Способ изготовления колодок подпятника и подшипника скольжения

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способу изготовления колодок подпятника и подшипника скольжения. Согласно предлагаемому способу к основанию колодки приклеивают антифрикционный элемент, содержащий пластину фторопласта. Предварительно методом газотермического напыления на пластину наносят слой порошка, который обеспечивает адгезию антифрикционного элемента к основанию колодки. На соединяемые детали наносят клей, либо используют пленочный клей, затем прижимают их друг к другу и выдерживают под давлением до отверждения клея. Пластины выполняют из различных износо- и радиационно стойких модификаций фторопласта. Предложенные клеи обеспечивают стократный запас прочности по отношению к действующим силам. Технический результат: создание колодок, способных работать при более высоких удельных нагрузках и температурах, что приводит к уменьшению потерь трения и уменьшению размера подшипникового узла; повышение износостойкости и радиационной стойкости колодки, последнее позволяет использовать колодки в машинах на АЭС. 7 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способу изготовления колодок подпятника и подшипника скольжения.

Известен способ изготовления колодки, согласно которому к металлическому основанию колодки приклеивают антифрикционный элемент, содержащий пластину фторопласта.

Фторопласт обладает уникальными антифрикционными свойствами, однако непосредственное приклеивание пластины из фторопласта к основанию колодки невозможно, ибо, из-за особых свойств его молекул поверхность пластины лишена способности к адгезии.

Поэтому в известном способе антифрикционный элемент выполнен двухслойным в виде фольгированного фторопласта, применяемого в радиоэлектронике, у которого медная фольга скреплена с фторопластом в процессе его изготовления, а склеивание осуществляется между фольгой и основанием колодки (патент RU 2395731 C1)

Слабым местом колодки, изготовленной таким способом, является недостаточная прочность сцепления фторопласта с фольгой. Этот недостаток в значительной мере проявляется при использовании модифицированных марок фторопласта, которые обладают высокими антифрикционными свойствами, но не могут быть применены в тяжелонагруженных подшипниках.

По предлагаемому способу к металлическому основанию колодки приклеивают антифрикционный элемент, содержащий пластину фторопласта, на одну из сторон которой методом газотермического напыления наносят порошок слоем достаточным, чтобы укрыть поверхность фторопласта. На эту поверхность и поверхность основания колодки, либо на одну из них наносят клей.

Антифрикционный элемент прижимают к основанию колодки и выдерживают под давлением до отверждения клея.

Предлагается для пластины антифрикционного элемента использовать модифицированные фторопласты, например те, которые содержат 15% сечки стекловолокна, 20% кокса, 15% углеволокна др. Они обладают в сотни раз большей износостойкостью по сравнению с чистым фторопластом.

При этом особого внимания заслуживает применение антифрикционного элемента с пластиной фторопласта подвергнутой радиационно-термической обработке, чем достигается увеличение износостойкость в (1-4) 10⁴ раза, уменьшение коэффициента трения на 50%, уменьшение скорости ползучести в 30-50 раз, рабочая температура выше в 2 и более раз, радиационная стойкость выше в 102 и более раз.

Предлагается для создания антифрикционного элемента использовать метод газотермического напыления, который применяют для упрочнения и наращивания изношенных поверхностей металлических деталей. В первую очередь использовать такие его разновидности, как высокоскоростное (сверхзвуковое) газопламенное напыление и детонационное напыление, при котором реализуется энергия взрыва.

Для напыления применяют карбиды и различные металлы.

Эти методы и эти же материалы предлагаются использовать для напыления на фторопласт.

Порошок наносят слоем, толщина которого достаточна для того, чтобы укрыть поверхность фторопласта и, тем самым, создать слой способный к адгезии. Благодаря высокой кинетической энергии разогретые частицы порошка внедряются в поверхность фторопласта.

Для склеивания предлагается клей на основе модифицированных фенолоформальдегидных смол, в том числе пленочные клеи на стеклоткани.

Прочность таких клеев на сдвиг 200-250 кГс/см². Она обеспечивает 100 кратный запас прочности по отношению к сдвигающему усилию на поверхности трения колодки. Эта величина приведена для значения коэффициента трения между фторопластом и сталью без учета смазки равного 0,03-0,05. Так как колодки купаются в масле, то запас прочности клеевого соединения будет еще на два порядка больше.

Предлагаемые клеи вибростойки. Их наилучшим образом характеризуют такие примеры работы в тяжелых условиях, как: цельноклееные лопасти вертолетов, клеевые соединения в аэробусе ИЛ 96 общей площадью 3000 м², в истребителях, ракетах, спутниках, космолете "Буран" и др.

Эти "мощные" клеи предложены, в основном, для преодоления психологического барьера на пути использования столь нового технического решения.

Предлагается перед наложением антифрикционного элемента на основание колодки его слегка изогнуть по цилиндрической поверхности таким образом, чтобы его соприкосновение происходило в средней части колодки, а в процессе прижатия плитой площадь контакта расширялась до момента полного смыкания поверхностей.

