ES2949861T3 - Organo guía de un elemento móvil en oscilación o rotación - Google Patents

Organo guía de un elemento móvil en oscilación o rotación Download PDF

Info

Publication number
ES2949861T3
ES2949861T3 ES20737515T ES20737515T ES2949861T3 ES 2949861 T3 ES2949861 T3 ES 2949861T3 ES 20737515 T ES20737515 T ES 20737515T ES 20737515 T ES20737515 T ES 20737515T ES 2949861 T3 ES2949861 T3 ES 2949861T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
reaming
cavities
grease
bearing surface
area
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES20737515T
Other languages
English (en)
Inventor
Fabrice Prost
Pierrick Pavallier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hydromecanique et Frottement SAS
Original Assignee
Hydromecanique et Frottement SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hydromecanique et Frottement SAS filed Critical Hydromecanique et Frottement SAS
Application granted granted Critical
Publication of ES2949861T3 publication Critical patent/ES2949861T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/20Sliding surface consisting mainly of plastics
    • F16C33/208Methods of manufacture, e.g. shaping, applying coatings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/12Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/12Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load
    • F16C17/24Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load with devices affected by abnormal or undesired positions, e.g. for preventing overheating, for safety
    • F16C17/246Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load with devices affected by abnormal or undesired positions, e.g. for preventing overheating, for safety related to wear, e.g. sensors for measuring wear
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/043Sliding surface consisting mainly of ceramics, cermets or hard carbon, e.g. diamond like carbon [DLC]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10Construction relative to lubrication
    • F16C33/102Construction relative to lubrication with grease as lubricant
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/14Special methods of manufacture; Running-in
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/20Sliding surface consisting mainly of plastics
    • F16C33/201Composition of the plastic
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16NLUBRICATING
    • F16N11/00Arrangements for supplying grease from a stationary reservoir or the equivalent in or on the machine or member to be lubricated; Grease cups
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2202/00Solid materials defined by their properties
    • F16C2202/02Mechanical properties
    • F16C2202/04Hardness
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2202/00Solid materials defined by their properties
    • F16C2202/02Mechanical properties
    • F16C2202/08Resilience, elasticity, super-elasticity
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2223/00Surface treatments; Hardening; Coating
    • F16C2223/10Hardening, e.g. carburizing, carbo-nitriding
    • F16C2223/12Hardening, e.g. carburizing, carbo-nitriding with carburizing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2223/00Surface treatments; Hardening; Coating
    • F16C2223/10Hardening, e.g. carburizing, carbo-nitriding
    • F16C2223/14Hardening, e.g. carburizing, carbo-nitriding with nitriding
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2223/00Surface treatments; Hardening; Coating
    • F16C2223/10Hardening, e.g. carburizing, carbo-nitriding
    • F16C2223/18Hardening, e.g. carburizing, carbo-nitriding with induction hardening
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2223/00Surface treatments; Hardening; Coating
    • F16C2223/30Coating surfaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2223/00Surface treatments; Hardening; Coating
    • F16C2223/30Coating surfaces
    • F16C2223/44Coating surfaces by casting molten material on the substrate
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2240/00Specified values or numerical ranges of parameters; Relations between them
    • F16C2240/40Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
    • F16C2240/44Hole or pocket sizes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2240/00Specified values or numerical ranges of parameters; Relations between them
    • F16C2240/40Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
    • F16C2240/60Thickness, e.g. thickness of coatings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Registering, Tensioning, Guiding Webs, And Rollers Therefor (AREA)
  • Road Signs Or Road Markings (AREA)
  • Burglar Alarm Systems (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

La presente invención se refiere a un órgano (1) para guiar un elemento móvil (2) en oscilación o rotación. El miembro (1) tiene un cuerpo (10), compuesto por un material metálico endurecido, provisto de un taladro (12) para el montaje de los elementos móviles (2), que comprende unas cavidades (20) que se distribuyen de forma discontinua en el taladro (12). y que son capaces de servir como reservas de grasa (30), y que comprende posibles medios (26) para suministrar grasa (30). En el orificio (12) hay definidas una superficie de contacto (14) fuera de las cavidades (20) y los medios de suministro (26), y una superficie de no contacto (16) en las cavidades (20) y los medios de suministro (26).). El orificio (12) comprende al menos una región (40) con: cavidades (20) que tienen una profundidad (P20) de entre 2 y 5 mm, y una cantidad de grasa (30) en las cavidades (20) por superficie de contacto (14) de entre 0,05 y 0,3 g/cm2 . La invención también se refiere a un sistema mecánico que comprende dicho miembro (1) y a un método para producir dicho miembro (1). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Órgano guía de un elemento móvil en oscilación o rotación
Campo técnico
La presente invención se refiere a un órgano guía de un elemento móvil en oscilación o rotación. La invención también se refiere a un sistema mecánico que comprende dicho órgano y a un procedimiento para fabricar dicho órgano. El campo de la invención es el de los órganos guía que aseguran una función de guía en oscilación o en rotación, en movimiento continuo o alternativo.
