RU1771883C - Способ изготовлени вкладышей подшипников скольжени - Google Patents

Abstract

Сущность способа: изготавливают стальную основу и на нее последовательно нанос т покрытие из бронзового порошка и покрытие на полимерной основе, содержащей дисульфид молибдена, углерод, алюминий и кремний при следующем соотношении компонентов, мас.%: дисульфид молибдена 19-24, углерод 15-22, алюминий 39-44, кремний 3-6. 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к области машиностроени , св занной с производством разъемных узлов скольжени , залитыми антифрикционными сплавами и может быть использовано дл  ремонтно-восстанови- тельного производства двигателей внутреннего -сгорани : судовых энергетических установок , насосных систем в металлургическом производстве и теплотехнике и др.

Известны конструкции вкладышей подшипников скольжени , включающих стальную обечайку, на которую методом заливки, наплавки и т. д, нанос т баббитовый антифрикционный сплав.

Недостатками  вл ютс  низкие антифрикционные свойства и задиростойкость подшипников, необходимость дополнительного меднени  дл  лучшего теплоотвода, кадмировани , никелировани  и прочие улучшающие операции.

Обработкой вкладышей по пат.ГДР N 208370 возможно увеличение задиростой- кости подшипника, но при этом антифрикционные свойства не улучшаютс .

Наиболее близким по назначению и технической сущности решаемой задачи  вл етс  подшипник скольжени  и состав покрытий, описанный в за вке на изобретение № 4833511 - прототип.

Способ изготовлени  данного подшипника и состав антифрикционного покрыти  хоть и позвол ют существенно повысить ресурс работы подшипника, однако использование подшипника при высоких скорост х скольжени  и нагрузках снижает возможности его применени .

Целью насто щего изобретени   вл етс  увеличени  срока службы подшипника.

Цель достигаетс  тем, что в известном способе изготовлени  вкладышей подшипников скольжени , включающем изготовление стальной основы и нанесение антифрикционного сло  из порошков бронзы , поверх бронзового покрыти  нанос т покрытие на полимерной основе с наполнителем.

Кроме того, с целью улучшени  антифрикционных свойств, в качестве наполнител  ввод т дисульфид молибдена.

сл

ч

4

00 00

СО

алюминий и кремний при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Дисульфид молибдена19-24

Углерод15-22

Алюминий39-44

Кремний3-6

Полимерна  основаОстальное

По сравнению с прототипом за вленное техническое решение отличаетс  наличием полимерного покрыти  с наполнителем определенного состава, что обеспечивает высокую прочность сцеплени  с бронзовой подложкой, прочность покрыти  и высокие антифрикционные свойства (коэффициент трени  и износ в 2 раза ниже, чем по прототипу, отсутствие схватывани  и быстра  прирабатываемость подшипника).

В качестве полимерной матрицы покрыти  могут быть использованы лак ФБФ- 74Д, ВАФ-31, фторопластова  паста ПФМ-75 и др. фторсодержащиё композиции , а также полиметилсилоксановые жидкости и олигомеры. Дл  наполнител  используютс  дисульфид молибдена марки ДМ-1, ДМ-2 и др. В качестве углеродного материала могут быть использованы лампова  сажа, пирографитмарок ГК-2, ГК-3 и др.. предварительно тонкоизмельченные .В качестве алюмини  и кремни  используютс  алюминиевые пудры, кремний или их эвтектический сплав. Соотношени  компонентов покрыти  оптимизированы.

Дисульфид молибдена обеспечивает низкий коэффициент трени  в покрытии. Содержание его в покрытии менее 19% увеличивает износ покрыти , а увеличение свы- ше 24%  вл етс  экономически нецелесообразным из-за высокой стоимости дисульфида молибдена.

Углерод вводитс  дл  улучшени  прира- батываемости подшипника и снижени  износа . Кроме того, углерод способствует упрочнению покрыти  при термической обработке . При содержании углерода менее 15% износ увеличиваетс , а увеличение содержани  углерода свыше 22% уменьшает прочность сцеплени  покрыти  с бронзой.

Алюминий и кремний обеспечивают теп- лоотводот полимерного покрыти , повыша- ют несущую способность покрыти  в случае его перегрева при трении. При содержании алюмини  менее 35% эффект теплоотвода незначителен, при увеличении его содержани  более 44% возрастает коэффициент трени  и прочность покрыти  снижаетс . При содержании кремни  менее 3% увеличиваетс  коэффициент трени  покрыти , а при увеличении свыше 6% снижаетс  эффект упрочнени  покрыти  в сочетании с алюминием.

