RU2781699C1

RU2781699C1 - Part for direction of element movable in oscillatory motion or rotary motion, mechanical system including specified part, and method for manufacture of specified part

Info

Publication number: RU2781699C1
Application number: RU2021133600A
Authority: RU
Inventors: Фабрис ПРОСТ; Пьеррик ПАВАЙЕР
Original assignee: Идромеканик Э Фротман
Priority date: 2019-05-22
Filing date: 2020-05-15
Publication date: 2022-10-17

Abstract

FIELD: car industry.

SUBSTANCE: group of inventions mainly relates to sliding bearings. Part (1) has case (10) made of reinforced metal material with hole (12) for installation of movable element (2). In part (1), from the side of hole (12), cavities (20) are made, which are consistent lubricant sources (30), for the supply of which means (26) can serve. Hole (12) has contact (14) and non-contact (16) surfaces and contains at least one zone (40) with cavities (20) having depth (P20) from 2 to 5 mm and accommodating lubricant (30) in amount from 0.05 to 0.3 g/cm² of contact surface (14). A mechanical system containing described part (1) and a method for the manufacture of such a part are also proposed.

EFFECT: increase in resistance of a directing part to wear and scratches and provision of long-term service life of a product.

12 cl, 9 dwg, 5 tbl

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF TECHNOLOGY TO WHICH THE INVENTION RELATES

Настоящее изобретение относится к детали для направления подвижного элемента при колебательном движении или вращательном движении. Изобретение также относится к механической системе, содержащей такую деталь, и способу изготовления такой детали.The present invention relates to a part for guiding a movable element in an oscillatory motion or a rotary motion. The invention also relates to a mechanical system containing such a part and a method for manufacturing such a part.

Область настоящего изобретения – это направляющие детали, обеспечивающие направляющую функцию при колебательном движении или при вращательном движении, при непрерывном или возвратно-поступательном движении.The scope of the present invention is guiding parts providing a guiding function in oscillatory motion or in rotary motion, in continuous or reciprocating motion.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

Как правило, такая направляющая деталь представляет собой кольцо, предназначенное для сборки с возможностью шарнирного соединения с элементом, таким как ось или вал. Typically, such a guide piece is a ring intended to be pivotally assembled with a member such as an axle or shaft.

На практике такие механические системы подвергаются высоким нагрузкам в процессе эксплуатации: высокому давлению, коррозии, абразивному износу, воздействиям. Для увеличения их срока службы между кольцом и осью предусмотрено смазочное вещество. In practice, such mechanical systems are subjected to high loads during operation: high pressure, corrosion, abrasive wear, impacts. To increase their service life, a lubricant is provided between the ring and the axle.

Кольцо может быть снабжено структурами, действующими как источник консистентной смазки, как описано, например, в документах WO 2014091123 и WO 2014091124 на имя заявителя. The ring can be provided with structures that act as a source of grease, as described, for example, in documents WO 2014091123 and WO 2014091124 in the name of the applicant.

Когда механическая система работает, консистентная смазка постепенно выходит из структур, чтобы смазывать область фрикционного контакта между кольцом и осью. Таким образом, структуры делают необязательным выполнение смазывания только во время сборки или с очень большими временными интервалами смазывания. As the mechanical system operates, the grease gradually exits the structures to lubricate the frictional contact area between the ring and the axle. The structures thus make it unnecessary to perform lubrication only at assembly time or at very long lubrication intervals.

Бронзовые кольца, кольца из композитных материалов и кольца из полимерных материалов имеют преимущество, заключающееся в том, что они способны адаптироваться к геометрии оси, когда подвергаются высоким нагрузкам, и, таким образом, снижать нормальные давления. Таким образом, уменьшение коэффициента PV (давление х скорость) приводит к уменьшению износа. Однако их низкая поверхностная твердость приводит к низкой устойчивости к абразивному износу. Bronze rings, composite rings and polymer rings have the advantage of being able to adapt to the axle geometry when subjected to high loads and thus reduce normal pressures. Thus, a decrease in the PV (pressure x velocity) ratio leads to a decrease in wear. However, their low surface hardness results in poor abrasion resistance.

Таким образом, для колец, подверженных высоким нагрузкам и сильному абразивному износу, принято использовать стали с высокими механическими свойствами (предел текучести при растяжении Re > 800 МПа) и высокой твердостью. Эти стали подвергаются термообработке и имеют бейнитную или мартенситную структуру. Однако из-за своих высоких механических свойств эти кольца не могут адаптироваться к отклонениям оси, что приводит к очень высоким локальным коэффициентам PV и, следовательно, к износу, а затем к задирам. Thus, for rings subjected to high loads and strong abrasive wear, it is customary to use steels with high mechanical properties (tensile yield strength Re > 800 MPa) and high hardness. These steels are heat treated and have a bainitic or martensitic structure. However, due to their high mechanical properties, these rings cannot adapt to axial deviations, leading to very high local PVs and hence wear and then seizing.

