PL28273B1 - Sposób wytwarzania cial porowatych na narzady poslizgowe. - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy sposobu wytwarza¬ nia spieczonego, porowatego materialu, zwlaszcza na panewki lozyskowe i pier¬ scienie uszczelniajace.Porowate, spieczone i nasycone olejem narzady poslizgowe sa znane. Wynalazek niniejszy zmierza do polepszenia wspól¬ czynnika wytrzymalosci i poslizgu wymie¬ nionego materialu, do stosowania tanich surowców na jego wyrób, oraz do uprosz¬ czenia sposobu wytwarzania.Wedlug wynalazku otrzymywanie ma¬ terialu na wyrób narzadów poslizgowych odbywa sie w ten sposób, ze spieka sie bezposrednio ze soba stosunkowo grubo¬ ziarniste porowate grudki zelazne bez sto¬ sowania materialów dodatkowych zespala¬ jacych lub lutujacych.Przy wytwarzaniu materialu podobnego na lozyska stosuje sie obecnie sproszkowa¬ ne zelazo gabczaste, otrzymane ze sprosz¬ kowanych tlenków zelaza i odznaczajace sie znaczna czystoscia, które spaja sie z miedzia lub podobnym metalem za pomoca znacznej ilosci spoiwa. Natomiast przy sposobie wedlug wynalazku stosuje sie bezposrednie spiekanie ze soba gruboziar¬ nistych grudek, otrzymanych z zelaza gab¬ czastego, bez koniecznosci poslugiwania sie spoiwem; z otrzymanego materialu wyra¬ bia sie narzady poslizgowe o znacznie lep¬ szych wlasciwosciach daleko mniejszym kosztem. Spoiwa metalowe sa drogie oraz wymagaja bardzo scislego wymieszania z proszkiem zelaznym, które powieksza kosz¬ ty produkcji oraz wymaga dokladnegosproszkowania zelaza oraz spoiwa. Otrzy¬ mana mieszanina jest w postaci pylu, który ulega z latwoscia utlenieniu. Wedlug wy¬ nalazku unika sie zasadniczo zespalania czastek zelaza gabczastego za pomoca spoiwa i przeprowadza sie sposób wyrobu tak, aby stosunkowo duze ziarnka zelaza poddawane byly prasowaniu"' i 'bezposred¬ niemu spiekaniu. Czynnosci-te ulatwiaja otrzymanie materialu a szczególnie spraso- wywanie, a jednoczesnie polepszaja jego wytrzymalosc,- szczególnie zas wlasnosci poslizgowe. Zuzywanie sie form, majace duzy wplyw na koszty produkcji, zmniej¬ sza sie. Dalsza korzysc polega na tym, ze ubytek skladników w porównaniu z goto¬ wym materialem, sporzadzonym wedlug wynalazku, jest bardzo niewielki i prak¬ tycznie nie ma znaczenia w przeciwien¬ stwie do duzego ubytku przy dotychcza¬ sowym sposobie wytwarzania. Dzieki po¬ minieciu mieszania oszczedza sie na kosz¬ tach produkcji tym bardziej, ze .zbyteczne jest dokladne sproszkowanie skladników.Wobec stosunkowo powiekszonej wielkosci ziarnek, prasa, w której odbywa sie stla- czanie, nie moze sie zacinac, jak przy stla- czaniu proszku, a ziarnka zwieraja sie bar¬ dziej ze soba. Ziarnka zelaza gabczastego, posiadajace w wysokim stopniu zdolnosc pochlaniania, zachowuja swa porowatosc calkowicie, poza tym ziarnka zelaza gab¬ czastego daja sie juz przy stosunkowo nie¬ wielkim cisnieniu sprasowac na bryly, po¬ siadajace zwartosc, potrzebna dla dalszej przeróbki.Próby porównawcze