RU21816U1

RU21816U1 - SLIDING BEARING INSERT

Info

Publication number: RU21816U1
Application number: RU2001129051/20U
Authority: RU
Inventors: Н.П. Егоров; нский А.С. Лис; А.С. Лисянский; А.Ф. Спиридонов; А.А. Морозов; ров М.И. Шкл; М.И. Шкляров; В.В. Назаров
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Ленинградский Металлический завод"
Priority date: 2001-10-31
Filing date: 2001-10-31
Publication date: 2002-02-20

Description

20611290512061129051

111111

г .-о S. 1Mr. S. 1

ВКЛАДЫШ ОПОРНОГО ПОДШИПНИКА СКОЛЬЖЕНИЯSLIDING BEARING INSERT

Предлагаемая полезная модель относится к области машиностроения, конкретно области турбостроения, а именно, касается изготовления вкладышей среднечастотных, тяжело нагруженных опорных подшипников скольжения, которые используются при производстве подшипников скольжения мощных турбоагрегатов и турбогенераторов и может использоваться также в области металлургического оборудования, судостроения и автомобилестроения.The proposed utility model relates to the field of mechanical engineering, specifically the field of turbine construction, namely, the manufacture of inserts of medium-frequency, heavily loaded thrust plain bearings, which are used in the production of sliding bearings of powerful turbine units and turbogenerators and can also be used in the field of metallurgical equipment, shipbuilding and automotive industry.

Для опорных подшипников скольжения мош,ных паровых турбин обычно используют вкладыши, изготовленные из чугуна или стали, в тело которых залит баббит. Для обеспечения надежного сцепления баббитового слоя с телом вкладыша, в последнем обычно нарезают канавки для образования соединения типа ласточкина хвоста. (Гаевик Д.Т. Подшипниковые опоры современных машин. М.: Машиностроение, 1985 г.)Inserts made of cast iron or steel, in the body of which babbit is poured, are usually used for pillow block bearings of mosh steam turbines. To ensure reliable adhesion of the babbitt layer to the body of the liner, grooves are usually cut in the latter to form a dovetail-type compound. (Gaevik D.T. Bearing bearings of modern machines. M.: Mechanical Engineering, 1985)

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится то, что на изготовление известного устройства затрачивается значительное количество дорогостоящего сплавабаббита, а также то, что в режимах полусухого и сухого трения часто наблюдается отслаивание баббитового слоя от тела вкладыша.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known device include the fact that a significant amount of expensive alloy of babbitt is spent on the manufacture of the known device, as well as the fact that peeling of the babbit layer from the liner body is often observed in semi-dry and dry friction modes.

Известно устройство вкладыша подшипника скольжения включающее стальную основу с нанесенным на внутреннюю поверхность антифрикционным слоем из свинцовистой бронзы, на которую методом вакуумного ионно-плазменного напыления нанесен тонкий слой алюминиево-оловянистого сплава с переменным, увеличивающимся к поверхности содержанием олова и достигающим на поверхности значения не менее 25% мае.. (Патент РФ № 2154754, МПК 7 F 16 С 33/04, БИ 23 2000 г.).A device for a sliding bearing shell is known comprising a steel base with an antifriction layer of lead bronze deposited on the inner surface, onto which a thin layer of aluminum-tin alloy is applied by vacuum ion-plasma spraying with a variable tin content increasing to the surface and reaching at least 25 on the surface % May .. (RF Patent No. 2154754, IPC 7 F 16 C 33/04, BI 23 2000).

Недостатками известной конструкции вкладыша является неудовлетворительные антифрикционные свойства, пониженная прирабатываемость, что может приводить к неравномерному распределению нагрузки на подшиппик, локальному повышению давлений и выходу из строя подшипника, особенно в период приработки.The disadvantages of the known design of the liner is unsatisfactory antifriction properties, reduced running time, which can lead to uneven distribution of load on the bearing, local pressure increase and failure of the bearing, especially during running-in.

МПК7 F16C/1702, F01D25/16MPK7 F16C / 1702, F01D25 / 16

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной конструкции по совокупности признаков, является устройство вкладыша подшипника скольжения, в котором на внутреннюю поверхность тела вкладьппа газотермическим напылением последовательно нанесены подложка в виде промежуточного слоя из сплава с содержанием олова 6-12% мае., меди 0,6-1,0% мае. и алюминия -остальное, а на нее антифрикционный слой на основе баббита с добавлением 3-10% мае. дисульфида молибдена (Патент РФ № 2064615, МПК 6 F 16 С 33/12, БИ 21 1996 г., принято за прототип).The closest device of the same purpose to the claimed design in terms of combination of features is a sliding bearing shell device, in which a substrate in the form of an intermediate layer of an alloy with a tin content of 6-12% May., Copper 0, is sequentially deposited on the inner surface of the body of the insert by thermal spraying. 6-1.0% of May. and aluminum - the rest, and on it an antifriction layer based on babbitt with the addition of 3-10% in May. molybdenum disulfide (RF Patent No. 2064615, IPC 6 F 16 C 33/12, BI 21 1996, adopted as a prototype).