Заявитель имеет большой опыт в области направляющих деталей и постоянно стремится улучшить существующие системы.The applicant has extensive experience in the field of guide parts and is constantly striving to improve existing systems.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDESCRIPTION OF THE INVENTION

Целью настоящего изобретения является предложение улучшенной направляющей детали, обладающей превосходной устойчивостью к износу и задирам, а также длительным сроком службы. It is an object of the present invention to provide an improved guide piece having excellent wear and tear resistance as well as long service life.

С этой целью настоящее изобретение направлено на деталь для направления подвижного элемента при колебательном движении или вращательном движении, содержащую корпус, выполненный из упрочненного металлического материала (металлический материал с упрочняющей обработкой), оснащенный отверстием для сборки подвижного элемента, содержащий полости, прерывисто распределенные в отверстии и способные действовать как источник консистентной смазки, и содержащий необязательные средства подачи консистентной смазки; в отверстии образована опорная поверхность снаружи полостей и средств подачи и неопорная поверхность в полостях и средствах подачи; характеризующуюся тем, что отверстие содержит по меньшей мере одну зону с полостями глубиной от 2 до 5 мм, а количество консистентной смазки в полостях на опорную поверхность составляет от 0,05 до 0,3 г/см².To this end, the present invention is directed to a part for guiding a movable member in an oscillatory motion or a rotational motion, comprising a body made of hardened metal material (hardened metal material) provided with a hole for assembling the movable member, having cavities discontinuously distributed in the hole, and capable of acting as a source of grease, and containing optional means of supplying grease; in the hole, a support surface is formed outside the cavities and supply means and a non-support surface in the cavities and supply means; characterized in that the hole contains at least one zone with cavities with a depth of 2 to 5 mm, and the amount of grease in the cavities per bearing surface is from 0.05 to 0.3 g/cm ² .

Таким образом, настоящее изобретение позволяет предложить направляющую деталь, которая является стойкой, эффективной и простой в реализации. Эта деталь особенно хорошо подходит для механических систем, работающих под высокими нагрузками и подвергающихся воздействиям в абразивной среде, таких как шарниры, оснащающие оборудование для общественных сооружений, горных машин, сельскохозяйственных машин или промышленного оборудования (например, в сталелитейном секторе). Thus, the present invention provides a guide piece that is stable, efficient and easy to implement. This part is especially suitable for mechanical systems subjected to high loads and abrasive environments, such as hinges that equip equipment for public buildings, mining machines, agricultural machines or industrial equipment (for example, in the steel sector).

Согласно другим преимущественным характеристикам настоящего изобретения, взятым отдельно или в сочетании: According to other advantageous characteristics of the present invention, taken alone or in combination:

- количество консистентной смазки на опорную поверхность составляет от 0,05 до 0,2 г/см²; - the amount of grease per bearing surface is from 0.05 to 0.2 g/cm ² ;

- глубина полостей составляет от 3 до 5 мм, предпочтительно равна 4 мм;the depth of the cavities is between 3 and 5 mm, preferably 4 mm;

- корпус имеет радиальную толщину более 5 мм, предпочтительно более 6 мм; - the housing has a radial thickness of more than 5 mm, preferably more than 6 mm;

- металлический материал корпуса имеет предел текучести Re от 200 до 600 МПа; - the metal material of the body has a yield strength Re from 200 to 600 MPa;

- металлическим материалом корпуса является сталь; - the metal material of the case is steel;

- средства подачи консистентной смазки содержат по меньшей мере одно сквозное отверстие между наружной поверхностью и отверстием корпуса; - means for supplying grease contain at least one through hole between the outer surface and the opening of the housing;

- средства подачи консистентной смазки содержат по меньшей мере одну кольцевую канавку, образованную в отверстии; the grease supply means comprise at least one annular groove formed in the hole;

- средства подачи консистентной смазки содержат по меньшей мере одну кольцевую канавку, образованную на наружной поверхности корпуса; - means for supplying grease contain at least one annular groove formed on the outer surface of the housing;

- корпус не имеет канавку на своей наружной поверхности, в частности, если кольцевая канавка образована в отверстии; - the housing does not have a groove on its outer surface, in particular if the annular groove is formed in the hole;

- консистентная смазка имеет плотность (ISO2811) предпочтительно от 0,85 до 1,05 г/см³, например равную 0,9 г/см³.- the grease has a density (ISO2811) preferably from 0.85 to 1.05 g/cm ³ , for example equal to 0.9 g/cm ³ .