Técnica anterior
De manera convencional, tal órgano guía está constituido por un anillo, diseñado para el montaje con capacidad de articulación de un elemento tal como un eje o un árbol.
En la práctica, tales sistemas mecánicos están sujetos a solicitaciones significativas en funcionamiento: alta presión, corrosión, abrasión, choques. Para mejorar su vida útil, se proporciona engrase entre el anillo y el eje.
El anillo puede estar provisto de accesorios que actúan como una reserva de grasa, como se describe por ejemplo en los documentos WO2014091123 y WO2014091124 a nombre del Solicitante, o en el documento EP 2 375 091 correspondiente al preámbulo de la reivindicación 1.
Cuando el sistema mecánico está en funcionamiento, la grasa sale gradualmente de los accesorios para lubricar la interfaz de fricción entre el anillo y el eje. De este modo, los accesorios permiten realizar el engrase sólo durante el montaje, o bien con intervalos de tiempo de engrase muy largos.
Los anillos de bronce, los materiales compuestos y los polímeros presentan la ventaja de poder adaptarse a la geometría del eje cuando se someten a cargas importantes, y de este modo reducir las presiones normales. La disminución del factor PV (Presión x Velocidad) conduce a una disminución en el desgaste. En cambio, su baja dureza superficial conduce a una baja resistencia al desgaste abrasivo.
De este modo, para anillos sometidos a altas cargas y alta abrasión, es habitual utilizar aceros con altas propiedades mecánicas (límite elástico en tracción Re > 800 MPa) y durezas elevadas. Estos aceros se tratan térmicamente y presentan una estructura bainítica o martensítica. Sin embargo, debido a sus importantes propiedades mecánicas, estos anillos no pueden adaptarse a la flexión del eje, lo que conlleva factores PV localizados muy altos y, en consecuencia, el desgaste y después el gripado.
El solicitante tiene una gran experiencia en el campo de los órganos guía y busca continuamente mejorar los sistemas existentes.
Exposición de la invención
El objeto de la presente invención es proporcionar un órgano guía mejorado, que presente una excelente resistencia al desgaste y al gripado, y una larga vida útil en funcionamiento.
Para ello, el objeto de la invención es un órgano guía de un elemento móvil en oscilación o rotación, que comprende un cuerpo constituido por un material metálico con tratamiento de endurecimiento, equipado con un escariado para el montaje del elemento móvil, que comprende cavidades distribuidas discontinuamente en el escariado y capaces de actuar como reserva de grasa, y que comprende cualquier medio de suministro de grasa; estando definidas en el escariado una superficie portante fuera de las cavidades y los medios de suministro, y una superficie no portante en las cavidades y los medios de suministro; caracterizado por que el escariado comprende al menos un área con cavidades de entre 2 y 5 mm de profundidad, y una cantidad de grasa en las cavidades por superficie portante comprendida entre 0,05 y 0,3 g/cm2.
De este modo, la invención permite proponer un órgano guía resistente, eficiente y simple de implementar. Este órgano es especialmente adecuado para sistemas mecánicos que funcionan bajo cargas pesadas y están sometidos a choques en un entorno abrasivo, como articulaciones de equipamiento de la maquinaria de obras públicas, de minería, agrícola o industrial (por ejemplo, sector siderúrgico).
Según otras características ventajosas de la invención, tomadas aisladamente o en combinación:
- La cantidad de grasa por superficie portante está comprendida entre 0,05 y 0,2 g/cm2.
- La profundidad de las cavidades está comprendida entre 3 y 5 mm, preferentemente igual a 4 mm.
- El cuerpo tiene un espesor radial superior a 5 mm, preferentemente superior a 6 mm.
- El material metálico del cuerpo presenta un límite elástico Re comprendido entre 200 y 600 MPa.
- El material metálico del cuerpo es acero.
