ОПОРА СКОЛЬЖЕНИЯ МЕХАНИЗМА ШВЕЙНОЙ МАШИНЫ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ИГЛОВОДИТЕЛЯ Российский патент 1994 года по МПК D05B55/00 F16C31/02 

Изобретение относится к общему машиностроению, в частности к швейному машиностроению, может быть использовано в высокоскоростных швейных машинах в таких парах трения, как игловодитель-втулка, челнок-шпуледержатель, петлитель-нить и т.п.

В настоящее время для обеспечения требуемого срока службы пар трения на высоких скоростях (до 10 тыс. стежков в минуту) их контактирующие поверхности покрывают слоем износостойкого материала, образованного на основе нитрида титана (1).

Также для этих целей детали швейных машин, например игловодитель, изготавливают из легких сплавов, например титановых, с последующим покрытием бором, добиваясь одновременно снижения шума и вибрации (2).

Для покрытия деталей нитридом титана применяется ионный способ нанесения покрытий, что значительно увеличивает себестоимость изготовления пар трения. Изготовление деталей швейных машин из титановых сплавов с последующим борированием также увеличивает их себестоимость и по причине высокой цены сплавов на основе титана.

Целью изобретения является создание такой пары трения, которая при относительно малой себестоимости материала, из которого она изготавливается, обладает высокой износостойкостью, соизмеримой с износостойкостью покрытий на основе нитрида титана или с последующим борированием деталей из титановых сплавов.

Достигается это тем, что детали пары трения, например игловодитель-втулка, изготавливаются из алюминиевого сплава, например сплава АМ_г. С целью обеспечения высокой износостойкости на рабочих поверхностях деталей пары трения образуют слой износостойких поверхностей, который состоит из композита на основе твердых фаз, содержащего, мас.%: α -Al₂O₃ 5-8, γ- Al₂O₃ -80-85, Al₃O₄ 15-7. Этот износостойкий поверхностный слой характеризуется низкой интенсивностью изнашивания J ≈ 10^-9, низким коэффициентом трения μ= 0,003-0,012, микротвердостью Н ≈ 13 ГПа, толщиной до 400 мкм.

Износостойкий поверхностный слой из окиси алюминия (Al₂O₃ и Al₃O₄) образуется в процессе микродугового оксидирования.

Заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что в качестве материала, из которого изготавливается пара трения, используется сплав алюминия, а в качестве износостойкого слоя используется композит на основе твердых фаз, содержащий, мас.%: α-Al₂O₃ 5-8, γ -Al₂O₃ 80-85, Al₃O₄ 15-7. Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "Новизна".

Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от пpототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежной областей техники (патенты США N 4660487, N 4665850, патент Франции N 2576042) и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию "Существенные отличия".

На чертеже изображена пара трения "игловодитель-втулка".

На внешней рабочей поверхности игловодителя 1 образован износостойкий слой толщиной " δ", состоящий из композита на основе твердых фаз, содержащего мас.%: α-Al₂O₃ 5-8%, γ -Al₂O₃ - 80-85% и Al₃O₄ - 15-7%.

Аналогичный поверхностный слой образован на внутренней рабочей поверхности втулки 2. При этом толщина слоя может достигать до 400 мкм, в зависимости от времени обработки МДO. Износостойкий поверхностный слой на деталях образуется в процессе микродугового оксидирования, для чего детали пары трения помещают в щелочной электролит, имеющий температуру 20...60^oC.

Процесс ведут в течение 60-180 мин при пульсирующем токе положительной и отрицательной полярности с частотой 50 Гц при соотношении интенсивностей катодного и анодного токов I_к/I_a = 1,0-1,3 и напряжении 400...600 В, плотность тока 5-20 А/дм².

Влияние времени обработки на основные характеристики износостойкого поверхностного слоя приведены в таблице.

Рабочая поверхность деталей, полученная методом микродугового оксидирования (МДО), имеет высокие триботехнические характеристики: коэффициент трения μ = =0,003-0,012, интенсивность изнашивания I_h ≈ 10^-9, микротвердость Н ≈ 13 ГПа, а также обладает хорошей тепло- и коррозионной стойкостью.

Изготовление из алюминиевого сплава AМг детали пары трения ввиду малого удельного веса обеспечивает возможность увеличить частоту вращения главного вала швейной машины, улучшить динамические характеристики узлов машины (уменьшить вибрации), снизить уровень шума.

Кроме того, в определенном диапазоне нагрузок и скоростей контактирующие поверхности деталей, обработанных методом МДО, не требуют смазки.

Для получения декоративной поверхности с толщиной слоя 5-30 мкм детали помещают в электролит и ведут процесс МДО в течение 20-30 мин. При этом температура электролита 20-60^oC, процесс происходит при асимметричном напряжении 400-600 В, плотности тока 15 А/дм² и частоте 50 Гц.

Заявленное техническое решение не ограничивается указанной парой трения игловодитель-втулка и может с полным успехом относиться и к другим парам трения машины, например челнок-шпуледержатель, петлитель-нить и т.д.

Изобретение относится к швейному машиностроению и может быть использовано при изготовлении швейных машин, работающих на высоких скоростях, и позволяет уменьшить себестоимость изготовления пар трения швейных машин. Для этого детали пар трения изготовляются из определенных алюминиевых сплавов и методом электрохимического микроплазменного процесса (методом микродугового оксидирования) на их рабочих поверхностях получают слой износостойкого материала, который состоит из композита на основе твердых фаз. Этот композит содержит, мас.%: α Al₂O₃ 5-8; γ Al₂O₃ -80-85; Al₃O₄ - 7-15, характеризуется низким коэффициентом трения 0,003 - 0,012, интенсивностью изнашивания I_h 10^-9 и микротвердостью H - 13ГПа. 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1. ОПОРА СКОЛЬЖЕНИЯ МЕХАНИЗМА ШВЕЙНОЙ МАШИНЫ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ИГЛОВОДИТЕЛЯ, имеющая детали пары трения, выполненные из легких сплавов с покрытием рабочих поверхностей износостойким материалом, отличающаяся тем, что детали пары трения выполнены из алюминиевого сплава, преимущественно АМг, а износостойкий слой выполнен из композита на основе твердых фаз, содержащий, мас.%:
α Al₂O₅ 5 - 8
γ Al₂O₃ 80 - 85
Al₃O₄ 7 - 15
2. Опора скольжения по п.1, отличающаяся тем, что износостойкий слой образован методом микродугового оксидирования. 3. Опора скольжения по п.1, отличающаяся тем, что толщина износостойкого слоя составляет 50 - 400 мкм. 4. Опора скольжения по п.1, отличающаяся тем, что детали пары трения имеют декоративный поверхностный слой, толщина которого составляет 5 - 30 мкм.