В качестве неограничивающих примеров, консистентная смазка может быть выбрана среди образцов «SNR Lub EP2», «BP energrease LS EP2» и «Tutela grease MRM2»; As non-limiting examples, the grease can be selected from samples "SNR Lub EP2", "BP energrease LS EP2" and "Tutela grease MRM2";

- отверстие предпочтительно имеет цилиндрическую форму; - the hole preferably has a cylindrical shape;

- отверстие содержит поверхностное покрытие; - the hole contains a surface coating;

- поверхностное покрытие наносится на опорную поверхность и в полости после образования полостей; - the surface coating is applied to the supporting surface and in the cavity after the formation of the cavities;

- поверхностное покрытие наносится на опорную поверхность до образования полостей; - the surface coating is applied to the supporting surface before the formation of cavities;

обработка или покрытие имеет физические свойства, отличные от свойств основного металлического материала корпуса; the treatment or coating has physical properties different from those of the body's base metal material;

- обработка или покрытие являются многослойными или однослойными; - the treatment or coating is multi-layered or single-layered;

- покрытие производится посредством физического осаждения из паровой фазы (PVD); - the coating is produced by physical vapor deposition (PVD);

- покрытие производится посредством химического осаждения из паровой фазы (CVD); - the coating is produced by chemical vapor deposition (CVD);

- покрытие производится посредством горячего напыления; - the coating is produced by hot spraying;

- покрытие производится посредством холодного напыления; - the coating is produced by cold spraying;

- покрытие распыляется в виде порошка; - the coating is sprayed in powder form;

- покрытие распыляется в виде капель; - the coating is sprayed in the form of drops;

- покрытие производится посредством высокоскоростного газопламенного напыления (HVOF); - the coating is produced by high-speed flame spraying (HVOF);

- покрытие производится посредством лазерного плакирования; - the coating is made by means of laser cladding;

- покрытие является противозадирным; - the coating is anti-seize;

- покрытие содержит наружный слой аморфного углерода типа DLC (алмазоподобный углерод), в частности толщиной от 1 до 5 мкм, например 3 мкм; - the coating contains an outer layer of amorphous carbon type DLC (diamond-like carbon), in particular with a thickness of 1 to 5 μm, for example 3 μm;

- покрытие содержит наружный слой самосмазывающегося композита, в частности, на основе смолы и/или тканого или нетканого усиления, содержащего, например, наполнители из PTFE, MoS2 или наполнители графитового типа; - the coating contains an outer layer of a self-lubricating composite, in particular based on resin and/or woven or non-woven reinforcement, containing, for example, PTFE, MoS2 or graphite-type fillers;

- покрытие содержит полимерный лак; - the coating contains a polymer varnish;

обработкой является азотирование. Предпочтительно отверстие имеет комбинированный слой (белый слой) толщиной, в частности, от 5 до 50 мкм, например 20 мкм; the treatment is nitriding. Preferably, the opening has a combined layer (white layer) with a thickness in particular between 5 and 50 µm, for example 20 µm;

- обработкой является цементация. Предпочтительно цементация производится на толщину от 0,5 до 4 мм, например 2 мм; - the treatment is cementation. Preferably, the carburizing is carried out to a thickness of 0.5 to 4 mm, for example 2 mm;

- обработкой является твердая пропитка; - processing is solid impregnation;

- обработка представляет собой индукционную пропитку, - processing is induction impregnation,

предпочтительно высокочастотную; preferably high frequency;

- отверстие имеет поверхностный слой, обработанный против задирания на глубину диффузии, меньшую или равную 0,6 мм, поверхностный слой имеет твердость, большую или равную 500 Hv1, на глубину от 5 до 50 мкм; - the hole has a surface layer treated against scuffing to a diffusion depth less than or equal to 0.6 mm, the surface layer has a hardness greater than or equal to 500 Hv1, to a depth of 5 to 50 microns;

- зона охватывает все отверстие, 360 градусов относительно продольной оси корпуса; - the zone covers the entire opening, 360 degrees relative to the longitudinal axis of the housing;

- зона проходит в отверстии на угловой сектор по меньшей мере 120 градусов относительно продольной оси корпуса; - the zone extends in the hole at an angular sector of at least 120 degrees relative to the longitudinal axis of the housing;

- две зоны проходят в отверстии, каждая на угловой сектор по меньшей мере 120 градусов относительно продольной оси корпуса. - two zones extend in the opening, each in an angular sector of at least 120 degrees relative to the longitudinal axis of the housing.

Предпочтительно две зоны расположены по обе стороны от оси; Preferably two zones are located on either side of the axis;

- зона может иметь полости нескольких разных типов или только одного типа; - the zone can have cavities of several different types or only one type;

- полости имеют круглое поперечное сечение; - the cavities have a round cross section;

- полости имеют сотовидное поперечное сечение; - the cavities have a honeycomb cross section;

- каждая полость имеет большую длину или диаметр от 2 до 15 мм, например 6 мм; - each cavity has a large length or diameter from 2 to 15 mm, for example 6 mm;

полости имеют поверхностную плотность от 5 до 65%, причем эта поверхностная плотность определяется как отношение неопорной поверхности к опорной поверхности в указанной зоне, содержащей полости; the cavities have an areal density of 5 to 65%, this areal density being defined as the ratio of the non-supporting surface to the supporting surface in said region containing the cavities;

- полости не открываются наружу в боковом направлении по сторонам корпуса. - the cavities do not open outward in the lateral direction on the sides of the housing.

