BE384409A - - Google Patents

Description

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  Nattera composée d'un alliage de cuivre servant à la fabrica- tion des coussinets des fusées d'essieux dans les paliers pour véhicules sur rails. 



   La théorie   hydrodynamique   applicable aux organes des machines graissés et qui s'appuie sur les travaux de Petroff,   Reynola,   Sommerfeld et Guembel établit comme condi- tion pour avoir le frottement liquide parfait de ménager un jeu détermine entre la surface périphérique de l'essieu et la surface de glissement du coussinet, en fonction du diamètre de cet essieu et de   l'évidement   des coussinets, de la longueur du palier, de la charge spécifique que supporte le palier, de la vitesse angulaire de l'essieu et de la viscosité du lubri- fiant.

   Si ce jeu est maintenu, il se forme sous l'influence de l'excentricité de la position de l'arbre une couche de graissage d'une épaisseur minimum qui permet tout juste encore 

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 le frottement liquide, donc' la fondation sans obstacle d'une pellicule de lubrifiant cohérente. 



     L'invention   a pour principe le fait reconnu que l'on réalise des conditions particulières en employant, selon des propositions connues, comme garniture pour les coussinets en contact direct avec les fusées d'essieux dans les paliers des véhicules sur rails un alliage de cuivre. Ces paliers en fait présentent la particularité qu'ils doivent démarrer di- rectement sous charge sans qu'on puisse parvenir à établir les conditions qui permettent de produire immédiatement le frotte- ment liquide parfait. 



   Il se forme en effet, par suite du petit nombre de tours de la fusée d'essieu au démarrage, en même temps que de la. charge qui agit dès le début, une couche de lubrifica- tion d'épaisseur minimum qui est inférieure à l'ordre de   gran-   deur que présentent les inégalités de la fusée d'essieu et de la surface des coussinets dans le cas de l'usinage habituel. 



  Le calcul a montré en particulier que l'épaisseur minima de la couche d'huile pour les vitesses de démarrage jusqu'à en- viron 6 Km à l'heure était comme ordre de grandeur inférieure à   0,003   millimètres, tandis que la hauteur des inégalités pour des tourillons non trempés et polis atteint encore 0,005 millimètres, pour des évidements tournés et rodés avec une lime d'émeri 0,01-0,02 millimètres, pour des évidements alésés à la meule d'émeri 0,004-0,005 millimètres et pour des pièces trempées et polies   0,003-0,004   millimètres. Au contraire avec des garnitures en métal blanc les inégalités peuvent être   réduites à   0,003 millimètres par l'action de la rotation de l'essieu semblable à celle d'un cylindre de lissage.

   Pour les paliers fixes le démarrage se différencie des conditions considérées dans le cas présent d'une manière fondamentale en ce qu'il ne se produit pas en charge. Comme le palier n'est 

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 pas chargé il s'établit dès le commencement du premier démar- rage une épaisseur minimum de la couche de lubrifiant qui est plus grande que les inégalités atteintes pendant le travail, de telle sorte que le premier temps du fonctionnement sert simplement à aplanir les inégalités sous le. valeur de l'épais- seur minimum de la couche d'huile qui se produit avec la charge du palier.

   Cet aplanissement ne présente aucune diffi- culté car les matières de garniture ordinairement employées, bronze rouge et laiton, ont une dureté moindre que les essieux en acier ou les tourillons en acier et le lissage se produit même sous l'action favorable de la pellicule de liquide déjà existante. Comme on l'a préalablement   dit,   au démarrage l'état des paliers d'essieux pendant le premier temps de leur fonctionnement ne remplit pas les conditions nécessaires à la formation du frottement liquide. 



     A   ce sujet, l'invention établit le principe que la matière de garniture du coussinet lui-même doitêtre sou- mise à une action telle que les conditions pour que le frotte- ment liquide puisse se produire soient remplies immédiatement après l'entrée en fonctionnement du palier. La dureté des alliages de cuivre par rapport à celle du métal blanc et allia- ges similaires est la cause que le nivellement des inégalités, produites par l'exactitude de l'usinage, est impossible à obtenir seulement par la pression du palier. Selon l'invention on ajoute donc à l'alliage de cuivre des matières qui diminuent la résistance de cet alliage à l'usure.

   Il se produit ainsi un lissage de la surface des coussinets avant que ne se mani- festent une élévation de température du palier et par consé- quent les phénomènes de vieillissement, oxydations, décomposi- tions et diminution de la viscosité du lubrifiant. Mais si les inégalités nivellées par le lissage sont inférieures à l'épais- seur minima de la. couche d'huile formée dans les paliers 

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 d'essieux, toutes les conditions pour la production d'une pellicule de lubrifiant continue sont remplies, car le jeu exact peut être sans difficulté   règle   dès le début.

   Cette pellicule empêche une usure ultérieure de la garniture du coussinet, parce que le frottement liquide occasionné par latite pellicule d'huile supprime presque complètement le phénomène d'usure en isolant les deux métaux qui frottent l'un contre l'autre. 