- Los medios de suministro de grasa comprenden al menos un orificio pasante entre la superficie externa y el escariado del cuerpo.
- Los medios de suministro de grasa comprenden al menos una ranura anular formada en el escariado.
- Los medios de suministro de grasa comprenden al menos una ranura anular formada en la superficie externa del cuerpo.
- El cuerpo está desprovisto de ranura en su superficie externa, especialmente cuando se forma una ranura anular en el escariado.
- La grasa tiene una densidad (ISO2811) comprendida preferentemente entre 0,85 y 1,05 g/cm3, por ejemplo igual a 0,9 g/cm3.
- A título de ejemplos no limitativos, la grasa se puede elegir entre las referencias "SNR Lub EP2", "BP energrease LS EP2" y "Tutela grease MRM2".
- El escariado es preferentemente cilíndrico.
- El escariado tiene un recubrimiento superficial.
- El recubrimiento superficial se aplica a la superficie portante y en las cavidades, después de la formación de la cavidad.
- El recubrimiento superficial se aplica a la superficie portante, antes de la formación de cavidades.
- El tratamiento o recubrimiento tiene propiedades físicas diferentes a las del material metálico básico del cuerpo. - El tratamiento o recubrimiento es multicapa o monocapa.
- El recubrimiento se realiza por deposición física de vapor (PVD en inglés: "physical vapor déposition").
- El recubrimiento se realiza por deposición química de vapor (CVD en inglés: "Chemical vapor déposition").
- El recubrimiento se realiza mediante proyección en caliente.
- El recubrimiento se realiza mediante proyección en frío.
- El recubrimiento se pulveriza en forma de polvo.
- El recubrimiento se proyecta en forma de gotas.
- El recubrimiento se realiza mediante proyección térmica por llama supersónica (HVOF en inglés: "High Velocity Oxy-Fuel").
- El recubrimiento se realiza mediante carga láser ("laser cladding" en inglés).
- El recubrimiento es antigripado.
- El recubrimiento comprende una capa externa de carbono amorfo tipo DLC ("diamond-like carbon" en inglés), en particular con un espesor comprendido entre 1 y 5 μm, por ejemplo 3 μm.
- El recubrimiento comprende una capa externa de material compuesto autolubricante, en particular a base de resina y/o refuerzo tejido o no tejido, que comprende por ejemplo cargas del tipo PTFE, MoS2 o grafito.
- El recubrimiento incluye un barniz polimérico.
- El tratamiento es la nitruración. Preferentemente, el escariado presenta una capa combinada (capa blanca) con un espesor comprendido, en particular, entre 5 y 50 μm, por ejemplo 20 μm.
- El tratamiento es la cementación. Preferentemente, la cementación se realiza sobre un espesor comprendido entre 0,5 y 4 mm, por ejemplo, de 2 mm.
- El tratamiento es un endurecimiento en la masa.
- El tratamiento es el endurecimiento por inducción, preferentemente de alta frecuencia.
- El escariado tiene una capa superficial tratada contra el gripado sobre una profundidad de difusión inferior o igual a 0,6 mm, teniendo la capa superficial una dureza superior o igual a 500 Hv1 sobre una profundidad comprendida entre 5 y 50 μm.
- El área cubre todo el escariado, a 360 grados alrededor del eje longitudinal del cuerpo.
- El área se extiende en el escariado sobre un sector angular de al menos 120 grados alrededor del eje longitudinal del cuerpo.
- Dos áreas se extienden en el escariado cada una sobre un sector angular de al menos 120 grados alrededor del eje longitudinal del cuerpo. Preferentemente, las dos áreas están situadas a ambos lados del eje.
- El área puede contener cavidades de varios tipos diferentes, o de un solo tipo.
- Las cavidades tienen una sección circular.
- Las cavidades tienen una sección alveolar.
- Cada una de las cavidades tiene una longitud mayor o un diámetro comprendido entre 2 y 15 mm, por ejemplo, de 6 mm.
- Las cavidades tienen una densidad superficial comprendida entre el 5 y el 65 %, esta densidad superficial se define como la relación entre la superficie no portante y la superficie portante, en dicha área que incluyen las cavidades. - Las cavidades no emergen lateralmente a los lados del cuerpo.
La invención también se refiere a un sistema mecánico, que comprende un órgano guía como se mencionó anteriormente, y un elemento móvil en oscilación o rotación en este órgano guía.