Настоящее изобретение также направлено на механическую систему, содержащую направляющую деталь, такую как упомянутая выше, и элемент, подвижный при колебательном движении или вращательном движении в этой направляющей детали. The present invention is also directed to a mechanical system comprising a guide piece such as mentioned above and an element movable in an oscillatory motion or rotational movement in the guide piece.

Настоящее изобретение направлено также на способ изготовления детали для направления подвижного элемента при колебательном движении или вращательном движении, характеризующийся тем, что способ включает следующие последовательные этапы: The present invention is also directed to a method for manufacturing a part for guiding a movable element in an oscillatory motion or a rotational motion, characterized in that the method includes the following successive steps:

a) изготовление корпуса, выполненного из металлического материала, оснащенного отверстием для сборки подвижного элемента, содержащего полости, распределенные прерывисто в отверстии и способные действовать как источник консистентной смазки, и содержащего необязательные средства подачи консистентной смазки; в отверстии образована опорная поверхность снаружи полостей и средств подачи и неопорная поверхность в полостях и средствах подачи; отверстие содержит по меньшей мере одну зону с полостями, имеющими глубину от 2 до 5 мм; a) fabrication of a body made of a metallic material provided with an opening for assembling a movable element, comprising cavities discontinuously distributed in the opening and capable of acting as a source of grease, and containing optional means of supplying grease; in the hole, a support surface is formed outside the cavities and supply means and a non-support surface in the cavities and supply means; the hole contains at least one zone with cavities having a depth of 2 to 5 mm;

b) выполнение упрочняющей обработки отверстия, по меньшей мере в указанной зоне; и b) performing a hardening treatment of the hole, at least in the specified zone; and

c) нанесение консистентной смазки в отверстие, по меньшей мере в указанной зоне, причем количество консистентной смазки в полостях на опорную поверхность составляет от 0,05 до 0,3 г/см² в указанной зоне. Согласно варианту осуществления способа изготовления на этапе нанесения консистентной смазки в отверстие количество консистентной смазки в полостях на опорную поверхность составляет от 0,05 до 0,2 г/см². c) applying grease into the hole, at least in the specified zone, and the amount of grease in the cavities on the bearing surface is from 0.05 to 0.3 g/cm ² in the specified zone. According to an embodiment of the manufacturing method, at the stage of applying grease to the hole, the amount of grease in the cavities on the bearing surface is from 0.05 to 0.2 g/cm ² .

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВBRIEF DESCRIPTION OF GRAPHICS

Настоящее изобретение станет более понятным после прочтения следующего описания, приведенного исключительно в качестве неограничивающего примера и выполненного со ссылкой на прилагаемые графические материалы, на которых: The present invention will become more understandable after reading the following description, given solely as a non-limiting example and made with reference to the accompanying drawings, in which:

[на фиг. 1] представлена механическая система в сечении по оси согласно настоящему изобретению, содержащая кольцо и вал, размещенный в кольце; [in FIG. 1] shows a mechanical system in axial section according to the present invention, containing a ring and a shaft placed in the ring;

[на фиг. 2] представлен вид в увеличенном масштабе участка II на фиг. 1; [in FIG. 2] is an enlarged view of section II in FIG. one;

[на фиг. 3] представлено кольцо в радиальном сечении по линии III-III на фиг. 1; [in FIG. 3] shows the ring in radial section along line III-III in FIG. one;

[на фиг. 4] представлено поперечное сечение, аналогичное сечению на фиг. 1, показывающее вариант кольца согласно настоящему изобретению без средств подачи консистентной смазки; [in FIG. 4] shows a cross section similar to that of FIG. 1 showing a variant of the ring according to the present invention without means of supplying grease;

[на фиг. 5] представлен вид, подобный виду на фиг. 2, на котором показан вариант полости; [in FIG. 5] shows a view similar to that of FIG. 2 showing a variant of the cavity;

[на фиг. 6] представлен вид, подобный виду на фиг. 2, на котором показан другой вариант полости; [in FIG. 6] shows a view similar to that of FIG. 2 showing another version of the cavity;

[на фиг. 7] представлен вид, подобный виду на фиг. 3, на котором показан вариант отверстия; [in FIG. 7] shows a view similar to that of FIG. 3 showing a variant of the hole;

[на фиг. 8] представлен вид, подобный виду на фиг. 3, на котором показан другой вариант отверстия; [in FIG. 8] shows a view similar to that of FIG. 3, which shows another version of the hole;

[на фиг. 9] представлен вид, подобный виду на фиг. 3, на котором показан другой вариант отверстия. [in FIG. 9] shows a view similar to that of FIG. 3, which shows another version of the hole.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

На фиг. 1–3 показана механическая система согласно настоящему изобретению, содержащая направляющее кольцо (1) также согласно настоящему изобретению и вал (2), подвижный при колебательном движении или вращательном движении в кольце (1). In FIG. 1-3 shows a mechanical system according to the present invention, comprising a guide ring (1), also according to the present invention, and a shaft (2) movable in an oscillating or rotary motion in the ring (1).