к причинам, препятствуюш,им достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что в известном устройстве по прототипу, как показали проведенные стендовые испытания, промежуточный слой - подложка не обеспечивает достаточно высокую надежность спепления антифрикционного слоя с телом вкладьппа, а также снижение износа и момента трения.the reasons that impede them from achieving the technical result indicated below when using the known device adopted for the prototype include the fact that in the known device according to the prototype, as shown by bench tests, the intermediate layer - substrate does not provide a sufficiently high reliability of the adhesion of the antifriction layer with the body contribution, as well as reduced wear and friction.

Желаемый технический результат заключается в повышении эксплуатационной стойкости вкладыша подшипника скольжения, путем повышения твердости и прочности его сцепления с основой, зтленьшения в покрытии остаточных напряжепий, снижении степени износа вкладыша и момента трения.The desired technical result is to increase the operational stability of the plain bearing shell by increasing the hardness and strength of its adhesion to the base, reducing the residual stresses in the coating, reducing the liner wear and friction.

Указанный технический результат решается в конструкции вкладыша подшипника скольжения, которая включает тело вкладыша, выполненное в виде полого металлического цилиндра и нанесенных на его внутреннюю поверхность газотермическим напылением двух последовательно расположенных, концентрических слоев материала, из которых промежуточный слой - подложка выполнен из сплава олова и алюминия, взятых в соотношении в соотношении мае. % : Олово - 80,0 - 70,0; Алюминий 20,0 - 30,0 %, а антифрикционный слой с содержит баббит с добавкой дисульфида молибдена в количестве 12 - 16 % массовых.The specified technical result is solved in the design of the bearing shell, which includes the body of the liner, made in the form of a hollow metal cylinder and deposited on its inner surface by thermal spraying of two successive concentric layers of material, of which the intermediate layer - substrate is made of an alloy of tin and aluminum, taken in the ratio in the ratio of May. %: Tin - 80.0 - 70.0; Aluminum is 20.0-30.0%, and the antifriction layer c contains babbitt with the addition of molybdenum disulfide in an amount of 12-16% by weight.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержаших сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) указанным существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков, позволил выявить совокупность существенных по отношении к усматриваемому заявителем техническому результату отличительныхThe analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information, and the identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find an analogue characterized by features identical to the indicated essential features of the claimed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype, as the closest in the set of essential features, allowed to identify the set of significant distinctive in relation to the applicant perceived technical result

признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленное техническое решение соответствует критерию патентоспособности новизна.features in the claimed device set forth in the claims. Therefore, the claimed technical solution meets the criteria of patentability novelty.

На чертеже изображен эскиз продольного разреза вкладыша опорного подшипника скольжения, показываюшим конструкцию вкладыша согласно заявляемому техническому решению.The drawing shows a sketch of a longitudinal section of the liner of the thrust bearing, showing the design of the liner according to the claimed technical solution.

Конструкция вкладыша опорного подшипника скольжения включает тело 1, выполненное из стали. На внутреннюю поверхность тела 1 методом газотермического напыления нанесены промежуточный слой- подложка 2 толшиной 0,1...0,25 мм и антифрикционный слой 3, толшиной 2,0 - 5,0 мм. содержаший баббит с добавкой дисульфида молибдена в количестве 12 - 16 % массовых. В указанных пределах, вариация количества введенной добавки дисульфида молибдена не оказывает суш:ественного влияния на качество и достижение оптимальных физико-механических характеристик антифрикционного слоя.The design of the liner of the thrust bearing includes a body 1 made of steel. An intermediate layer-substrate 2 with a thickness of 0.1 ... 0.25 mm and an antifriction layer 3 with a thickness of 2.0 - 5.0 mm was applied to the inner surface of the body 1 by the method of thermal spraying. containing babbitt with the addition of molybdenum disulfide in an amount of 12 to 16% by weight. Within the indicated limits, the variation in the amount of the added molybdenum disulfide additive does not have a drying effect: a significant effect on the quality and achievement of the optimal physical and mechanical characteristics of the antifriction layer.