La invención también tiene como objeto un procedimiento para fabricar un órgano guía de un elemento móvil en oscilación o rotación, caracterizado por que el procedimiento comprende las siguientes etapas sucesivas:
a) fabricar un cuerpo constituido por material metálico, equipado con un escariado para el montaje del elemento móvil, que comprende cavidades distribuidas discontinuamente en el escariado y capaces de actuar como reserva de grasa, y que comprende cualquier medio de suministro de grasa; estando definidas en el escariado una superficie portante fuera de las cavidades y los medios de suministro, y una superficie no portante en las cavidades y los medios de suministro; comprendiendo el escariado al menos un área con cavidades que tienen una profundidad comprendida entre 2 y 5 mm;
b) realizar un tratamiento de endurecimiento en el escariado, al menos en dicha área; y
c) aplicar grasa en el escariado, al menos en dicha área, con una cantidad de grasa en las cavidades por superficie portante comprendida entre 0,05 y 0,3 g/cm2 en dicha área.
Según un modo de realización del procedimiento de fabricación, en la etapa de aplicar la grasa en el escariado, la cantidad de grasa en las cavidades por superficie portante está comprendida entre 0,05 y 0,2 g/cm2.
Breve descripción de los dibujos
La invención se comprenderá mejor con la lectura de la descripción que va a seguir, dada únicamente a título de ejemplo no limitativo y hecha con referencia a los dibujos adjuntos en los que:
[Fig. 1] es una sección axial de un sistema mecánico según la invención, que comprende un anillo y un árbol alojado en el anillo.
[Fig. 2] es una vista a mayor escala del detalle II en la figura 1.
[Fig. 3] es una sección radial del anillo a lo largo de la línea MI-MI en la figura 1.
[Fig. 4] es una sección similar a la figura 1, que muestra una variante de anillo de acuerdo con la invención, desprovista de medios de suministro de grasa.
[Fig. 5] es una vista análoga a la figura 2, que muestra una variante de cavidad.
[Fig. 6] es una vista análoga a la figura 2, que muestra otra variante de la cavidad.
[Fig. 7] es una vista análoga a la figura 3, que muestra una variante de escariado.
[Fig. 8] es una vista análoga a la figura 3, que muestra otra variante de escariado.
[Fig. 9] es una vista análoga a la figura 3, que muestra otra variante de escariado.
Descripción detallada de la invención
Las figuras 1 a 3 muestran un sistema mecánico de acuerdo con la invención, que comprende un anillo guía (1) también de acuerdo con la invención, y un árbol (2) móvil en oscilación o rotación en el anillo (1).
El anillo (1) comprende un cuerpo (10) de forma tubular centrado sobre un eje longitudinal (X10). El cuerpo (10) tiene una superficie cilíndrica externa (11) y una superficie cilíndrica interna que forma un escariado (12) destinado a recibir el árbol (2). El cuerpo (10) está constituido por un material metálico que recibe un tratamiento de endurecimiento, por ejemplo, nitruración, cementación o temple. Preferentemente, el cuerpo (10) es de acero que presenta un límite elástico Re comprendido entre 200 y 600 MPa.
El cuerpo (10) comprende cavidades (20) distribuidas en el escariado (12) y capaces de actuar como reserva de grasa (30). Las cavidades (20) se distribuyen de forma discontinua en el escariado (12), es decir, no se comunican entre sí. Preferentemente, las cavidades (20) están distribuidas uniformemente en el escariado (12), alrededor y/o a lo largo del eje (X10).
Las cavidades (20) pueden presentar todo tipo de formas. Por ejemplo, las cavidades (20) pueden presentar una sección radial circular, con un diámetro (D20), y una sección axial rectangular, con una profundidad (P20). En la práctica, la profundidad (P20) se mide en el fondo de la cavidad (20), en el punto más alejado de la superficie del escariado (12).
El cuerpo (10) también incluye medios de suministro (26) de grasa (30) al escariado (12). Por ejemplo, los medios de suministro (26) comprenden una ranura anular (27) formada en la superficie externa (11), una ranura anular (28) formada en el escariado (12), y al menos un orificio (29) que atraviesa el cuerpo (10) entre las ranuras (27, 28). Las ranuras (27, 28) anulares se forman alrededor del eje (X10). Preferentemente, los medios de suministro (26) comprenden varios orificios (29) distribuidos alrededor del eje (X10), en una cantidad de dos, tres, cuatro o más orificios (29). Los medios (26) y más precisamente la ranura (28) no están conectados a las cavidades (20).