Кольцо (1) содержит трубчатый корпус (10), центрированный на продольной оси (X10). Корпус (10) имеет наружную цилиндрическую поверхность (11) и внутреннюю цилиндрическую поверхность, образующую отверстие (12) для вмещения вала (2). Корпус (10) выполнен из металлического материала, прошедшего упрочняющую обработку, например азотирование, цементацию или пропитку. Предпочтительно корпус (10) выполнен из стали, имеющей предел текучести Re от 200 до 600 МПа. The ring (1) contains a tubular body (10) centered on the longitudinal axis (X10). The housing (10) has an outer cylindrical surface (11) and an inner cylindrical surface forming an opening (12) to accommodate the shaft (2). The housing (10) is made of a metal material that has undergone a hardening treatment, such as nitriding, carburizing or impregnation. Preferably, the body (10) is made of steel having a yield strength Re between 200 and 600 MPa.

Корпус (10) содержит полости (20), распределенные в отверстии (12) и способные действовать как источник (30) консистентной смазки. Полости (20) распределены в отверстии (12) прерывисто, т. е. они не сообщаются друг с другом. Предпочтительно полости (20) равномерно распределены в отверстии (12) вокруг и/или вдоль оси (X10). The body (10) contains cavities (20) distributed in the hole (12) and capable of acting as a source (30) of grease. The cavities (20) are discontinuously distributed in the hole (12), i.e. they do not communicate with each other. Preferably, the cavities (20) are evenly distributed in the opening (12) around and/or along the axis (X10).

Полости (20) могут иметь любую форму. Например, полости (20) могут иметь круглое радиальное поперечное сечение с диаметром (D20) и прямоугольное осевое поперечное сечение с глубиной (P20). На практике глубина (P20) измеряется на дне полости (20) в точке, наиболее удаленной от поверхности отверстия (12). The cavities (20) may be of any shape. For example, the cavities (20) may have a circular radial cross section with a diameter (D20) and a rectangular axial cross section with a depth (P20). In practice, the depth (P20) is measured at the bottom of the cavity (20) at the point furthest from the surface of the hole (12).

Корпус (10) также содержит средства (26) для подачи консистентной смазки (30) в отверстие (12). Например, средства (26) подачи содержат кольцевую канавку (27), образованную на наружной поверхности (11), кольцевую канавку (28), образованную в отверстии (12), и по меньшей мере один вырез (29), проходящий через корпус (10) между канавками (27, 28). Кольцевые канавки (27, 28) образованы вокруг оси (X10). Предпочтительно средства (26) подачи содержат несколько вырезов (29), распределенных вокруг оси (X10), из которых присутствуют два, три, четыре или более вырезов (29). Средства (26) и, более конкретно, канавка (28) не соединены с полостями (20). The housing (10) also contains means (26) for supplying grease (30) to the hole (12). For example, the feed means (26) comprise an annular groove (27) formed on the outer surface (11), an annular groove (28) formed in the hole (12), and at least one notch (29) passing through the housing (10 ) between grooves (27, 28). Annular grooves (27, 28) are formed around the axis (X10). Preferably, the feed means (26) comprise several notches (29) distributed around the axis (X10), of which there are two, three, four or more notches (29). The means (26) and more specifically the groove (28) are not connected to the cavities (20).

В качестве альтернативы, средства (26) подачи могут не иметь наружной канавки (27). Фактически испытания показали, что внутренней канавки (28) достаточно для обеспечения подачи консистентной смазки (30) в отверстие (12). Alternatively, the feed means (26) may not have an outer groove (27). In fact, tests have shown that the internal groove (28) is sufficient to ensure that the grease (30) is fed into the bore (12).

В отверстии (12) опорная поверхность (14) образована снаружи полостей (20) и средств (26) подачи, а неопорная поверхность (16) образована в полостях (20) и средствах (26) подачи. In the hole (12), the support surface (14) is formed outside the cavities (20) and the feed means (26), and the non-support surface (16) is formed in the cavities (20) and the feed means (26).

Согласно настоящему изобретению отверстие (12) содержит по меньшей мере одну зону (40) с: According to the present invention, the opening (12) contains at least one zone (40) with:

- глубиной (P20) полостей (20), составляющей от 2 до 5 мм, и – отношением количества консистентной смазки (30) в полостях (20) к опорной поверхности (14), составляющим от 0,05 до 0,2 г/см². - the depth (P20) of the cavities (20) of 2 to 5 mm, and - the ratio of the amount of grease (30) in the cavities (20) to the bearing surface (14) of 0.05 to 0.2 g/cm ² .

Консистентная смазка (30), содержащаяся в средствах (26) подачи, не учитывается при расчете отношения консистентной смазки (30) к опорной поверхности (14). The grease (30) contained in the supply means (26) is not taken into account when calculating the ratio of grease (30) to bearing surface (14).