wykazaly, ze wy¬ trzymalosc tak wykonanych i jednorazowo nasyconych smarem lozysk jest znacznie wieksza zarówno na cisnienie, jak i na szybkosci obwodowe i zdolnosc pochlania¬ nia ciepla, niz dotychczasowych lozysk po¬ rowatych i to w takim stopniu,, ze takie sa« mosmarowne lozyska nie ustepuja w zwykly sposób smarowanym lozyskom ma¬ sywnym, co dotychczas uchodzilo za rzecz niemozliwa. Jezeli do takiego lozyska we¬ dlug wynalazku doprowadzac ponadto smar, to moze byc ono nawet lepsze w po¬ równaniu ze znanymi lozyskami o masyw¬ nych panewkach.Jako materialu wyjsciowego mozna we¬ dlug wynalazku uzyc tanich okruchów gab¬ czastych zelaznych, które otrzymywane sa wedlug znanych metod hutniczych przez redukcje rudy zelaznej i moga jeszcze za¬ wierac do 5% zanieczyszczen. Sklad takich okruchów jest nastepujacy zelaza 95,5 — 96,5% siarki max. 0,015% fosforu „ 0,016% wegla max. 0,3 — 0,5% tlenu 1—2% wanadu 0,10 — 0,15% skladniki nieczynne 1,5 — 2% Ze wzgledu na unikniecie miazdzenia czastek materialu wyjsciowego i nadmier¬ nego jego sproszkowania rozdrabnianie te¬ go materialu na ziarenka pozadanej wiel¬ kosci odbywa sie na maszynach do ciecia i rozrywania. Wielkosc wytworzonych w ten sposób porowatych ziarenek zelaznych waha sie na ogól najczesciej miedzy 1/20 lub x/10 mm az do 3 mm. Najczesciej zaleca. sie stosowanie ziarenek sredniej wielkosci okolo 1 mm. Wielkosc ziarenek materialu wyjsciowego dobrze jest dobrac tak, aby jego ciezar gatunkowy po sprasowaniu nie powiekszyl sie znacznie, a objetosc przed sprasowaniem byla czterokrotnie lub pie¬ ciokrotnie wieksza od objetosci sprasowa¬ nego wyrobu. W razie zachowania powyz¬ szych warunków otrzymuje sie przez pra¬ sowanie nalezyta zwartosc bez stosowania wysokich cisnien, niszczacych gabczastosc masy.Przy prasowaniu zaleca sie stosowanie takich cisnien i takiej wysokosci napel¬ niania, aby sprasowany wyrób posiadal ciezar gatunkowy okolo 4 — 5. Cisnienie - 2 —nie powinno na ogól wynosic mniej niz jed¬ na t/cm2.Przy prasowaniu dobrze jest zastoso¬ wac w znany sposób cisnienie wielostron¬ ne, które pozwala uzyskac równomierna gestosc. Na przyklad uzywa sie formy do prasowania z ruchomym tlokiem górnym i dolnym. Mozna równiez postepowac, zwlaszcza przy wytwarzaniu przedmiotów wydluzonych, np. pretów, w ten sposób, ze material wyjsciowy umieszcza sie w wezu gumowym lub temu podobnym i zanurza w cieczy, która poddaje sie wysokiemu cis¬ nieniu hydraulicznemu, od 0,1 do 10 t/cm2, przewaznie zas 2 t/cm2. W taki bardzo prosty sposób mozna bez trudnosci wytwa¬ rzac dlugie drazki, rury i podobne przed¬ mioty, co wedlug zwyklej metody praso¬ wania byloby rzecza niemozliwa lub co naj¬ mniej zwiazana z wielkimi trudnosciami.Spiekanie odbywa sie z dobrym wyni¬ kiem w temperaturze okolo 1 200°C w atmosferze wodoru lub azotu w ciagu go¬ dzinnego a nawet krótszego okresu czasu.W wielu przypadkach dobrze jest za¬ stosowac wykladzine z materialu wedlug wynalazku do