Como alternativa, los medios de suministro (26) pueden no estar provistos de ranura (27) externa. En efecto, las pruebas han demostrado que la ranura (28) interna es suficiente para asegurar el suministro de grasa (30) en el escariado (12).
En el escariado (12), se define una superficie portante (14) fuera de las cavidades (20) y los medios de suministro (26), y una superficie no portante (16) en las cavidades (20) y los medios de suministro (26).
Según la invención, el escariado (12) comprende al menos un área (40) con:
- una profundidad (P20) de cavidades (20) comprendida entre 2 y 5 mm, y
- una relación entre la cantidad de grasa (30) en las cavidades (20) dividida por la superficie portante (14) comprendida entre 0,05 y 0,2 g/cm2.
La grasa (30) contenida en los medios de suministro (26) no se tiene en cuenta en el cálculo de la relación grasa (30)/superficie portante (14).
Las pruebas realizadas por el Solicitante han demostrado que en el caso de una articulación que funcione en oscilación o en rotación, la grasa (30) comprendida en la ranura (28) interna no tiene efecto sobre el engrase del escariado (12) ya que esta ranura (28) no está conectada a las cavidades (20). Además, esta ranura (28) participa en el aumento de la presión de contacto entre el árbol (2) y el anillo (1) al reducir la superficie portante (14).
Estas pruebas se llevaron a cabo bajo las siguientes condiciones:
- Anillos (1) de diámetro interior 80 mm / diámetro exterior 95 mm / longitud 60 mm
- Presión = 50 MPa
- PV: 0,21 MPa.m/s
- Solo engrase inicial.
- Comparación entre anillos (1) con y sin ranura (28) de engrase interna.
La vida útil de los anillos (1) sin ranura de engrase interna (28) es el doble que la de los anillos (1) con ranura de engrase interna (28).
Los resultados obtenidos van en contra de ciertas publicaciones del estado de la técnica, afirmando que toda la grasa (30) contenida en un anillo (1) es "eficaz", incluyendo la grasa (30) contenida en las ranuras internas y externas (27, 28).
Preferentemente, la profundidad (P20) de las cavidades (20) en el área (40) está comprendida entre 3 y 5 mm. Más preferentemente, la profundidad (P20) es igual a 4 mm.
En el ejemplo de las figuras 1 a 3, el área (40) cubre todo el escariado (12), a 360 grados alrededor del eje (X10) del cuerpo (10). En otras palabras, todo el escariado (12) está provisto de cavidades (20) que tienen una profundidad (P20) comprendida entre 2 y 5 mm.
Preferentemente, el escariado (12) tiene una capa superficial (50) tratada contra el gripado sobre una profundidad de difusión (P50) inferior o igual a 0,6 mm, presentando la capa superficial (50) una dureza superior o igual a 500 Hv1 sobre una profundidad (P52) comprendida entre 5 y 50 μm.
Se realizaron dos campañas de pruebas variando ciertos parámetros, tales como las dimensiones del anillo (1), las dimensiones de las cavidades (20), y el material del árbol (2).
En cuanto a la primera campaña de pruebas, la Tabla 1 presenta las condiciones de prueba utilizadas para esta campaña, mientras que las Tablas 2 y 3 presentan diferentes series de ensayos y los resultados obtenidos.
[Tabla 1]
Figure imgf000005_0001
Figure imgf000006_0001
Los resultados de las pruebas realizadas en tamaños de anillos más grandes se muestran en la Tabla 3 a continuación.
Figure imgf000006_0002
En cuanto a la segunda campaña de pruebas, la Tabla 4 presenta las condiciones de prueba utilizadas para esta campaña, mientras que la Tabla 5 presenta una serie de pruebas y los resultados obtenidos.
[Tabla 4]
Figure imgf000006_0003
continuación
Figure imgf000007_0002
Figure imgf000007_0001
Según los resultados de las dos campañas de pruebas, observamos que los rendimientos, que corresponden al número de ciclos antes del gripado, son máximos para una cantidad de grasa por superficie portante comprendida entre 0,05 g/cm2 y 0,3 g/cm2, y muy especialmente entre 0,05 g/cm2 y 0,2 g/cm2.
En las Figuras 4 a 9 se muestran otras realizaciones de un órgano guía (1) de acuerdo con la invención. Ciertos elementos constitutivos del órgano (1) son comparables a los de la primera realización descrita anteriormente y, con una finalidad de simplificación, llevan los mismos números de referencia.
La figura 4 muestra un órgano guía (1) que incluye cavidades (20) pero desprovisto de medios de suministro de grasa (30). En el escariado (12), se define la superficie portante (14) fuera de las cavidades (20) y la superficie no portante (16) en las cavidades (20).
La figura 5 muestra una cavidad (20) que tiene un diámetro (D20) inferior a la profundidad (P20).
La figura 6 muestra una cavidad (20) que tiene un diámetro (D20) superior a la profundidad (P20).
La figura 7 muestra un escariado (12) que comprende un área (42) que se extiende (12) sobre un sector angular de 120 grados alrededor del eje longitudinal (X10). El escariado (12) está provisto de cavidades (20) de profundidad (P20) comprendida entre 2 y 5 mm sólo en esta área (42). Fuera del área (42), el escariado (12) está desprovisto cavidades que actúen como reserva de grasa (30).
La figura 8 muestra un escariado (12) que comprende un área (42) que se extiende (12) sobre un sector angular de 180 grados alrededor del eje longitudinal (X10). El escariado (12) está provisto de cavidades (20) de profundidad (P20) comprendida entre 2 y 5 mm sólo en esta área (42). Fuera del área (42), el escariado (12) está provisto de cavidades (22) que actúan como reserva de grasa (30) y que tienen una profundidad inferior a 2 mm, por ejemplo 1 mm. Estas cavidades (22) no se tienen en cuenta para el cálculo de la relación grasa (30)/superficie portante (14) en el área (42). La figura 9 muestra un escariado (12) que comprende dos áreas (44, 46) extendiéndose cada una de ellas sobre un sector angular de 120 grados alrededor del eje longitudinal (X10). Las áreas (44, 46) están situadas en oposición a ambos lados del eje (X10).
Por otro lado, el órgano guía (1) puede tener una forma diferente a la de las figuras 1 a 9 sin apartarse del alcance de la invención, tal como se define por las reivindicaciones. Además, las características técnicas de las diversas realizaciones y variantes mencionadas anteriormente pueden ser, en su totalidad o para algunas de entre ellas, combinadas entre sí. De este modo, el órgano guía (1) se puede adaptar en términos de coste, funcionalidades y prestación.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Órgano guía (1) de un elemento (2) móvil en oscilación o rotación, que comprende un cuerpo (10) constituido por un material metálico con tratamiento de endurecimiento, provisto de un escariado (12) para el montaje del elemento móvil (2), que comprende cavidades (20) distribuidas discontinuamente en el escariado (12) y susceptibles de actuar como reserva de grasa (30), y que comprende cualquier medio de suministro (26) de grasa (30); en el escariado (12) definiéndose una superficie portante (14) fuera de las cavidades (20) y los medios de suministro (26), y una superficie no portante (16) en las cavidades (20) y los medios de suministro (26); caracterizado por que el escariado (12) comprende al menos un área (40; 42; 44, 46) con cavidades (20) con una profundidad (P20) comprendida entre 2 y 5 mm, y una cantidad de grasa (30) en las cavidades (20) por superficie portante (14) comprendida entre 0,05 y 0,3 g/cm2.
2. Órgano guía (1) según la reivindicación 1, caracterizado por que la cantidad de grasa (30) en las cavidades (20) por superficie portante (14) está comprendida entre 0,05 y 0,2 g/cm2.
3. Órgano guía (1) según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado por que la profundidad (P20) de las cavidades (20) en el área (40) está comprendida entre 3 y 5 mm, preferentemente igual a 4 mm.
4. Órgano guía (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el escariado (12) incluye un recubrimiento superficial.
5. Órgano guía (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el escariado (12) tiene una capa superficial (50) tratada contra el gripado sobre una profundidad de difusión (P50) inferior o igual a 0,6 mm, presentando la capa superficial (50) una dureza superior o igual a 500 Hv1 sobre una profundidad (P52) comprendida entre 5 y 50 μm.
6. Órgano guía (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el material metálico del cuerpo (10) presenta un límite elástico Re comprendido entre 200 y 600 MPa.
7. Órgano guía (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que el área (40) cubre todo el escariado (12), a 360 grados alrededor del eje longitudinal (X10) del cuerpo (10).
8. Órgano guía (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que el área (42) se extiende en el escariado (12) sobre un sector angular de al menos 120 grados alrededor del eje longitudinal (X10) del cuerpo (10).