   L'invention n'est pas limitée à cela. Elle com- porte également le principe que les additions doivent être déterminées de telle manière que la diffusion de surfaite soit diminuée et qu'un soudage à froid entre les surfaces des coussinets et des fusées d'essieux ne se produise plus, de telle sorte que même pendant le   tems   très court du lis- sage de la. surface des coussinets le danger de l'enlèvement des matières par frottement et du grippage des métaux soit   écarté.   



   'Enfin les additions peuvent également provoquer un lissage des surfaces. 



   Comme additions présentant ces propriétés on peut employer par exemple des métaux tels que l'aluminium ou le plomb, ou des matières non métalliques telles que le soufre. A l'alliage de cuivre qui sert d'alliage de base on peut mélanger les additions ensemble ou aussi en groupes. par exemple de   l'aluminium   et du plomb. 



   Conformément à l'invention il se produit néan- moins avec de telles additions une tendance à se décomposer de l'alliage de base. On peut compenser cette tendance à se décomposer, selon l'invention, en augmentant le pouvoir de dissolution de cet alliage de base pour la matière d'addi- tion, telle que le plomb ou matière similaire, par des addi- tions appropriées, par exemple de manganèse, nickel, magné- sium, bismuth, etc... 

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   L'alliage de baée lui-même peut être un alliage cuivre-étain ou cuivre-zinc. 



   Selon l'invention on peut obtenir un alliage par-   ticulièrement   avantageux en le composant de 
4 - 40% en poids de plomb 
0,2 -   1,5 %   " "   manganèse   
2 - 12% " " étain et le reste de cuivre. 



   Un exemple d'un tel alliage pourrait consister en environ 30 % en poids de plomb, 3 % en poids d'étain, 5 % en poids de nickel et le restede cuivre. 



   Il est également compris dans la nature de l'in- vention qu'en agissant sur les phases de solidification on parvient à une parfaite répartition des matières d'addition dans l'alliage de base, de telle sorte qu'il se forme un mé- tal de coussinet de la texture ordinaire. 



   Comme la dureté des alliages de cuivre est abaissée par les additions employées selon l'invention, on peut, con- formément à un développement de l'idée de l'invention, aug- menter la résistance en y introduisant ou en les entourant avec des métaux de plus grande résistance, par exemple en les entourant d'une enveloppe d'acier coulé. 



   -   REVENDICATIONS -   
1- matière composée d'un alliage de cuivre servant à la fabrication des coussinets directement en contact de la fusée d'essieu dans les paliers pour véhicules sur rails, caractérisée par des additions qui abaissent la résistance à l'usure de l'alliage de base.

Claims (1)

1. 2- Matière suivant la revendication 1, caractérisée par des additions à l'alliage de base qui abaissent la diffu- sion des surfaces et empêchent le soudage à froid entre la <Desc/Clms Page number 6> fusée d'essieu et le coussinet.

   3- Matière suivant les revendications 1 et 2, ca- ractérisée par des additions augmentant le lissage des sur- faces.

   4- Matière suivant les revendications 1 à 3, carac- térisée par des additions de métaux tels que l'aluminium, le plomb ou des métaux semblables, ou bien de matières non mé- talliques comme le soufre ou matières similaires.

   5- Matière suivant les revendications 1 à 4, carac- térisée par l'addition de plomb, aluminium et soufre ensemble, soit par groupes par exemple du plomb et de l'aluminium, à l'alliage de base.

   6- Matière suivant les revendications 1 à 5, carac- térisée par des additions de matières telles que du manganèse, du nickel, du magnésium, du bismuth, etc.. qui augmentent le pouvoir de dissolution de l'alliage de base pour les additions mentionnées dans la revendication 4.

   7- Matière suivant les revendications 1 à 6, carac- térisée par un alliage de base de cuivre et d'étain.

   8- matière suivant les revendications 1 à 6, carac- térisée par un alliage de base de cuivre et de zinc.

   9- .Matière suivant les revendications 4,6 et 7, caractérisée en cequ'elle estcomposée de 4-40% en po ids de plomb, 0,2-1,5% en poids de manganèse, 2-12 % en poids d'étain et le reste du cuivre.

   10- Matière suivant les revendications 1 à 9, ca- ractérisée pr le fait qu'un agit sur les phases de solidi- fication pour atteindre une parfaite répartition des addi- tions dans l'alliage de base.

   11- Matière suivant les revendications 1 à 10, caractérisé par l'accroissement de la résistance en introdui- sant dans l'alliage ou en entourant ledit alliage avec des <Desc/Clms Page number 7> métaux de plus forte résistance, par exemple en l'entourant d'une garniture d'acier coulé.

   12- Les coussinets de fusées d'essieux employés dans les paliers des véhicules sur rails, fabriqués avec une matière composée comme spécifié dans les revendications 1 à 11.