Изготовление нредлагаемой конструкции вкладыша осушествляют по известной технологии: после чистовой механической обработки внутренней поверхности тела 1 вкладыша методом газотермического напыления наносят носледовательно промежуточный слой 2, далее выполняется основное напыление антифрикционного слоя 3, например, из баббита Б-83, так как он имеет высокий допустимый уровень рабочей температуры и обладает повышенной твердостью, что обеспечивает надежность работы подшипников за счет высокой прочности слоя при температурах 130... 160 С, возникаюших в случаях режимов полусухого трения при эксплуатации подшипников. Перед напылением поверхность стального тела 1 предпочтительно подвергнуть механической обработке резанием с образованием мелких рваных канавок для повышения надежности сцепления подложки 2 с телом 1 вкладыша. При изготовлении тела вкладыша из чугуна подобной обработки не требуется. Напьшение осушествляют распылением порошкового или проволочного материалов, отвечаюшим требуемому составу напыляемых слоев.The manufacture of the proposed design of the liner is carried out according to the well-known technology: after finishing machining the inner surface of the body of the liner 1 by the method of thermal spraying, the intermediate layer 2 is applied non-sequentially, then the main spraying of the antifriction layer 3 is performed, for example, from B-83 babbitt, since it has a high acceptable level operating temperature and has increased hardness, which ensures the reliability of the bearings due to the high strength of the layer at temperatures of 130 ... 160 C, hiccups in cases of semi-dry friction during operation of bearings. Before spraying, the surface of the steel body 1 is preferably machined by cutting to form small torn grooves to increase the adhesion of the substrate 2 to the body 1 of the liner. In the manufacture of the body of the liner from cast iron, such processing is not required. The deposition is carried out by spraying powder or wire materials that meet the required composition of the sprayed layers.

Нри напылении смеси порошков на тело вкладыша в высокотемпературной и высокоскоростной газовой среде происходит их расплавление и соответственно обеспечивается механическое сцепление с телом вкладыша и одновременно между собой.When spraying a mixture of powders on the body of the liner in a high-temperature and high-speed gas medium, they melt and, accordingly, mechanical adhesion to the body of the liner and simultaneously between them is ensured.

Работа вкладыша опорного подшипника скольжения поясняется ниже описанием применения в приведенном примере.The operation of the bearing block bearing is explained below by the application description in the example given.

турбины, предназначенному для работы в условиях смазки нри удельном давлении Р 1...3 МПа( 10...30 кгс/см ), частоте вращения ротора п 3000...3600 об/мин иturbines designed for operation under lubrication conditions at specific pressure Р 1 ... 3 MPa (10 ... 30 kgf / cm), rotor speed p 3000 ... 3600 rpm and

температуре в масляном клине t 70...88° С. Для проведения сравнительных стендовых испытаний было изготовлено несколько образцов вкладышей с диаметром несущей поверхности 300 мм и длиной 250 мм. Эти образцы были выполнены со стальньм телом 1 и с вариацией составов подложки 2 и антифрикционного баббитового слоя 3 в пределах заявленных соотношений компонентов металлического сплава. Результаты испытаний представлены в таблице.temperature in an oil wedge t 70 ... 88 ° С. For comparative bench tests, several liner samples were made with a bearing surface diameter of 300 mm and a length of 250 mm. These samples were made with a steel body 1 and with a variation in the composition of the substrate 2 and the antifriction babbitt layer 3 within the stated ratios of the components of the metal alloy. The test results are presented in the table.

Как видно из приведенных данных, прочность сцепления промежуточного и антифрикционного слоев между собой и с телом вкладыша предлагаемой конструкции, существенно повысилась по сравнению с известными из уровня техники устройствами вкладьш1ей. Кроме того, благодаря увеличенному содержанию добавки дисульфида молибдена в баббитовом слое и выполнением промежуточного слоя-подложки из сплава алюминий-олово у образца предлагаемой конструкции, повысилась твердость и прочность вкладыша, что как следствие, привело к снижению момента трения и износа на 18...25% между валом и вкладышем подшипника скольжения. Последнее, отразилось на повышении надежности работы вкладыша в условиях повышенных температур, возникающих при режимах полусухого и сухого трения.As can be seen from the above data, the adhesion strength of the intermediate and antifriction layers between each other and with the body of the liner of the proposed design, has significantly increased compared with the liner devices known from the prior art. In addition, due to the increased content of the molybdenum disulfide additive in the babbit layer and the implementation of the intermediate substrate layer of an aluminum-tin alloy in the sample of the proposed design, the liner hardness and strength increased, which, as a result, reduced the friction moment and wear by 18 ... 25% between shaft and plain bearing shell. The latter was reflected in an increase in the reliability of the liner under conditions of elevated temperatures arising under the conditions of semi-dry and dry friction.

г/g /

ТаблицаTable

Claims

1. The liner of the plain bearing of bearings, consisting of a body in the form of a hollow metal cylinder and deposited on its inner surface by thermal spraying of two successive concentric layers of material, of which the intermediate layer - substrate is made of a polymetallic alloy, and the antifriction layer contains a babbitt-based metal alloy with the addition of molybdenum disulfide, characterized in that the intermediate layer is made of a bimetallic alloy.

2. The plain bearing according to claim 1, characterized in that the intermediate layer is made of a bimetallic alloy containing the following components, taken in the ratio, wt.%:
Tin - 80.0-70.0
Aluminum - 20.0-30.0
3. The sleeve bearing according to claim 2, characterized in that the antifriction babbitt layer contains an additive of molybdenum disulfide in an amount of 12-16 wt.%.