Расходящиеся в обе стороны волны излишне нанесенного клея вытесняют воздух и, тем самым, предотвращают его захват, что обеспечивает высокое качество склеивания по всей площади соприкосновения деталей без каких-либо пропусков.

Предлагается антифрикционный элемент прижимать через эластичную прокладку, например, из пористой резины. Это обеспечит в процессе прижатия равномерное распределение давления по всей поверхности склеивания, в случае неравномерной толщины пластины фторопласта.

При использовании данного предложения достигается следующий технический результат

Колодки проектируются на более высокие удельные нагрузки, что, в сочетании с более высокими рабочими температурами, приводит к уменьшению потерь трения в подшипнике. Увеличивается износостойкость и радиационная стойкость колодки, повышается надежность их работы.

Подшипниковый узел машины, включающий маслованну с охладителями уменьшенных размеров, становится более компактным.

Такие колодки могут быть использованы в машинах работающих на АЭС.

1. Способ изготовления колодок подпятника и подшипника скольжения, согласно которому к металлическому основанию колодки приклеивают антифрикционный элемент, содержащий пластину фторопласта, отличающейся тем, что на одну из поверхностей пластины, методом газотермического напыления, наносят порошок слоем достаточным; чтобы укрыть поверхность фторопласта, на эту поверхность и поверхность основания колодки, либо на одну из них, наносят клей, либо используют пленочный клей, антифрикционный элемент прижимают к основанию колодки, выдерживают под давлением до отверждения клея.

2. Способ изготовления колодок подпятника и подшипника скольжения по п.1, отличающийся тем, что пластины выполняют из фторопласта, который модифицирован компонентами, повышающими его твердость и износостойкость и уменьшающими его хладотекучесть, например, сечкой из стекловолокна, коксом, углеволокном и др.

3. Способ изготовления колодок подпятника и подшипника скольжения по п.1, отличающийся тем, что пластины выполняют из фторопласта, который модифицирован путем радиационно-термической обработки, приводящей к увеличению его стойкости к износу и радиационному излучению.

4. Способ изготовления колодок подпятника и подшипника скольжения по п.1, отличающийся тем, что применяют высокоскоростной газопламенный метод напыления порошка.

5. Способ изготовления колодок подпятника и подшипника скольжения по п.1, отличающийся тем, что применяют детонационный метод напыления порошка.

6. Способ изготовления колодок подпятника и подшипника скольжения по п.1, отличающийся тем, что используют клей на основе модифицированных фенолоформальдегидных смол.

7. Способ изготовления колодок подпятника и подшипника скольжении по п.1. отличающийся тем, что используют пленочный клей.

8. Способ изготовления колодок подпятника и подшипника скольжения по п.1, отличающийся тем, что антифрикционный элемент изгибают приблизительно по цилиндрической поверхности таким образом, чтобы при наложении на колодку его соприкосновение начиналось в средней ее части, а в процессе прижатия площадь контакта расширялась вплоть до полного смыкания поверхностей.

9. Способ изготовления колодок подпятника и подшипника скольжения по п.1, отличающийся тем, что прижатие антифрикционного элемента осуществляют через эластичную прокладку.

1. Способ изготовления колодок подпятника и подшипника скольжения, согласно которому к металлическому основанию колодки приклеивают антифрикционный элемент, содержащий пластину фторопласта, отличающийся тем, что на одну из поверхностей пластины, методом газотермического напыления, наносят порошок слоем, достаточным, чтобы укрыть поверхность фторопласта на эту поверхность и поверхность основания колодки, либо на одну из них наносят клей, либо используют пленочный клей, антифрикционный элемент прижимают к основанию колодки, выдерживают под давлением до отверждения клея.

2. Способ изготовления колодок подпятника и подшипника скольжения по п.1, отличающийся тем, что пластины выполняют из фторопласта, который модифицирован компонентами, повышающими его твердость и износостойкость и уменьшающими его хладотекучесть, например, сечкой из стекловолокна, коксом, углеволокном.

3. Способ изготовления колодок подпятника и подшипника скольжения по п.1, отличающийся тем, что пластины выполняют из фторопласта, который модифицирован путем радиационно-термической обработки, приводящей к увеличению его стойкости к износу и радиационному излучению.

4. Способ изготовления колодок подпятника и подшипника скольжения по п.1, отличающийся тем, что применяют высокоскоростной газопламенный метод напыления порошка.

5. Способ изготовления колодок подпятника и подшипника скольжения по п.1, отличающийся тем, что применяют детонационный метод напыления порошка.

6. Способ изготовления колодок подпятника и подшипника скольжения по п.1, отличающийся тем, что используют клей на основе модифицированных фенолоформальдегидных смол.

7. Способ изготовления колодок подпятника и подшипника скольжения по п.1, отличающийся тем, что антифрикционный элемент изгибают приблизительно по цилиндрической поверхности таким образом, чтобы при наложении на колодку его соприкосновение начиналось в средней ее части, а в процессе прижатия площадь контакта расширялась вплоть до полного смыкания поверхностей.

8. Способ изготовления колодок подпятника и подшипника скольжения по п.1, отличающийся тем, что прижатие антифрикционного элемента осуществляют через эластичную прокладку.