Испытания, проведенные заявителем, показали, что в случае шарнирного соединения, работающего в режиме колебаний или вращения, консистентная смазка (30), находящаяся во внутренней канавке (28), не влияет на смазывание отверстия (12), поскольку эта канавка (28) не соединена с полостями (20). Кроме того, эта канавка (28) способствует увеличению контактного давления между валом (2) и кольцом (1) за счет уменьшения опорной поверхности (14). Tests carried out by the Applicant have shown that in the case of an oscillating or rotating swivel, the grease (30) present in the internal groove (28) does not affect the lubrication of the bore (12), since this groove (28) does not connected to cavities (20). In addition, this groove (28) helps to increase the contact pressure between the shaft (2) and the ring (1) by reducing the bearing surface (14).

Эти испытания осуществляли при следующих условиях: These tests were carried out under the following conditions:

- кольца (1) с внутренним диаметром 80 мм/наружным диаметром - rings (1) with inner diameter 80 mm/outer diameter

95 мм/длиной 60 мм 95mm / length 60mm

- давление = 50 МПа - pressure = 50 MPa

- PV: 0,21 МПа.м/с - PV: 0.21 MPa.m/s

- только первоначальная смазка - initial lubrication only

- сравнение между кольцами (1) с внутренней смазочной канавкой (28) и без нее. - comparison between rings (1) with and without internal oil groove (28).

Срок службы колец (1) без внутренней смазочной канавки (28) в два раза больше, чем колец (1) с внутренней смазочной канавкой (28). The service life of rings (1) without an internal oil groove (28) is twice as long as that of rings (1) with an internal oil groove (28).

Полученные результаты противоречат некоторым публикациям известного уровня техники, утверждающим, что вся консистентная смазка (30), содержащаяся в кольце (1), является «эффективной», включая консистентную смазку (30), содержащуюся во внутренней и внешней канавках (27, 28). The results obtained contradict some prior art publications claiming that all the grease (30) contained in the ring (1) is "effective", including the grease (30) contained in the inner and outer grooves (27, 28).

Предпочтительно глубина (P20) полостей (20) в зоне (40) составляет от 3 до 5 мм. Более предпочтительно глубина (P20) равна 4 мм. Preferably, the depth (P20) of the cavities (20) in the area (40) is between 3 and 5 mm. More preferably the depth (P20) is 4 mm.

В примере на фиг. 1–3 зона (40) охватывает все отверстие (12), 360 градусов относительно оси (X10) корпуса (10). Другими словами, все отверстие (12) оснащено полостями (20), глубина (P20) которых составляет от 2 до 5 мм. In the example in FIG. 1-3 zone (40) covers the entire hole (12), 360 degrees relative to the axis (X10) of the body (10). In other words, the entire opening (12) is provided with cavities (20) whose depth (P20) is between 2 and 5 mm.

Предпочтительно отверстие (12) имеет поверхностный слой (50), обработанный против задирания на глубину (P50) диффузии, меньшую или равную 0,6 мм, причем поверхностный слой (50) имеет твердость, большую или равную 500 Hv1, на глубину (P52) от 5 до 50 мкм. Preferably, the opening (12) has a surface layer (50) treated against scuffing to a diffusion depth (P50) of less than or equal to 0.6 mm, the surface layer (50) having a hardness greater than or equal to 500 Hv1 to a depth (P52) from 5 to 50 microns.

Провели два испытательных прогона с изменением определенных параметров, таких как размеры кольца (1), размеры полостей (20) и материал вала (2). Conducted two test runs with changes in certain parameters such as the dimensions of the ring (1), the dimensions of the cavities (20) and the material of the shaft (2).

Для первого тестового прогона в таблице 1 представлены условия тестирования, использованные для этого прогона, а в таблицах 2 и 3 представлены разные серии испытаний и полученные результаты. For the first test run, Table 1 shows the test conditions used for this run, while Tables 2 and 3 show the different test series and results obtained.

[Таблица 1][Table 1]

Стенд Stand Большой стенд испытаний на
вибропрочность Large test bench for
vibration resistance Закон движения Law of motion Ось синусоидального колебательного движения Axis of sinusoidal oscillatory motion Амплитуда колебательного движения Amplitude of oscillatory motion 90° 90° Консистентная смазка
(тип) Grease
(type of) Консистентная смазка с
противозадирными присадками Grease with
extreme pressure additives Смазывание Lubrication Только первоначальное
(в кольце (1) не предусмотрены
средства (26) подачи) Only initial
(in the ring (1) are not provided
feed means (26) Материал кольца (1) Ring material (1) Сталь (Re < 600 МПа) Steel (Re < 600 MPa) Материал вала (2) Shaft material (2) Цементированная пропитанная сталь
16NC6 Case-hardened impregnated steel
16NC6 Критерий останова Stop Criteria COF > 0,35 COF > 0.35 T° > 100°C T° > 100°C Износ > 0,5 мм Wear > 0.5 mm

[Таблица 2][Table 2]

Результаты испытаний, проведенных на кольцах большего размера, приведены в таблице 3 ниже.The results of tests carried out on larger rings are shown in Table 3 below.

