RU2380588C1

RU2380588C1 - Method of sliding bearing manufacture (versions)

Info

Publication number: RU2380588C1
Application number: RU2008138609/11A
Authority: RU
Inventors: Николай Митрофанович Панин (RU); Николай Митрофанович Панин; Виталий Анатольевич Ясашин (RU); Виталий Анатольевич Ясашин; Дмитрий Юрьевич Сериков (RU); Дмитрий Юрьевич Сериков
Original assignee: Николай Митрофанович Панин
Priority date: 2008-09-30
Filing date: 2008-09-30
Publication date: 2010-01-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: method of sliding support manufacture consists in mechanical treatment of its journals, in drilling blind holes in then from side of leaded part and in cementation of journals. Each journal is made assembled of at least two elements: the main one - in form of a shaft and auxiliary one in form of a sleeve. Also blind holes are bored at part of internal surface of the sleeve before its cementation; notably, distance between external surface of the sleeve and the bottom of blind holes is chosen equal to not less, than allowed value of journal wear. Upon cementation the sleeve is oriented so, that blind holes on its walls coincide with a loaded part of the shaft or journal and are rigidly connected with it. According to the second version each sliding bearing is made composed of at least two elements: the main one in form of the shaft or axle with flattened surface and additional one in form of an insertion with cross section in form of a segment adjacent to flattened surface with its flat facet. Also blind holes are bored from the side of flat surface of the insertion; and cementation of the insertion at preset depth is carried out till rigid connection with the base part of the sliding bearing.

EFFECT: upgraded wear resistance and operability of bearing and improved prossessability of manufacture.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к опорам скольжения, а именно к способам их изготовления.The invention relates to sliding bearings, and in particular to methods for their manufacture.

Известен способ изготовления опоры скольжения, включающий механическую обработку и цементацию нагруженной части подшипника скольжения на заданную величину.A known method of manufacturing a sliding bearing, including machining and cementation of the loaded part of the sliding bearing by a predetermined amount.

Недостатком такого способа является малая износостойкость нагруженных поверхностей подшипников скольжения цапфы, подвергающихся постоянным динамическим нагрузкам в процессе работы механизма. Как известно наибольшей твердостью и как следствие этого износостойкостью обладает подшипник скольжения с цементированным слоем при концентрации углерода от 0,85 до 1,05%. Однако такая концентрация углерода содержится только на наружной поверхности подшипника скольжения, а по мере удаления от наружной поверхности в сторону оси цапфы она постоянно уменьшается и на глубине 1 мм она составляет всего 0,2%. Это значительно ухудшает физико-механические свойства термообработанного слоя и ведет к ускоренному износу подшипника скольжения по мере уменьшения толщины цементованного слоя.The disadvantage of this method is the low wear resistance of the loaded surfaces of journal bearings of the journal, which are subjected to constant dynamic loads during operation of the mechanism. As is known, the slide bearing with a cemented layer possesses the highest hardness and, as a consequence, the wear resistance at a carbon concentration of 0.85 to 1.05%. However, such a concentration of carbon is contained only on the outer surface of the sliding bearing, and as it moves away from the outer surface towards the axis of the journal, it constantly decreases and at a depth of 1 mm it is only 0.2%. This significantly impairs the physicomechanical properties of the heat-treated layer and leads to accelerated wear of the sliding bearing as the thickness of the cemented layer decreases.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления опоры скольжения, включающий механическую обработку ее цапф, сверление в них со стороны нагруженной части глухих отверстий и цементацию цапф (см. авт. св. СССР №791897, кл. Е21В 10/22, 1980 г.).Closest to the proposed technical essence and the achieved result is a method of manufacturing a sliding support, including machining its pins, drilling in them from the loaded part of blind holes and cementing pins (see ed. St. USSR No. 791897, class E21B 10 / 22, 1980).

В данном подшипнике скольжения цапфа имеет необходимую концентрацию углерода на значительно большую глубину по сравнению с аналогом, что повышает износостойкость цементованного слоя и всего подшипника в целом.In this sliding bearing, the journal has the necessary carbon concentration to a much greater depth compared to its counterpart, which increases the wear resistance of the cemented layer and the entire bearing.

К недостаткам этого способа изготовления опоры следует отнести значительные трудовые, материальные и энергозатраты на проведение операции по науглероживанию подшипников скольжения. Это связано с необходимостью загрузки в графитовые емкости целой секции породоразрушающего инструмента, что ведет к необходимости использования защитных материалов для покрытия тех частей опоры, которые необходимо защитить от цементации. При этом защитные материалы после окончания цементации необходимо удалить, что требует дополнительных затрат. Другим недостатком известного способа является большая вероятность скола острых кромок, образованных глухими отверстиями на наружной поверхности цапфы. Учитывая высокую твердость наружного слоя цапфы попадание таких частиц между цапфой и вращающейся частью неминуемо приведет к быстрому износу опоры скольжения. Кроме того, наличие отверстий на наружной поверхности цапфы резко уменьшает контактную поверхность опоры скольжения и как следствие этого ведет к увеличению контактных напряжений в опоре. Все это снижает работоспособность опоры и повышает стоимость ее изготовления.The disadvantages of this method of manufacturing bearings should include significant labor, material and energy costs for the operation to carburize the bearings. This is due to the need to load into the graphite containers a whole section of the rock cutting tool, which leads to the need to use protective materials to cover those parts of the support that need to be protected from cementation. At the same time, protective materials must be removed after cementation, which requires additional costs. Another disadvantage of this method is the high probability of cleavage of sharp edges formed by blind holes on the outer surface of the journal. Given the high hardness of the outer layer of the pin, the ingress of such particles between the pin and the rotating part will inevitably lead to rapid wear of the sliding support. In addition, the presence of holes on the outer surface of the journal sharply reduces the contact surface of the sliding support and, as a consequence, leads to an increase in contact stresses in the support. All this reduces the efficiency of the support and increases the cost of its manufacture.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение работоспособности, улучшение технологичности изготовления и снижение стоимости при одновременном повышении работоспособности подшипника скольжения и как следствие этого - всего механизма, в котором используется данный подшипник скольжения.In connection with the stated technical result of the invention is to increase the working capacity, improving the manufacturability and reducing the cost while increasing the working capacity of the sliding bearing and, as a result, the whole mechanism in which this sliding bearing is used.

Указанный технический результат по первому варианту достигается тем, что в способе изготовления опоры скольжения, включающем механическую обработку ее цапф, сверление в них со стороны нагруженной части глухих отверстий и цементацию цапф, согласно изобретению каждую цапфу выполняют составным, состоящим, по меньшей мере, из двух элементов: основного - в виде вала или оси и дополнительного - в виде втулки, причем глухие отверстия сверлят на части внутренней поверхности втулки до ее цементации, при этом расстояние между наружной поверхностью втулки и дном глухих отверстий выбирают равным не менее допустимой величины износа цапфы, а после цементации часть втулки с глухими отверстиями совмещают с нагруженной частью вала или цапфы и жестко соединяют с ней.The specified technical result according to the first embodiment is achieved by the fact that in the method of manufacturing a sliding support, including machining its pins, drilling in them from the side of the loaded part of the blind holes and cementing the pins, according to the invention, each pivot is made up of at least two elements: the main - in the form of a shaft or axis and the additional - in the form of a sleeve, and blind holes are drilled on a part of the inner surface of the sleeve before cementing, while the distance between the outer surface the bushings and the bottom of the blind holes are chosen to be at least equal to the permissible wear of the trunnion, and after cementing, part of the bush with blind holes is combined with the loaded part of the shaft or trunnion and rigidly connected to it.

По второму варианту указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления опоры скольжения, включающем механическую обработку ее цапф, сверление в них глухих отверстий и цементацию, согласно изобретению каждую цапфу выполняют составной, состоящей, по меньшей мере, из двух элементов: основного - в виде вала или оси с лыской со стороны его нагруженной части и дополнительного - в виде вкладыша с поперечным сечением в форме сегмента, примыкающего к лыске плоской гранью, при этом глухие отверстия сверлят со стороны плоской поверхности вкладыша, причем цементацию вкладыша на заданную глубину проводят до его жесткого соединения с основной частью подшипника скольжения.According to the second embodiment, the technical result is achieved by the fact that in the method of manufacturing a sliding support, including machining its pins, drilling blind holes in them and cementing, according to the invention, each pivot is made up of at least two elements: the main in the form of a shaft or axis with a flat on the side of its loaded part and an additional one - in the form of an insert with a cross section in the form of a segment adjacent to the flat with a flat face, while blind holes are drilled from the side surface of the liner, wherein the liner cementation is carried out at a predetermined depth to its rigid connection to the main part of the sliding bearing.

Предложенный способ поясняется чертежами: фиг.1 изображает общий вид опоры скольжения, фиг.2 и 3 - соответственно сечение А-А и Б-Б на фиг.1 (варианты выполнения).The proposed method is illustrated by drawings: figure 1 depicts a General view of the sliding bearings, figure 2 and 3, respectively, section aa and bb in figure 1 (options).

Способ изготовления предложенной опоры скольжения по первому варианту включает механическую обработку ее цапф 2 (см. фиг.1 и 3), количество которых зависит от типоразмера механизма, в котором используется опора скольжения, и последующую цементацию этих цапф 2. После этого проводится монтаж цапфы 2, каждая из которых состоит, по меньшей мере, из двух жестко соединенных элементов: основного - в виде вала или оси 1 и дополнительного - в виде втулки 3. Перед монтажом цапфы 2 на внутренней поверхности втулки 3 в шахматном порядке сверлят глухие отверстия 4, глубина которых выбирается таким образом, чтобы расстояние между наружной поверхностью втулки 3 и дном глухих отверстий 4 составляло не менее допустимой величины износа цапфы 2. После этого втулку 3 цементируют с использованием глухих отверстий 4 и ориентируют ее таким образом, чтобы часть втулки 3 глухими отверстиями 4 совпала с нагруженной частью вала или оси 1.A method of manufacturing the proposed sliding bearing according to the first embodiment includes machining its pins 2 (see FIGS. 1 and 3), the number of which depends on the size of the mechanism in which the sliding bearing is used, and the subsequent cementing of these pins 2. After this, the mounting of the pin 2 , each of which consists of at least two rigidly connected elements: the main one in the form of a shaft or axis 1 and the additional one in the form of a sleeve 3. Before mounting the pin 2 on the inner surface of the sleeve 3, blind holes are staggered 4, the depth of which is selected so that the distance between the outer surface of the sleeve 3 and the bottom of the blind holes 4 is not less than the allowable wear of the pin 2. After that, the sleeve 3 is cemented using blind holes 4 and oriented so that part of the sleeve 3 blind holes 4 coincided with the loaded part of the shaft or axis 1.

По второму варианту способ изготовления предложенной опоры скольжения включает механическую обработку, сверление глухих отверстий на цапфе 2 и цементацию ее на заданную величину. Затем проводят сборку цапфы 2, выполняемой, по меньшей мере, из двух элементов: основного - в виде вала или оси 1 с лыской 6 со стороны его нагруженной части и дополнительного - в виде вкладыша 5 с поперечным сечением в форме сегмента (см. фиг.2), примыкающего к лыске 6 плоской гранью 7. При этом глухие отверстия 4 сверлят со стороны плоской поверхности вкладыша 7, причем цементацию вкладыша 5 на заданную глубину проводят до его жесткого соединения с основной частью подшипника скольжения. Причем расстояние между наружной поверхностью втулки 3 и дном глухих отверстий 4 выбирают равным не менее допустимой величины износа цапфы 2, а после цементации часть втулки 3 с глухими отверстиями 4 совмещают с нагруженной частью вала или цапфы 1 и жестко соединяют с ней.According to the second embodiment, the method of manufacturing the proposed sliding bearings includes machining, drilling blind holes on the pin 2 and cementing it by a predetermined amount. Then, the trunnion 2 is assembled, which is made of at least two elements: the main one — in the form of a shaft or axis 1 with the flat 6 from the side of its loaded part and the additional — in the form of an insert 5 with a cross section in the form of a segment (see Fig. 2) adjacent to the flat 6 with a flat face 7. In this case, blind holes 4 are drilled from the flat surface of the insert 7, and the insert 5 is cemented to a predetermined depth until it is rigidly connected to the main part of the plain bearing. Moreover, the distance between the outer surface of the sleeve 3 and the bottom of the blind holes 4 is chosen equal to not less than the allowable wear of the pin 2, and after cementing, part of the sleeve 3 with blind holes 4 is combined with the loaded part of the shaft or pin 1 and rigidly connected to it.

В обоих вариантах глухие отверстия 4 выполняют на внутренней поверхности цилиндрической втулки 3 или на плоской поверхности 7 вкладыша 5, обращенной к лыске 6, причем цементацию дополнительной части подшипника скольжения на заданную глубину проводят до ее жесткого соединения с основной частью подшипника скольжения.In both cases, blind holes 4 are made on the inner surface of the cylindrical sleeve 3 or on the flat surface 7 of the insert 5 facing the flat 6, and the additional part of the sliding bearing is cemented to a predetermined depth until it is rigidly connected to the main part of the sliding bearing.

Предложенная схема выполнения глухих отверстий 4 гарантирует цементацию рабочих поверхностей подшипника скольжения с заданными параметрами при меньших материальных затратах и обеспечении контакта цапфы 1 с вращающейся частью (не показана) гладкими поверхностями. Это исключает сколы цементованных поверхностей цапфы 2 и попадание твердых частиц, как это имеет место в прототипе, а кроме того обеспечивает значительно большую поверхность контакта между цапфой 1 и вращающимся элементом, что позволит значительно повысить работоспособность как опоры, так и инструмента в целом и снизить стоимость его изготовления.The proposed scheme for making blind holes 4 guarantees cementation of the working surfaces of the sliding bearing with the given parameters at lower material costs and ensuring that the pin 1 contacts the rotating part (not shown) with smooth surfaces. This eliminates the chips of cemented surfaces of the axle 2 and the ingress of solid particles, as is the case in the prototype, and in addition provides a significantly larger contact surface between the axle 1 and the rotating element, which will significantly increase the efficiency of both the support and the tool as a whole and reduce the cost its manufacture.

Claims

1. A method of manufacturing a sliding support, including machining its pins, drilling in them from the loaded part of the blind holes and cementing the pins, characterized in that each pivot is made integral, consisting of at least two elements: the main one in the form of a shaft or an axis and an additional one in the form of a sleeve, with blind holes being drilled on a part of the inner surface of the sleeve before its cementation, while the distance between the outer surface of the sleeve and the bottom of the blind holes is chosen to be not less than the permissible value s wear pins, and after cementation sleeve is oriented so that the blind holes on its walls coincide with the loaded part of the shaft or spigot and is rigidly connected with it.

2. A method of manufacturing a sliding support, including machining its pins, drilling blind holes on the side of the loaded part of the pins and its cementation, characterized in that each sliding bearing is made integral, consisting of at least two elements: the main one in the form of a shaft or axes with a flat on the side of its loaded part and an additional one in the form of an insert with a cross section in the form of a segment adjacent to the flat with a flat face, while blind holes are drilled from the flat surface of the insert, than cementing the liner to a predetermined depth is carried out until it is rigidly connected to the main part of the plain bearing.