PL199529B1 - Łożysko toczne typu "OLS" z ulepszonym elementem tocznym dogładzającym - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest łożysko toczne typu „OLS” z ulepszonym elementem tocznym (3) wyposażone jest w co najmniej jeden element toczny dogładzający (3) pokryty odpowiednio cienką warstwą przeciwzużyciową (4) CrN, (CrN-Cr)x3 lub innego związku o twardości większej o co najmniej 100HV od podłoża elementu tocznego. Moduł sprężystości Younga warstwy pokrywającej przeciwzużyciowej jest co najmniej równy modułowi Younga podłoża. Elementy toczne (3) z bieżącej produkcji pokrywa się cienkimi warstwami przeciwzużyciowymi. Zużycie ścierne warstwy przeciwzużyciowej w trakcie przedłużonej eksploatacji następuje powoli bez złuszczania, a drobiny Cr pełnią rolę smaru plastycznego zwiększając trwałość łożyska.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest łożysko toczne typu „OLS z ulepszonym elementem tocznym dogładzającym, zwłaszcza z wprowadzonymi zmianami właściwości wytrzymałościowych i trybologicznych warstwy wierzchniej tego elementu.

Znane jest z opisu zgłoszenia patentowego nr WO 9958865 łożysko toczne wałeczkowe z pierścieniami zewnętrznym i wewnętrznym posiadające obszary styku po przeciwległych stronach bieżni. W ł o ż ysku tym co najmniej jeden z pierś cieni posiada na obszarach styku elastyczną powł okę na całej powierzchni, zmniejszającą zużycie oraz tarcie. Łożysko to posiada także elementy toczne, które współpracują z bieżniami i są oddzielone od siebie koszyczkiem. Na obszarach styku posiadających powłokę pracuje koszyczek. Powłoka ta ma wpływ na zmniejszenie niestabilności ruchu obrotowego.

Znana jest z opisu patentowego US20020073548A1 metoda produkcji łożyska składającego się z dwóch połączonych pierś cieni wewnę trznych i jednego pierś cienia zewnę trznego oraz z elementów tocznych stykających się z bieżniami tych pierścieni. Co najmniej jedna z powierzchni bieżni pierścienia zewnętrznego lub wewnętrznego i powierzchnia toczna elementu tocznego, charakteryzuje się geometrią zawierającą wgłębienia, które są generalnie oddzielone powierzchniami styku. Wgłębienia te są formowane metodą śrutowania na co najmniej jednej powierzchni tocznej elementu, a następnie napełniane środkiem smarnym.

Znane jest również z opisu patentowego US 5,112,146 A łożysko z elementem tocznym, którego pierścienie posiadają bardzo twardą powłokę o niskim tarciu. Powłoka nie działa jako podpora dla koszyczka ani też nie znajduje się na całej powierzchni pierścieni łożyskowych. Znajduje się ona tylko na powierzchniach bieżni i powierzchniach po obu stronach bieżni.

Łożysko toczne typu „OLS z ulepszonym elementem tocznym dogładzającym według wynalazku posiada pierścienie zewnętrzny i wewnętrzny wraz z bieżniami, po których obtaczają się elementy toczne prowadzone w okienkach koszyczka. W łożysku tym, co najmniej jeden element toczny dogładzający jest pokryty cienką powłoką przeciwzużyciową zwłaszcza monowarstwową lub wielowarstwową CrN lub (CrN-Cr)x3 nakładaną metodą łukowo-próżniową PAPVD. Warstwa przeciwzużyciowa jest o zbliżonej sprężystości i większej twardości w stosunku do materiału podłoża. Jeden lub kilka takich elementów tocznych pokrytych cienką warstwą przeciwzużyciową nie przekraczającą 3 μm, pełni rolę „walca dogładzającego dla powstających w trakcie eksploatacji mikrozarysowań, zatarć czy mikronierówności na obu bieżniach pierścieni łożyska, a mikroelementy ścierającej się warstwy stanowią rodzaj smaru plastycznego.

Przedmiotowe łożysko odznacza się tą zaletą, że nie wymagana jest jakakolwiek dalsza obróbka technologiczna. Jeden lub kilka elementów tocznych z warstwą przeciwzużyciową spełnia wymagania technologiczne na gładkość powierzchni, dokładność kształtu, przy zachowaniu twardości podłoża. Nie ulega zmianie geometria łożyska i nie następuje pogorszenie charakterystyki dynamicznej. Dzięki bardzo cienkiej powłoce mniejsze są naprężenia wewnętrzne ścinające. Warstwa jest o dużym stopniu adhezji do podłoża, a zużycie ścierne warstwy w trakcie przedłużonej eksploatacji następuje powoli bez złuszczania i pittingu bieżni. Kompozycja wielowarstwowa twardych azotków chromu i miękkiego chromu zapobiega propagacji mikropęknięć. Łożysko toczne może zawierać jeden lub kilka elementów tocznych pobieranych wprost z bieżącej produkcji do ulepszania warstwą przeciwzużyciową. Dzięki takiej zalecie, możliwa jest bardzo ekonomiczna produkcja łożysk.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania przedstawiony jest na rysunku, na którym fig. 1 pokazuje przekrój osiowy łożyska tocznego, w którym jeden z elementów tocznych jest ulepszony.

Łożysko toczne według wynalazku ma pierścień zewnętrzny 1 i pierścień wewnętrzny 2 oraz elementy toczne 3 z których co najmniej jeden jest pokryty cienką warstwą przeciwzużyciową 4 o twardości większej o co najmniej 100 HV od twardości podłoża elementu tocznego 3, i module Younga co najmniej równym z modułem podłoża. Grubość warstwy przeciwzużyciowej na elemencie tocznym 3 nie przekracza 3 μm

Claims (4)

1. Łożysko toczne typu „OLS z ulepszonym elementem tocznym pokrywanym warstwami mono- lub wielowarstwami różnych związków, znamienne tym, że składające się z pierścienia zewnętrznego (1) i pierścienia wewnętrznego (2) elementów tocznych (3) jest wyposażone w co najmniej jeden

PL 199 529 B1 element toczny dogładzający (3) pokryty odpowiednio cienką i twardą warstwą przeciwzużyciową (4) CrN, (CrN - Cr)x3 lub innego związku.

2. Łożysko toczne typu „OLS według zastrz. 1, znamienne tym, że twardość nakładanej cienkiej warstwy przeciwzużyciowej na element toczny dogładzający jest większa o co najmniej 100 HV od twardości podłoża tego elementu tocznego (3).

3. Łożysko toczne typu „OLS według zastrz. 1, znamienne tym, że moduł sprężystości Younga cienkiej warstwy pokrywającej element toczny dogładzający (3) jest co najmniej równy modułowi Younga podłoża.

4. Łożysko toczne typu „OLS według zastrz. 1, znamienne tym, że grubość cienkiej warstwy przeciwzużyciowej dogładzającej elementu tocznego (3) nie przekracza