RU2443554C1 - Способ центробежной наплавки полимерного слоя внутри металлической втулки - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области изготовления изделий из полимерных материалов путем термоформования. Техническим результатом заявленного способа является повышение термостойкости и долговечности полимерного слоя в процессе работы. Технический результат достигается способом центробежной наплавки полимерного слоя внутри металлической втулки. Способ включает разогрев втулки токами Фуко путем вращения вокруг вертикальной оси в электромагнитном поле с предварительным ограничением ее полости с нижнего торца и частичным ограничением с верхнего металлическим диском с мерным центральным отверстием. Затем помещают в образованную полость заданную долю гранул полимера, выдерживают его до расплава, образующегося за счет температуры стенок, ликвидируют электромагнитное поле и вращают. При этом в период выдержки в него добавляют двумя-тремя порциями частицы антифрикционного термопроводящего материала, имеющие размеры менее миллиметра, например металла, предварительно подогретого до 100-180 градусов Цельсия. Общий объем порций термопроводящего материала принимают равным 70-50% от наплавляемого слоя, а моменты добавления порций и остановки определяют по прекращению разбалансной вибрации.

Description

Изобретение относится к области изготовления изделий из полимерных материалов путем термоформования.

Известно устройство (по авт. свид. №1199633, В29С 41/04) изготовления изделий из термопластов.

Наиболее близким по содержанию принято «Устройство для центробежной наплавки полиамидов с разогревом в электромагнитном поле» (патент России на полезную модель №75984, В29С 41/04), в котором изложены принцип и конструкция электромагнитного и центробежного воздействий на полимерный материал для наплавки его слоя в металлической втулке.

Недостаток заключается в малой долговечности полимерного слоя при интенсивной эксплуатации подшипников скольжения.

Задача способа состоит в повышении термостойкости полимерного слоя.

Сутью предлагаемого способа является распределение по наплавляемому слою полимера (термопласта) частиц антифрикционного термопроводящего материала, что выполняют при воздействии центробежных сил на их смесь в расплавленном состоянии.

Технический эффект выражается в повышении долговечности подшипников скольжения путем увеличения теплопередачи и выравнивания температур между рабочей поверхностью полимера и армирующей оболочкой, которой является втулка.

Подготовительный этап предлагаемого способа состоит из следующих действий.

Втулку, на которую следует наплавить внутренний полимерный слой, устанавливают торцом на горизонтальную планшайбу и центрируют. Планшайба имеет регулируемый привод вращения вокруг вертикальной оси и помещена вблизи полюсов электромагнита. На внешний торец втулки закрепляют диск, имеющий внешний диаметр, равный наружному диаметру втулки с центральным мерным отверстием, размер которого соответствует заданной величине, равной посадочному диаметру вала. Таким образом, выполняют полное и частичное ограничение полости втулки с разных ее торцов и по периферии.

По разнице внутренних диаметров втулки и отверстия в диске определяют объем наплавляемого слоя и отмеряют необходимые доли полимера (термопласта) в гранулах (30-50%) и измельченного антифрикционного термопроводящего материала, например металла (50-70%), по объему, то есть остальной части пространства.

Основной этап способа начинается с момента включения электромагнита и регулируемого привода вращения планшайбы. Втулка с планшайбой, вращаясь в наведенном электромагнитном поле, разогревается токами Фуко. В ограниченную полость втулки засыпают отмеренную долю гранул полимера. Полимер расплавляется путем теплопередачи от разогретой втулки. Одновременно с разогревом втулки подогревают до 100-180 градусов Цельсия необходимую долю частиц антифрикционного термопроводящего материала, в частности металла. В зависимости от толщины наплавляемого слоя размер частиц материала выбирают пропорционально менее миллиметра.

Расплавленный полимер (термопласт) после некоторой выдержки при вращении равномерно распределяется по стенкам втулки под действием центробежной силы. Предварительно подогретый материал разделяют на две-три порции и по очереди добавляют через отверстие в диске в расплав полимера. Каждая доля добавляемого материала несколько изменяет балансировку смеси в полости втулки. Восстановление балансировки происходит под действием центробежной силы тем быстрее, чем меньше порция, больше время и скорость вращения, больше удельный вес термопроводящего материала и меньше вязкость расплава полимера. Самовосстановление балансировки характеризуется прекращением вынужденной вибрации. Относительно большой удельный вес частиц термопроводящего материала по сравнению с полимером смещает их к внутренним стенкам втулки. На заключительном этапе добавляют очередные порции материала, что уплотняет предыдущие слои и увеличивает общую их толщину, вытесняя к центру полости полимер, и часть его самопроизвольно удаляется из нее через отверстие в диске.

Прекращение вынужденной разбалансной вибрации после добавления последней доли материала указывает на завершение наплавки с армированием распределенными частицами материала. Действие электромагнитного поля и вращение могут быть исключены последовательно.

Плотное распределение частиц антифрикционного термопроводящего материала, в частности металла, в слое наплавленного полимера в дальнейшем при эксплуатации увеличивает скорость отвода тепла из зоны трения подшипника, что повышает его долговечность в процессе работы.

Claims (1)

1. Способ центробежной наплавки полимерного слоя внутри металлической втулки, содержащий разогрев ее токами Фуко путем вращения вокруг вертикальной оси в электромагнитном поле с предварительным полным ограничением ее полости с нижнего торца и частичным ограничением с верхнего - металлическим диском с мерным центральным отверстием, помещение в образованную полость заданной доли гранул полимера, выдержки его до расплава, образующегося за счет температуры стенок, и ликвидацию электромагнитного поля и затем вращения, отличающийся тем, что в период упомянутой выдержки в него добавляют двумя-тремя порциями частицы антифрикционного термопроводящего материала, имеющие размеры менее миллиметра, например металла, предварительно подогретого до 100-180°С, общий объем порций которого принимают равным 70-50% от наплавляемого слоя, и моменты добавления порций и остановки определяют по прекращению разбалансной вибрации.