собой тонкостенных сфер (5, 6) из немагнитного материала, на которых на равных друг от друга расстояниях по дугам больших окружностей в вершинах равных между собой по площади граней-симплексов в форме треугольников Эйлера расположены гнезда с шариками (7) качения, выполненными из немагнитного или диамагнитного материала. Технический результат: расширение до неограниченных диапазонов вращательных движений по всем трем степеням свободы и обеспечение полной симметрии технических характеристик при любой ориентации оси вращения в пространстве. 2 ил.

Изобретение касается конструктивного элемента подшипника качения, в частности кольца подшипника качения, а также подшипника качения. Конструктивный элемент подшипника качения (2, 3, 4) имеет азотированную поверхностную зону (5), в которой содержание азота уменьшается в направлении снаружи вовнутрь, центральную зону (6). Внутри поверхностной зоны имеются собственные напряжения давления, уменьшающиеся в направлении снаружи вовнутрь. Твердость конструктивного элемента подшипника качения (2, 3, 4) составляет от 870 до 1000 HV 0,3 на глубине 0,04 мм, причем твердость на глубине 0,3 мм меньше, чем твердость на глубине 0,04 мм, максимально на 250 HV 0,3. На глубине 0,3 мм твердость, указанная в HV 0,3, составляет более 75% от твердости на глубине 0,04 мм. Абсолютная величина собственных напряжений давления на поверхности составляет по меньшей мере 500 МПа и максимально 1000 МПа. Величина собственных напряжений давления на глубине 0,05 мм составляет предпочтительно менее 60% от величины собственных напряжений давления на поверхности. Технический результат: создание модернизированного конструктивного элемента подшипника качения, обладающего высокой устойчивостью к повреждениям. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх