Способ изготовления подшипников скольжения с бинарной поверхностью

Способ изготовления подшипников скольжения с бинарной поверхностью

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в опорных узлах скольжения.

Известен подшипник скольжения, содержащий втулку, на рабочей поверхности которой вынесены наклонные к ее образующей пазы и размещенные в ней твердосмазывающие вкладыши, и способ его получения (см. Патент Англии №1.405.118, кл. F2A, 1975) - аналог.

Недостатком этого способа является наличие на рабочей поверхности получаемой втулки «мертвых зон», т.е. зоны сухого трения, что приводит к быстрому износу и схватыванию металлов.

Ближайшим прототипом заявленного изобретения является подшипник скольжения, содержащий втулку с вкладышем из полимерного материала - маслянит К-37, ТУ-88, БССР 22-79, и способ его получения (Патент РФ - R4 2025589(13) С1).

Недостатком такого способа является сложность монтажа вкладыша, сложная и недостаточно надежная система его закрепления, а также применение недостаточно эффективного твердосмазывающего материала.

Целью заявляемого изобретения является способ изготовления подшипников скольжения с бинарной поверхностью, обеспечивающий получение втулок со вкладышами с использованием механизированных процессов и повышающих эксплуатационные характеристики подшипника.

Поставленная цель достигается тем, что вкладыши изготавливают методом впрыска в пазы или отверстия втулок, установленных в пресс-форму для литьевого прессования на плиты пресса или реактопластавтомата, антифрикционного пресс-материала, полученного путем вальцевания эпоксидного предполимера на основе продукта взаимодействия смеси эпоксидированного новолака (А) и эпоксидной диановой смолы с м.м. от 360 до 540 (Б) с 3,3'дихлор-4,4'диаминодифенилметаном (В) при 60-130°С в течение 30-120 мин в соотношении А:Б:В от 85:10:5 до 5:80:15 с последующей модификацией предполимера на вальцах фторкаучуками в соотношении от 90:10 до 60:40 в течение 5:30 мин при 60-90°С и дальнейшим введением отвердителя - ароматического амина, наполнителя - смеси порошка фторированного олефина с рубленым волокном и антиадгезива и обработкой на вальцах дополнительно в течение 5-15 мин при 40-80°С, при этом состав содержит, мас.ч.:

Предполимер, модифицированный фторкаучуком	100,00
Отвердитель	15,00-50,00
Порошок фторированного олефина	5,00-50,00
Рубленое волокно	10,00-100,00
Антиадгезив	2,00-6,00

Пример 1

Получение предполимера

В реактор, снабженный мешалкой, обогревом и охлаждением, загружают 45 мас.ч. эпоксидированного новолака - эпоксидной смолы марки ЭН-6 с содержанием 20% эпоксидных групп (ТУ 6-05-1585-89) (А), 45 мас.ч. эпоксидной диановой смолы ЭД-20 с содержанием 20% эпоксидных групп и м.м. 400 (ГОСТ 10587-84) (Б) и 10 мас.ч. 3,3'дихлор-4,4'диаминодифенилметана (ТУ 6-14-980-84) (В). Соотношение А:Б:В=45:45:10.

Температуру в реакторе поднимают до 95°С и смесь выдерживают при постоянном перемешивании в течение 75 мин. При этом происходит уменьшение содержания эпоксидных групп с 20 до 12% и образуется твердый прозрачный предполимер с м.м. 900, который выливается в противень, охлаждается до +20°С и дробится.

Получение пресс-материала

На вальцы, разогретые до 75°С, загружают фторкаучук марки ФКС-26 в количестве 25 мас.ч. и после его равномерного распределения на вальцах добавляют 75 мас.ч. дробленого предполимера. Смесь обрабатывают при 75°С в течение 18 минут с постоянным подрезанием вальцуемой массы. Далее температуру вальцов снижают до 60°С и вводят отвердитель - 4,4'диаминодифенилметан в количестве 38 мас.ч., порошок фторированного олефина - политетрафторэтилен (фторпласт-4) в количестве 28 мас.ч., рубленое стекловолокно с диаметром элементарных волокон 13 мкм в количестве 55 мас.ч. и антиадгезив - стеарат кальция - 4 мас.ч. Полученную смесь дополнительно вальцуют при 60°С в течение 10 минут. Срезанную с вальцов массу охлаждают, дробят и упаковывают.

Примеры 2-8 осуществляют анологично примеру 1 с изменением компонентов и параметров в соответствии с табл.1. Свойства пресс-материалов и пресс-изделий по примерам 1-8 приведены в табл.2.

Изготовление втулок с вкладышами

Втулки заданного размера (см. чертеж) с заранее выфрезированными пазами или высверленными отверстиями устанавливают в количестве 6 шт. в пресс-форму для литьевого прессования, смонтированную на нижней обогреваемой плите гидравлического пресса. На пресс-форму устанавливают литьевой цилиндр, в который загружают навеску антифрикционного пресс-материала, полученного по примеру 1. С помощью пуансона в цилиндре создается давление в 100 атмосфер, и при температуре 140°С расплав пресс-материала заполняет пазы или отверстия втулок. В примерах 2-8 стандартные образцы для оценки свойств антифрикционного пресс-материала изготавливаются аналогичным методом.

На чертеже показаны втулка с бинарной поверхностью, варианты формы и расположения пазов и отверстий на бинарной втулке: 1 - основа втулки, 2 - вставки из антифрикционного материала.

Изготовление втулок с вкладышами по примерам 2-8 приведены в табл.3.

Таблица 1Условия выполнения заявляемого способа по примерам 2-8
Наименование показателей	Величина показания по примерам
2	3	4	5	6	7	8
Соотношение компонентов А:Б:В	85:10:5	5:80:15	45:45:10	45:45:10	45:45:10	45:45:10	45:45:10
Марка эпоксидированного новолака, входящего в предполимер (А)	Смола ЭН-6 (ТУ 6-05-1585-72)	Смола УП-643	Смола DEN-4038 (фирма DAU Chemical)	ЭН-6	ЭН-6	ЭН-6	ЭН-6
Марка эпоксидной диановой смолы, входящей в предполимер и м.м. (Б)	ЭД-20 м.м. 400	ЭД-22 м.м. 360	ЭД-16 м.м. 540	ЭД-20 м.м. 400	ЭД-20 м.м. 400	ЭД-20 м.м. 400	ЭД-20 м.м. 400
Марка фторкаучука	СКФ-26	СКФ-32	СКФ-26	СКФ-32	Вайнон А (США)	СКФ-26	СКФ-26
Соотношение предполимер:фторкаучук	75:25	75:25	75:25	75:25	75:25	60:40	90:10
Вид и количество отвердителя, мас.ч.	4,4'Диаминодифенилметан	Парааминобензиланилин, 50	Метафенилен диамин,15	Ароматический полиамин,50
38	38	38
Вид и количество фторированного олефина, мас.ч.	Фторопласт-4	Фторопласт-4Д
28	28	28	5	10	20	28
Вид и количество рубленого волокна	Стекловолокно	Волокно полиамидное СВМ	Волокно «оксалон»
50	50	50	100	10	50	50
Вид и количество антиадгезива	Стеарат кальция	Стеарат цинка, 2	Стеарат кадмия, 6	Церезин, 4	Церезин, 4
4	4	4

Таблица 2Свойства антифрикционных пресс-материалов по примерам 1-8 в сравнении с известными техническими решениями
Наименование показателя	Величина показателя
	1	2	3	4	5	6	7	8	Аналог	Прототип	Патент RU 2(8)128 С1
Текучесть по спирали, см	1200	1300	1100	1000	1100	1200	1200	1300	500	300	Не течет
Режим прессования вкладышей, температура °С, время выдержки	140,1 мин/мм толщина изделия	130,2 мин/мм	160, 0,5 мин/мм	150, 0,8 мин/мм	140,1 мин/мм	>1 час
Стабильность пресс-материала	Не менее 12 мес	1 мес
Предел прочности при статическом изгибе, МПа	300	320	350	310	300	310	320	310	220	80
Удельная ударная вязкость, кДж/Н	85	100	95	90	103	88	106	92	26	20	12
Теплостойкость по Мартенсу, °С	190	185	195	190	190	200	195	190	150-160	120	120
Коэффициент трения (υ=0,15 м/с; Р=4,0 МПа)	0,12	0,11	0,12	0,11	0,15	0,14	0,14	0,13	-	-	-
Интенсивность изнашивания, I·10-9 (υ=0,15 м/с; Р=4,0 МПа)	5,4	5,3	5,4	5,4	5,7	5,6	5,6	5,4	-	-	-

Таблица 3Условия изготовления втулок с вкладышами по примерам 2-8
Наименование показателя	Величина показания по примерам
2	3	4	5	6	7	8
Состав пресс-материала	пример 2, табл.1	пример 3, табл.1	пример 4, табл.1	пример 5, табл.1	пример 6, табл.1	пример 7, табл.1	пример 8, табл.1
Вид вкладыша
Параметры литьевого прессования, Т°С/мин×мм толщины	130/2	150/0,5	140/1	140/1	140/1	140/1	140/1

Способ изготовления подшипников скольжения с бинарной поверхностью, содержащих втулку, на рабочей поверхности которой выполнены пазы или отверстия с размещенными в них твердосмазывающими вкладышами, отличающийся тем, что вкладыши изготавливают методом впрыска в пазы или отверстия втулок, установленных в прессформу для литьевого прессования, смонтированную на плиту пресса или реактопластавтомата, антифрикционного пресс-материала, полученного путем вальцевания эпоксидного предполимера на основе продукта взаимодействия смеси эпоксидированного новолака (А) и эпоксидной диановой смолы с м.м. от 360 до 540 (Б), с 3,3'дихлор-4,4'диаминодифенилметаном (В) при 60-130°С в течение 30-120 мин в соотношении А:Б:В от 85:10:5 до 5:80:15 с последующей модификацией предполимера на вальцах фторкаучуками в соотношении от 90:10 до 60:40 в течение 5-30 мин при 60-90°С и дальнейшим введением отвердителя - ароматического амина, наполнителя - смеси порошка фторированного олефина с рубленым волокном и антиадгезива и обработкой на вальцах дополнительно в течение 5-15 мин при 40-80°С, при этом состав содержит, мас.ч.:

предполимер, модифицированный фторкаучуком	100,00
отвердитель	15,00-50,00
порошок фторированного олефина	5,00-50,00
рубленое волокно	10,00-100,00
антиадгезив	2,00-6,00