9. Órgano guía (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que dos áreas (44, 46) se extienden en el escariado (12) cada una sobre un sector angular de al menos 120 grados alrededor del eje longitudinal (X10) del cuerpo (10).
10. Sistema mecánico, que comprende un órgano guía (1) según una de las reivindicaciones anteriores, y un elemento (2) móvil en oscilación o rotación en el escariado (12) de este órgano guía (1).
11. Procedimiento de fabricación de un órgano guía (1) de un elemento (2) móvil en oscilación o rotación, caracterizado por que el procedimiento comprende las siguientes etapas sucesivas:
a) fabricar un cuerpo (10) constituido por material metálico, provisto de un escariado (12) para el montaje del elemento móvil (2), que comprende cavidades (20) distribuidas discontinuamente en el escariado (12) y susceptibles de actuar como reserva de grasa (30), y que comprende cualquier medio de suministro (26) de grasa (30);
en el escariado (12) definiéndose una superficie portante (14) fuera de las cavidades (20) y los medios de suministro (26), y una superficie no portante (16) en las cavidades (20) y los medios de suministro (26);
comprendiendo el escariado (14) al menos un área (40; 42; 44, 46) con cavidades (20) que tienen una profundidad (P20) comprendida entre 2 y 5 mm;
b) realizar un tratamiento de endurecimiento en el escariado (12), al menos en dicha área (40; 42; 44, 46);
c) aplicar grasa (30) en el escariado (12), al menos en dicha área (40; 42; 44, 46), con una cantidad de grasa (30) en las cavidades (20) por superficie portante (14) comprendida entre 0,05 y 0,3 g/cm2 en dicha área (40); 42; 44, 46).
12. Procedimiento de fabricación según la reivindicación 11, caracterizado por que en la etapa de aplicar la grasa (30) en el escariado (12), la cantidad de grasa (30) en las cavidades (20) por superficie portante (14) está comprendida entre 0,05 y 0,2 g/cm2.
ES20737515T 2019-05-22 2020-05-15 Organo guía de un elemento móvil en oscilación o rotación Active ES2949861T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1905386A FR3096418B1 (fr) 2019-05-22 2019-05-22 Organe de guidage d’un élément mobile en oscillation ou rotation
PCT/FR2020/050818 WO2020234533A1 (fr) 2019-05-22 2020-05-15 Organe de guidage d'un element mobile en oscillation ou rotation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2949861T3 true ES2949861T3 (es) 2023-10-03

Family

ID=67875670

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES20737515T Active ES2949861T3 (es) 2019-05-22 2020-05-15 Organo guía de un elemento móvil en oscilación o rotación

Country Status (18)

Country Link
US (1) US20220260115A1 (es)
EP (1) EP3973202B1 (es)
JP (1) JP2022533732A (es)
KR (1) KR20220009465A (es)
CN (1) CN113874633B (es)
AU (1) AU2020278918B2 (es)
BR (1) BR112021023079A2 (es)
CA (1) CA3139344A1 (es)
DK (1) DK3973202T3 (es)
ES (1) ES2949861T3 (es)
FI (1) FI3973202T3 (es)
FR (1) FR3096418B1 (es)
HU (1) HUE062346T2 (es)
MX (1) MX2021014270A (es)
PL (1) PL3973202T3 (es)
PT (1) PT3973202T (es)
WO (1) WO2020234533A1 (es)
ZA (1) ZA202108952B (es)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3096419B1 (fr) * 2019-05-22 2021-04-23 Hydromecanique & Frottement Organe de guidage, système mécanique comprenant un tel organe de guidage, et procédé de fabrication d’un tel organe de guidage

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4312958A1 (de) * 1993-04-21 1994-10-27 Lemfoerder Metallwaren Ag Kunststofflager für Stabilisatoren in Kraftfahrzeugen
DE19700339C2 (de) * 1996-01-30 2001-06-13 Federal Mogul Wiesbaden Gmbh Haupt- oder Pleuellagerelement
JP2001032837A (ja) * 1999-07-21 2001-02-06 Daido Metal Co Ltd すべり軸受
GB2446245B (en) * 2003-07-31 2008-10-01 Komatsu Mfg Co Ltd Sintered sliding member and connecting device
FR2882409B1 (fr) * 2005-02-21 2008-09-05 Ct Stephanois De Recherches Organe de guidage autolubrifiant
FR2882406B1 (fr) * 2005-02-21 2007-05-04 Stephanois Rech Mec Ensemble d'articulation, notamment pour tringlerie de freins de bogies
FR2884879B1 (fr) * 2005-04-22 2007-08-03 Stephanois Rech Mec Couple d'organes de guidage dont l'un est en acier particulier conduisant a des performances ameliorees.
