Способ изготовления подшипника скольжения

 

Изобретение относится к технологии формования полимерных изделий центробежным способом и может быть использовано для изготовления подшипников скольжения. В способе изготовления подшипника скольжения в металлическую втулку загружают полимерную композицию в виде связующего и наполнителей. Осуществляют формование антифрикционного покрытия при вращении металлической втулки. Наполнители загружают в требуемой последовательности в периоды вращения металлической втулки, обеспечивая расслоение наполнителей слоями по толщине антифрикционного покрытия. При этом используют различные скорости вращения металлической втулки и режимы отверждения полимерной композиции. Первый наполнитель из армирующего материала загружают при повышенной скорости вращения металлической втулки. Остальные антифрикционные наполнители загружают в чистый слой связующего после ликвации армирующего материала при пониженных скоростях вращения металлической втулки. Изобретение позволяет повысить антифрикционные свойства и долговечность подшипника скольжения. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к технологии формования полимерных изделий центробежным способом и может быть использовано для изготовления подшипников скольжения.

Известен способ изготовления подшипника скольжения из полимерной композиции путем центробежного формования 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 прочность сцепления антифрикционного слоя с поверхностью металлической втулки невысока, поэтому снижается надежность работы подшипника.

Известен способ изготовления подшипника скольжения, при котором загружают полимерную композицию в виде связующего и наполнителя в металлическую втулку и осуществляют формование антифрикционного слоя вращением металлической втулки в течение заданных периодов с различными скоростями (патент РФ 2072917, кл. В 29 С 41/04, 10.02.1997).

Недостатком известного способа является неравномерность распределения наполнителя на поверхности трения подшипника скольжения, которая зависит от качества перемешивания наполнителя и связующего перед загрузкой полимерной композиции в металлическую втулку. Это снижает антифрикционные свойства и долговечность подшипника скольжения.

Ближайшим аналогом является способ изготовления трубчатого изделия, в котором наполнители загружают в требуемой последовательности в периоды вращения металлической втулки, обеспечивая расслоение наполнителей слоями по толщине изготавливаемого изделия, при этом используют различные скорости вращения металлической втулки и режимы отверждения полимерной композиции (патент США 5202076, кл. В 26 С 41/04,1993).

Недостатком способа является низкое качество первого и последнего слоя с точки зрения прочности сцепления к металлической втулке и антифрикционных свойств внутренней поверхности изделия, в результате чего его нельзя использовать в качестве подшипника скольжения из-за усталостного разрушения и износа.

Технической задачей изобретения является повышение долговечности подшипника.

Решение указанной задачи достигается тем, что согласно способу изготовления подшипника скольжения в металлическую втулку загружают полимерную композицию в виде связующего и наполнителей и осуществляют формирование антифрикционного покрытия при вращении металлической втулки, при этом наполнители загружают в требуемой последовательности в периоды вращения металлической втулки, обеспечивающие расслоение наполнителей слоями по толщине антифрикционного покрытия, при этом используют различные скорости вращения металлической втулки и режимы отверждения полимерной композиции, согласно изобретению первый наполнитель из армирующего материала загружают при повышенной скорости, а остальные антифрикционные наполнители загружают в чистый слой связующего после ликвации армирующего материала - при пониженных скоростях вращения металлической втулки. Кроме того, в качестве армирующего материала используют рубленые волокна, а в качестве антифрикционных наполнителей - порошки, которые отличаются удельными весами.

Загрузка первого наполнителя из армирующего материала и формирование его при повышенной скорости обеспечивают прочную матрицу для остальных антифрикционных наполнителей в рабочем слое подшипника, которые загружают при пониженных скоростях вращения металлической втулки. Использование в качестве армирующего материала рубленого волокна, а в качестве антифрикционных наполнителей порошков, различных по удельным весам, увеличивает прочность и износостойкость подшипника скольжения и увеличивает его долговечность.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 приведена схема центробежного формирования подшипника скольжения.

На фиг. 2 - узел I на фиг.1 - вид антифрикционного слоя перед началом отделения наполнителя от связующего.

На фиг.3 - то же, после отделения армирующего наполнителя от связующего.

На фиг. 4 - то же, после введения и разделения антифрикционных наполнителей.

Пример реализации способа изготовления подшипника скольжения.

В подготовленную металлическую втулку 1, вставленную в посадочную поверхность торцевой крышки 2, заливают предварительно смешанную с отвердителем композицию (например, смолу ЭД-20 и отвердитель полиэтиленполиамин) и закрывают второй торцевой крышкой 3. Собранное изделие устанавливают в центробежную установку. Затем приводят во вращение металлическую втулку 1. При плавном увеличении скорости вращения происходит распределение полимерной композиции по внутренней поверхности металлической втулки 1, удаление пор и пузырьков воздуха из слоя композиции. Затем загружают первый наполнитель из армирующего материала, в качестве которого используют рубленое стекловолокно или рубленые хлопчатобумажные нити (загрузку наполнителей осуществляют при кратковременной остановке вращения металлической втулки через окно в торцевой крышке 3 известным способом), и устанавливают скорость вращения металлической втулки 1, при которой происходит отделение наполнителя от связующего за счет процесса ликвации - расслоения компонентов смеси в зависимости от их удельного веса под действием центробежных сил (скорость вращения для разных композиций и габаритов металлической втулки 1 определяют опытным путем). При этом образуется слой армирующего наполнителя 4 с достаточной пропиткой связующим и слой чистого связующего 5. При вращении металлической втулки 1 устанавливают режим (температуру и время полимеризации связующего), при котором композиция загустевает, но не теряет способности пропитываться антифрикционными наполнителями, в качестве которых используют порошки графита и фторопласта. Эти порошки вводят в слой из чистого связующего за один раз (одной частью, при кратковременной остановке вращения металлической втулки 1) с последующим формированием путем ликвации слоя с графитом 6 и слоя с фторопластом 7.

В процессе эксплуатации подшипника скольжения слой фторопласта 7 обеспечивает низкую силу трения, слой графита 6 повышает износостойкость и улучшает отвод тепла с поверхности трения, слой армирующего наполнителя 4 увеличивает прочность антифрикционного слоя за счет демпфирующей способности.

Качество подшипника скольжения оценивают по шлифу на торце с использованием оптических приборов и эксплуатационных испытаний контрольных образцов.

Необходимую толщину получаемых слоев наполнителей устанавливают путем изменения его количества (соотношения со связующим) перед приготовлением смеси и контролируют на опытных образцах.

В отличие от аналогов данный способ изготовления подшипника скольжения позволяет повысить качество изделий за счет создания армирующего слоя, равномерного распределения и увеличения плотности наполнителя в зоне трения, что повышает надежность и долговечность узла трения.

Формула изобретения

1. Способ изготовления подшипника скольжения, при котором в металлическую втулку загружают полимерную композицию в виде связующего и наполнителей и осуществляют формование антифрикционного покрытия при вращении металлической втулки, при этом наполнители загружают в требуемой последовательности в периоды вращения металлической втулки, обеспечивая расслоение наполнителей слоями по толщине антифрикционного покрытия, при этом используют различные скорости вращения металлической втулки и режимы отверждения полимерной композиции, отличающийся тем, что первый наполнитель из армирующего материала загружают при повышенной скорости, а остальные антифрикционные наполнители загружают в чистый слой связующего после ликвации армирующего материала - при пониженных скоростях вращения металлической втулки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве армирующего материала используют рубленные волокна, а в качестве антифрикционных наполнителей - порошки, которые отличаются удельными весами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4