[Таблица 3][Table 3]

Для второго тестового прогона в таблице 4 представлены условия испытаний, использованные для этого прогона, а в таблице 5 представлена серия испытаний и полученные результаты.For the second test run, Table 4 shows the test conditions used for this run, and Table 5 shows the test series and results.

[Таблица 4][Table 4]

Стенд Stand Большой стенд испытаний
вибропрочность Large test stand
vibration resistance на on the Закон движения Law of motion Ось синусоидального колебательного движения Axis of sinusoidal oscillatory motion Амплитуда колебательного движения Amplitude of oscillatory motion 90° 90° Консистентная смазка
(тип) Grease
(type of) Консистентная смазка c противозадирными присадкамиGrease with EP additives Смазывание Lubrication Только первоначальное (в кольце (1) не предусмотрены средства (26) подачи) Only initial (in the ring (1) no means (26) of supply are provided) Материал кольца (1) Ring material (1) Сталь (Re < 600 МПа) Steel (Re < 600 MPa) Материал вала (2) Shaft material (2) 42CD4 QT + HF пропитка с твердым покрытием Cr (пропитанная и покрытая сталь) 42CD4 QT + HF impregnated hard coated Cr (impregnated and coated steel) Критерий останова Stop Criteria COF > 0,35 COF > 0.35 T° > 100°C T° > 100°C Износ > 0,5 мм Wear > 0.5 mm

[Таблица 5][Table 5]

По результатам двух испытательных прогонов отмечают, что характеристики, которые соответствуют количеству циклов до заедания, являются максимальными для количества консистентной смазки на опорную поверхность, составляющего от 0,05 г/см² до 0,3 г/см² и, в частности, от 0,05 г/см² до 0,2 г/см². From the results of two test runs, it is noted that the characteristics that correspond to the number of cycles before seizing are maximum for the amount of grease per bearing surface, which is from 0.05 g/cm ² to 0.3 g/cm ² and, in particular, from 0.05 g/cm ² to 0.2 g/cm ² .

Другие варианты осуществления направляющей детали (1) согласно настоящему изобретению показаны на фиг. 4–9. Некоторые составные элементы детали (1) сопоставимы с элементами первого варианта осуществления, описанного выше, и в целях упрощения имеют одинаковые числовые обозначения. Other embodiments of the guide piece (1) according to the present invention are shown in FIG. 4–9. Some constituent elements of the part (1) are comparable with the elements of the first embodiment described above, and for the sake of simplicity, have the same numerical designations.

На фиг. 4 показана направляющая деталь (1) с полостями (20), но без средств (30) подачи консистентной смазки. В отверстии (12) опорная поверхность (14) образована снаружи полостей (20), а неопорная поверхность (16) образована в полостях (20). In FIG. 4 shows the guide piece (1) with cavities (20) but without means (30) for supplying grease. In the hole (12), the support surface (14) is formed outside the cavities (20), and the non-support surface (16) is formed in the cavities (20).

На фиг. 5 изображена полость (20), имеющая диаметр (D20), который меньше глубины (P20). In FIG. 5 shows a cavity (20) having a diameter (D20) that is smaller than the depth (P20).

На фиг. 6 изображена полость (20), имеющая диаметр (D20), превышающий глубину (P20). In FIG. 6 shows a cavity (20) having a diameter (D20) greater than the depth (P20).

На фиг. 7 изображено отверстие (12), содержащее зону (42), проходящую на угловой сектор 120 градусов относительно продольной оси (X10). Отверстие (12) оснащено полостями (20), имеющими глубину (P20) от 2 до 5 мм исключительно в этой зоне (42). За пределами зоны (42) отверстие (12) не имеет полостей, служащих в качестве источника (30) консистентной смазки. In FIG. 7 shows an opening (12) containing a zone (42) extending through an angular sector of 120 degrees with respect to the longitudinal axis (X10). The hole (12) is provided with cavities (20) having a depth (P20) of 2 to 5 mm exclusively in this zone (42). Outside the zone (42), the hole (12) has no cavities serving as a source (30) of grease.

На фиг. 8 изображено отверстие (12), содержащее зону (42), проходящую на угловой сектор 180 градусов относительно продольной оси (X10). Отверстие (12) оснащено полостями (20), имеющими глубину (P20) от 2 до 5 мм исключительно в этой зоне (42). За пределами зоны (42) отверстие (12) оснащено полостями (22), действующими как источник (30) консистентной смазки и имеющими глубину менее 2 мм, например 1 мм. Эти полости (22) не учитываются при расчете отношения консистентной смазки (30) к опорной поверхности (14) в зоне (42). In FIG. 8 shows an opening (12) containing a zone (42) extending through an angular sector of 180 degrees with respect to the longitudinal axis (X10). The hole (12) is provided with cavities (20) having a depth (P20) of 2 to 5 mm exclusively in this zone (42). Outside the zone (42), the hole (12) is equipped with cavities (22) acting as a source (30) of grease and having a depth of less than 2 mm, for example 1 mm. These cavities (22) are not taken into account when calculating the ratio of grease (30) to bearing surface (14) in zone (42).