masywnej panewki. Mozna równiez jednoczesnie wytworzyc dodatko¬ we wydrazenia na smar, pokryte czesciowo porowatym materialem poslizgowym, który stale uzupelnia smar. Masywna panewka posiada poza tym duza wytrzymalosc, wo¬ bec czego mozna do niej uzyc stosunkowo cienkosciennych lub bardzo porowatych wykladzin z zelaza gabczastego, które mozna ponadto zlozyc z kilku czesci. Wy¬ konane w ten sposób czesci nasyca sie, e- wentualnie w prózni, olejem lub innymi odpowiednimi smarami, zwlaszcza zas woskowatymi smarami, które przy nor¬ malnej temperaturze sa stale, jak np. wos¬ kiem, parafina itd. Mozna równiez jesz¬ cze przed prasowaniem dodac odpornych na goraco smarów, jak grafitu, talku itd.Na rysunku przedstawiono dla przy¬ kladu schematycznie kilka postaci wyko¬ nania narzadów poslizgowych wedlug wy¬ nalazku. Fig. 1 uwidocznia strukture ma¬ terialu lozyskowego wedlug wynalazku, fig. 2 — wykres wlasnosci, wzglednie na¬ grzewanie sie róznych tworzyw lozysko¬ wych przy duzym obciazeniu w zaleznosci od czasu trwania ruchu obrotowego, fig. 3 — budowe lozyska w przekroju poprzecz¬ nym, fig. 4 — to samo lozysko w przekroju podluznym, fig. 5 — dluzsza panewke lo¬ zyskowa, wykonana z kilku czesci, fig. 6 — taka sama dluzsza panewke ale przy za¬ stosowaniu obsady rurowej, fig. 7 — prze¬ krój poprzeczny lozyska wedlug fig. 6, przy czym polówki lewa i prawa moga byc wykonane niejednakowo.Wedlug fig. 1 ziarnka z zelaza gabcza¬ stego, które wskutek sprasowania pozosta¬ ja w scislym zetknieciu ze soba na calej prawie powierzchni, sa spieczone ze soba bezposrednio na wszystkich powierzch¬ niach zetkniecia.Na fig. 2 przeciwstawione sa sobie wy¬ kresy wlasnosci odrebnych lozysk, a mia¬ nowicie krzywe wzrostu temperatury w za¬ leznosci od czasu trwania ruchu wsród szczególnie trudnych warunków, a miano¬ wicie przy nacisku powierzchniowym = 150 kg/cm2 i szybkosci obwodowej 3,2 m/s, a takze przy zdeformowanym, miekkim, bijacym wale.Krzywa / przedstawia wlasnosci nor¬ malnego (smarowanego) brazu fosforowe¬ go. Krzywa 2 — (smarowanego) metalu bialego. Krzywa 3 — porowatego, samo- smarownego brazu. Krzywa 4 — materialu z zelaza gabczastego, lutowanego z miedzia (samosmarownego). Krzywa 5 — zelaza gabczastego spieczonego wedlug wynalazku bez spoiwa (samosmarownego).Z wykresów widac, ze zaden material (krzywe 1 — 4) nie wytrzymuje trudnych warunków ruchu i po krótkim czasie wy¬ robi sie wzglednie zetrze sie przy duzym wzroscie temperatury, gdy tymczasem tworzywo wedlug wynalazku (krzywa 5) — 3 —po krótkim okresie dotarcia nagrzewa sie ostatecznie do stosunkowo niskiej tempera¬ tury i zachowuje ja stale podczas ruchu. W razie przenikniecia do lozyska twardych czastek, wciskaja sie one w pory zelaza. gabczastego, a lozysko staje sie po krótkim czasie ponownie calkowicie dotarte.Wedlug fig. 3 i 4 wygladzony wal sta¬ lowy lub zelazny 1 umieszczony jest w pa¬ newce 2, Panewke te otacza tuleja 4 we¬ dlug wynalazku zaopatrzona