Технических решений со сходными признаками в части конструктивного чередовани  антифрикционных слоев вкладышей подшипников и состава полимерного покрыти  не обнаружено. Применение подобной конструкции подшипников приводит к увеличению срока межремонтных работ в 2-5 раз, т. к. после выработки полимерного покрыти  далее работает бронзовое покрытие , которое имеет свойства, отличающиес  от бронзового покрыти  без полимерного сло .

Дело в том, что бронзовое напыленное покрытие,  вл ющеес  подложкой дл  полимерного сло , имеет естественную пористость 5-17% и грубую шероховатую поверхность. Полимерное покрытие проникает в поры, что в сочетании с шероховатой поверхностью обеспечивает высокую прочность сцеплени . При выработке в процессе эксплуатации полимерного покрыти  происходит диффузи  легирующих компонентов в бронзовое покрытие, что в сочетании с заполненными полимером порами, позвол ет сохранить высокие антифрикционные свойства подшипника и, таким образом, увеличить срок службы механизма. Из изложенного  сно, что предлагаемое техническое решение обладает существенными отличи ми и позвол ет получить новые технические свойства изделий.

Процесс изготовлени  вкладышей подшипников заключаетс  в газотермическом напылении бронзового сло , на который наноситс  по лакокрасочной технологии полимерное покрытие. Дл  отверждени  полимерного покрыти  вкладыши подшипника нагреваютс  в течение 120-180 мин при температуре 150-180°С.

Полимерное покрытие приготавливаетс  механическим смешением вышеприведенных фторсодержэщих паст или лаков с компонентами наполнител .

Пример 1. Восстановлению подвергались вкладыши подшипника правильной машины. После восстановлени  вкладыша до чертежного радиуса газотермическим напылением бронзовым порошком, поверх сло  бронзы наносилось полимерное покрытие кистью и имело следующий состав: дисульфид молибдена 20,1%; углерод 15%; алюминий 39%; кремний 4%.

После отверждени  собирали подшипник и машина эксплуатировалась. Через 1000 ч эксплуатации износ подшипника составил 20% от нормативного значени .

Пример 2. Восстановлению подвергались вкладыши шатуна вод ного насоса Г305А как в примере 1,

Полимерное покрытие наносилось кистью и имело состав как в примере 1. Через 100 ч эксплуатации износ составил 5% от нормативного.

Пример 3. Изготавливались вкладыши подшипника посадочного места на распределительном валу двигател  НДВ. работающего в паре со сталью 35 по рецептуре примера 1.

В течение навигации износа посадочного места не обнаружено. Износ шатунной детали составил 0,035 мм.

После технической экспертизы вкладышей подшипников и сопр женных деталей установлено, что подшипник сопр жени  и детали не имеют царапин, задиров, сколов и т. д. и наблюдаетс  равномерный износ без ухудшени  шероховатости поверхности сопр женных деталей.

Результаты проведенных испытаний и исследований на машине трени  СМЦ-10 показали, что предложенна  конструкци  подшипников и состав полимерного покрыти  позвол ют повысить антифрикционные свойства и увеличить моторесурс машины и механизмов.

В таблице приведены антифрикционные свойства подшипников скольжени .

Дл  реализации изобретени  не требуетс  нового технологического оборудовани  или применени  новых дефицитных материалов.

Применение предлагаемого способа существенно повысит срок службы судовых

и других двигателей металлургического оборудовани , шахтного оборудовани , энергетических установок и т. д., где используютс  подшипники скольжени .

В виду отсутстви  информации по всесоюзной номенклатуре изделий, в качестве примера приводим пример расчета экономического эффекта от изготовлени  подшипников скольжени  шатунов насосов

кузнечно-прессового оборудовани .

Экономический эффект образуетс  за счет снижени  трудоемкости изготовлени , снижени  брака, увеличени  межремонтного периода при эксплуатации.

Восстанавливались бронзовые вкладыши шатунов насосов станции Г305А. Срок службы шатуна увеличилс  в 2 раза.

20

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ изготовлени  вкладышей подшипников скольжени , включающий изготовление стальной основы и нанесение антифрикционного покрыти  из порошков бронзы, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  срока службы и улучшени  антифрикционных свойств, на бронзовое покрытие дополнительно нанос т покрытие на полимерной основе с наполни- телем из дисульфид молибдена, углерода, алюмини  и кремни  при следующем соотношении компонентов, мас.%:

   Дисульфид молибдена19-24

   Углерод15-22

   Алюминий39-44

   Кремний3-6

   Полимерна  основаОстальное

   60

   4.0

   0,8 2,0 0,16 0,15

   Скорость скольжение 0,628 м/с, нагрузка 150 кг/см Контр.тело - ст.45 закал.

   0,21 0,30 0,51 0,038 0,031

   0,18 0,31 0, iS 0,035 0,032- 0 ,19 0,28 0,50 0,034 0,033-