На фиг. 9 изображено отверстие (12), содержащее две зоны (44, 46), каждая из которых проходит на угловой сектор 120 градусов относительно продольной оси (X10). Зоны (44, 46) расположены друг напротив друга по обе стороны от оси (X10). In FIG. 9 shows an opening (12) containing two zones (44, 46), each of which extends through an angular sector of 120 degrees with respect to the longitudinal axis (X10). Zones (44, 46) are located opposite each other on both sides of the axis (X10).

Кроме того, направляющая деталь (1) может иметь форму, отличную от формы по фиг. 1–9, не выходя за пределы объема настоящего изобретения, определенного в формуле изобретения. Кроме того, технические характеристики разных вариантов осуществления и вариантов, упомянутых выше, могут полностью или частично сочетаться. In addition, the guide piece (1) may have a shape different from that of FIG. 1-9 without departing from the scope of the present invention as defined in the claims. In addition, the technical characteristics of the various embodiments and the options mentioned above may be combined in whole or in part.

Таким образом, направляющая деталь (1) может быть приспособлена с точки зрения стоимости, функциональных возможностей и эксплуатационных характеристик.Thus, the guide piece (1) can be customized in terms of cost, functionality and performance.

Claims

1. Detail (1) for guiding the element (2), which is movable during oscillatory motion or rotational motion, containing a body (10) made of hardened metal material, equipped with a hole (12) for assembling the movable element (2), containing cavities (20 ) distributed discontinuously in the hole (12) and capable of acting as sources (30) of grease, and containing optional means (26) for supplying grease (30), while in the hole (12) a bearing surface (14) is formed outside the cavities (20) and feed means (26) and a non-supporting surface (16) in the cavities (20) and feed means (26), characterized in that the opening (12) contains at least one zone (40; 42; 44, 46) with cavities (20) having a depth (P20) of 2 to 5 mm, and the amount of grease (30) in the cavities (20) per bearing surface (14) is from 0.05 to 0.3 g/cm ² .

2. Guide piece (1) according to claim 1, characterized in that the amount of grease (30) in the cavities (20) on the bearing surface (14) is from 0.05 to 0.2 g/cm ² .

3. A guide piece (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the depth (P20) of the cavities (20) in the area (40) is between 3 and 5 mm, preferably 4 mm.

4. Guide piece (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the hole (12) has a surface coating.

5. A guide piece (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the bore (12) has a surface layer (50) treated against scuffing to a diffusion depth (P50) of less than or equal to 0.6 mm, wherein the surface layer ( 50) has a hardness greater than or equal to 500 Hv1 to a depth (P52) of 5 to 50 µm.

6. A guide piece (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the metal material of the body (10) has a yield strength Re between 200 and 600 MPa.

7. Guide piece (1) according to any one of paragraphs. 1-6, characterized in that the zone (40) covers the entire opening (12), 360 degrees relative to the longitudinal axis (X10) of the body (10).

8. Guide piece (1) according to any one of paragraphs. 1-6, characterized in that the zone (42) passes in the hole (12) for an angular sector of at least 120 degrees relative to the longitudinal axis (X10) of the housing (10).

9. Guide piece (1) according to any one of paragraphs. 1-6, characterized in that two zones (44, 46) pass in the hole (12), each by an angular sector of at least 120 degrees relative to the longitudinal axis (X10) of the housing (10).

10. A mechanical system comprising a guide piece (1) according to any one of the previous paragraphs and an element (2) movable during oscillatory movement or rotational movement in the hole (12) of this guide piece (1).

11. A method for manufacturing a part (1) for guiding an element (2) movable during oscillatory motion or rotational motion, characterized in that the method includes the following successive steps:

a) manufacture of a body (10) made of a metallic material, equipped with a hole (12) for assembling a movable element (2) containing cavities (20) distributed discontinuously in the hole (12) and capable of acting as a source (30) of grease, and containing optional means (26) for supplying grease (30);

at the same time, in the hole (12) a support surface (14) is formed outside the cavities (20) and the supply means (26) and a non-support surface (16) in the cavities (20) and the supply means (26);

wherein the hole (14) contains at least one zone (40; 42; 44, 46) with cavities (20), the depth (P20) of which is from 2 to 5 mm;

b) performing hardening processing holes (12) at least in the specified area (40; 42; 44, 46);

c) applying grease (30) into the hole (12) at least in the specified zone (40; 42; 44, 46), while the amount of grease (30) in the cavities (20) on the bearing surface (14) is from 0.05 to 0.3 g/cm ² in the indicated zone (40; 42; 44, 46).

12. The manufacturing method according to claim 11, characterized in that at the stage of applying grease (30) into the hole (12), the amount of grease (30) in the cavities (20) on the bearing surface (14) is from 0.05 to 0 .2 g / cm ² .