EP2375091B1 (en) * 2008-12-05 2019-05-22 Doosan Infracore Co., Ltd. Sliding bearing and sliding bearing assembly
FR2999670B1 (fr) 2012-12-13 2014-11-28 Hydromecanique & Frottement Organe de guidage sous forme d'une bague metallique pour le montage avec frottement et avec capacite d''articulation et/ou de coulissement d'un axe.
FR2999671B1 (fr) 2012-12-13 2015-06-19 Hydromecanique & Frottement Organe de guidage sous forme d'une bague pour le montage avec frottement et avec capacite d'articulation et/ou de coulissement d'un element
US9618039B2 (en) * 2015-02-03 2017-04-11 Caterpillar Inc. Sleeve bearing with lubricant reservoirs
JP6914688B2 (ja) * 2017-03-27 2021-08-04 Ntn株式会社 機械部品及びすべり軸受
EP3622188B1 (fr) * 2017-07-03 2021-09-08 H.E.F. Système mécanique comprenant un axe couplé a un palier, et procédé de fabrication d'un tel système

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020234533A1 (fr) 2020-11-26
ZA202108952B (en) 2022-07-27
FR3096418A1 (fr) 2020-11-27
HUE062346T2 (hu) 2023-10-28
CN113874633B (zh) 2024-08-16
MX2021014270A (es) 2022-01-06
PL3973202T3 (pl) 2023-08-21
KR20220009465A (ko) 2022-01-24
AU2020278918B2 (en) 2024-06-13
FI3973202T3 (en) 2023-07-19
FR3096418B1 (fr) 2021-05-28
US20220260115A1 (en) 2022-08-18
CA3139344A1 (en) 2020-11-26
CN113874633A (zh) 2021-12-31
EP3973202B1 (fr) 2023-06-28
EP3973202A1 (fr) 2022-03-30
PT3973202T (pt) 2023-07-19
DK3973202T3 (da) 2023-07-10
AU2020278918A1 (en) 2021-12-23
BR112021023079A2 (pt) 2022-01-04
JP2022533732A (ja) 2022-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2949861T3 (es) Organo guía de un elemento móvil en oscilación o rotación
ES2369788T3 (es) Órgano de guiado.
US20140054091A1 (en) Coatings for fluid energy device components
CN112709759A (zh) 滑动轴承及其制造方法
KR101619769B1 (ko) 초저온용 베어링의 열처리방법 및 초저온용 베어링
US11773904B2 (en) Ball bearing and method for manufacturing same
CN110832210A (zh) 包括联接至轴承的轴的机械系统以及制造这种系统的方法
JP2007291466A (ja) 金属の表面処理方法、転がり摺動部材および転動装置
ES2968813T3 (es) Organo de guía, sistema mecánico que comprende dicho órgano de guía, y procedimiento de fabricación de dicho órgano de guía
JP2014077522A (ja) 軸受
RU2781699C1 (ru) Деталь для направления элемента, подвижного при колебательном движении или вращательном движении, механическая система, включающая указанную деталь, и способ изготовления указанной детали
ES2926178T3 (es) Válvula y método de fabricación de una superficie de apoyo para una válvula
JP2001003941A5 (es)
JP2020525734A (ja) 軸受に結合されたシャフトを備える機械システムおよびかかるシステムを製造する方法
RU2762085C1 (ru) Поворотный компонент и механическая система, содержащая такой компонент
CN210440803U (zh) 一种耐低温合金无缝钢管
Nirav et al. ANALYSIS OF TAPER ROLLER BEARING FOR LIFE IMPROVEMENT
ES2215959T3 (es) Cardan de articulacion doble.
CN103742093A (zh) 一种仿生耐磨损膨胀锥及其制造方法
BR112019027407B1 (pt) Sistema mecânico, e, método para fabricação do sistema mecânico
JP2009156322A (ja) 樹脂製保持器及び転がり軸受
CN203729931U (zh) 一种仿生耐磨损膨胀锥
BR112020004437A2 (pt) método para a fabricação de um componente de mancal, bem como componente de mancal
JP2017180715A (ja) 転がり軸受
JP2017172663A (ja) 転がり軸受用保持器及び転がり軸受