od wewnetrz¬ nej strony w rowki 3 najlepiej srubowe, w które mozna przez wlew 5 wtlaczac smar, wchlaniany przez porowate lozysko 2 i zapewniajacy nieprzerwane smarowanie tego ostatniego. Panewka z tuleja miesci sie w kadlubie.Fig. 5 przedstawia panewke, która ze wzgledu na swa dlugosc zlozona jest z kil¬ ku czesci, wyposrodkowanych wzgledem siebie za pomoca odpowiednich wystepów i wglebien 8. Panewka z kilku czesci daje te korzysc, ze sklada sie jedynie z krótkich i latwych do wykonania tulejek prasowa¬ nych. W dluzszych panewkach powstaja latwo podczas wytlaczania, wskutek spad¬ ku cisnienia w formie, zageszczenia ma¬ terialu i inne braki.Laczenie czesci mozna uskutecznic albo przed spiekaniem przez stloczenie tulejek, które zostaly juz wstepnie sprasowane w prasie, albo po spiekaniu przez zlutowanie tulejek.Dla szczególnie duzych obciazen mozna równiez wieksza ilosc gladkich tulejek skladowych 9 (fig. 6), których spiekanie juz zostalo ukonczone, wtloczyc lub wkre¬ cic w rure stalowa 10 i ewentualnie jeszcze dodatkowo z nia zlutowac, jezeli rura sta¬ lowa zostala wylozona np. miedzia. W tym przypadku mozna nadac stosunkowo nie¬ wielka grubosc tulejkom, jak równiez rurze stalowej, a mimo to uzyskac duza wytrzy¬ malosc mechaniczna. Wedlug fig. 7 (prawa polowa) mozna zastosowac wzdluz panew¬ ki lekko spiralne wystepy 15, które ula¬ twiaja umocowanie wykladziny, wtloczo¬ nej w panewke pod pewnym cisnieniem, przy czym wystepy 15 wrzynaja sie w te wykladzine, wówczas lutowanie jest prze¬ waznie zbedne. Mozna wewnatrz panewki wykonac szereg komunikujacych sie ze so ba rowków, które doprowadzaja do wy¬ kladziny swiezy smar, jak to przedstawia fig. 6 oraz lewa polowa fig. 8. Srubowe wzglednie zblizone do srubowych rowki poprzeczne 11 oraz podluzne 13 stanowia siec rozdzielcza dla smaru, tak ze kazde miejsce walu w lozysku otrzymuje smar za pomoca porowatej wykladziny 9, przez która smar przesacza sie. Doprowadzenie smaru moze sie odbywac przez jeden lub kilka otworów 12.W celu zmniejszenia zuzycia smaru w lozysku, zaleca sie zasklepic pory na po¬ wierzchniach panewki lozyskowej, które nie stanowia powierzchni slizgowych, za pomoca stosowanych srodków tak, aby smar nie mógl wyciekac na wierzch tych powierzchni. Cel ten mozna osiagnac przez zalutowanie (ocynowanie), przez powle¬ czenie tlenkiem miedzi lub sproszkowana miedzia (np. przed spiekaniem) lub roz¬ tworem soli metali, który to roztwór po wytraceniu metalu zamyka pory. Mozna je zasklepic równiez przez powleczenie lakie¬ rami, w szczególnosci zas lakierami ze sztucznej zywicy. Zaleca sie równiez wy¬ konac na brzegach albo tez czesciowo we¬ wnatrz powierzchni slizgowych rowki, któ¬ re sluza do gromadzenia smaru, wystepu¬ jacego przy ogrzaniu lozyska, a przy o- chlodzeniu tegoz do oddawania go z po¬ wrotem do wnetrza panewki pod dziala¬ niem zewnetrznego cisnienia atmosferycz¬ nego. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wytwarzania materialu na narzady poslizgowe, na panewki lozysko¬ we, pierscienie uszczelniajace i irine, z gru- — 4 —dek zefkza, kfóre Sfweka sie zk soba bezpo¬ srednio pod cisnieniem bez zastosowania dodatków spajajacych lub lutujacych, zna¬ mienny tymf ze wielkosc i porowatosc gru¬ dek zelaza tak sie dobiera, aby pozorny ciezar wlasciwy (sypny) proszku przezna¬ czonego do prasowania wynosil okolo 1,25, stlaczanie zas i spiekanie tego proszku przeprowadza sie tak, iz ciezar gatunkowy otrzymanego materialu stloczonego wynosi okolo 5. * 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zelazo gabczaste tak sie rozdrab¬ nia, iz srednica porowatych grudek wynosi okolo od 1/20 do 3 mm, srednio okolo 1 mm. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, zna¬ mienny tym, ze do stlaczania proszku, przeznaczonego do prasowania, stosuje sie cisnienie, dzialajace wielostronnie. 4. Sposób wedlug zastrz. 1 — 3, zna¬ mienny tym, ze grudki zelaza umieszcza sie w wezu gumowym lub podobnym, a na¬ stepnie zanurza w cieczy, która sie poddaje cisnieniu hydraulicznemu. 5. Sposób wedlug zastrz. 1 — 4, zna¬ mienny tym, ze rozdrabnianie okruchów zelaza gabczastego na grudki pozadanej wielkosci odbywa sie przy pomocy maszyn tnacych i (lub) rozrywajacych tak, iz po¬ rowatosc grudek zostaje zachowana i nie otrzymuje sie bardzo mialkiego proszku. 6. Panewka lozyskowa, wykonana z materialu, otrzymanego w sposób wedlug zastrz. 1 — 5, znamienna tym, ze jest wtlo¬ czona w masywna tuleje lub w cienko¬ scienna rure stalowa i zlutowana z nia, przy czym ewentualnie pozostawione sa w miejscach zlutowania luki, sluzace do gro¬ madzenia smaru. 7. Panewka lozyskowa, wykonana z materialu, otrzymanego w sposób wedlug zastrz. 1 — 5, znamienna tym, ze sklada sie z kilku zestawionych jedna przy drugiej i spojonych np. przez spiekanie ze soba czesci. 8. Panewka lozyskowa, wykonana z materialu, otrzymanego w sposób wedlug zastrz. 1 — 5, znamienna tym, ze posiada na odpowiednim miejscu, zwlaszcza na sa¬ mej powierzchni poslizgowej, dodatkowe, najlepiej komunikujace sie ze soba, wy¬ drazenia lub rowki na gromadzenie sma¬ rów. 9. Panewka lozyskowa, wykonana z materialu, otrzymanego w sposób wedlug zastrz. 1 — 5, znainienna tym, ze jej po¬ wierzchnie, nie stanowiace powierzchni po¬ slizgowych, pokrywa sie lutem lub lakie¬ rem, zasklepiajacym pory. 10. Panewka lozyskowa, wykonana z materialu, otrzymanego w sposób wedlug zastrz. 1 — 5, znamienna tym, ze na jej powierzchniach smarujacych wykonane sa rowki, mogace pomiescic smary, które wy¬ stepuja na wierzch przy rozgrzaniu pa¬ newki. 11. Panewka wedlug zastrz. 6 — 10, znamienna tym, ze jest nasycona smarem, który w temperaturze otoczenia jest cia¬ lem stalym, np. woskiem. Hans Vogt. Zastepca: Inz. W. Tymowski, rzecznik patentowy.Do opisu patentowego Nr 28273. JfUf.z Jfy.s Jty.J Jfy.J 7\ * A f 7 y///////A^^mmm^ L2ZZ \'y////Mmtgmzmzm^ 41'\'%-\ Mer.e ^tf7 i I 1 1 1 1 1 1 1—*H 5 10 1S LO 85 30 35 W