ПАРА ТРЕНИЯ Российский патент 1995 года по МПК F16C33/12 F16C33/16 

Изобретение относится к машиностроению, в частности парам трения, работоспособным в наземной и авиационно- космической технике.

Известны узлы трения, детали пар трения которых выполнены из конструкционных материалов либо сочетания конструкционных материалов с эластомерами. При этом трение может осуществляться как при наличии смазки, так и без нее. Например, в пневмоцилиндрах трение осуществляется между металлической поверхностью гильзы и уплотняющими кольцами из эластомера без подачи смазочного материала в зону трения.

Применение эластомеров обуславливает наличие высокого трения в сопряжении, скручивание и неравномерный износ эластомера, дискретный контакт элементов узла, что приводит к задирам, а в итоге, к выходу из строя.

При использовании уплотнений из конструкционных износостойких материалов для повышения износостойкости рабочих поверхностей пары трения применяют традиционные технологические методы их обработки: хромирование, анодирование, бронзирование с обязательной суперфинишной обработкой. Однако работоспособность таких пар трения лимитируется наличием смазки.

Известен узел трения, содержащий элемент с рабочими поверхностями скольжения и трибополимеробразующим смазочным материалом. Однако применение этого смазочного материала в узлах трения, выполненных из конструкционных материалов с уплотнениями из эластомеров, сопровождается высоким трением и износом эластомера.

Целью изобретения является снижение трения, повышение ресурса узла трения при работе без применения смазочных материалов, исключение коррозии и фреттинг-коррозии, сокращение трудоемкости изготовления и ремонта.

Цель достигается тем, что на рабочую поверхность одной из пар трения наносится твердое смазочное покрытие при следующем соотношении компонентов, мас.

1. Поли-м-фениленизо-
фталамид или поли-1-
тетрафторэтокси-2,4- фениленизофталамид 45,0-70,0 2. Смола эпоксидная 5,1-15,0
3. Лак эпоксифеноль- ный ЭП-527Х 5,1-15,4
4. Полиэтилен высокой плотности 15,3-35,8
5. Диэтиловый эфир ма- леиновой кислоты 0,1-5,0, а сопрягаемая деталь (контртело) выполнена из конструкционного материала или эластомера. В последнем случае при сборке может быть использована кремнийорганическая жидкость (КОЖ) для смачивания эластомера (лучшая собираемость).

Для получения твердого смазочного покрытия (ТСП) готовят суспензию ТСП путем растворения ароматического полиамида в соответствующих растворителях и последующего смешения раствора полиамида с остальными компонентами ТСП. Суспензия наносится на рабочую поверхность одной из пар трения каким-либо известным методом (кистью, краскораспылителем и т.п.) толщиной 0,05-0,5 мм и отверждается при 200^оС в течение 25 ч.

Для приготовления суспензии используют поли-м-фениленизофталамид марок фенилон П либо С1 (ТУ 6-05-221-101-71) или фенилон С2 (ТУ 6-05-221-226-72), а в качестве фторсодержащего аналога используют продукт, разработанный институтом биоорганической химии и нефтехимии АН УССР, полученный по ТУ 88 УССР 264-73-91.

В качестве эпоксидных смол используют следующие: ЭХД (ТУ-6-05-1725-75), эпоксидиановые (ЭД-8; ЭД-16; ЭД-20, ГОСТ 10587-84): КДА (ТУ 6-05-1380-76), а также эпоксифенольный лак ЭП-527Х (ТУ-6-10-1996-85).

Антифрикционным наполнителем служат полиэтилен низкого давления (высокая плотность) по ГОСТ 16338-85 изм. 1 (возможно использование и высокомолекулярного полиэтилена марки 21504-000, который как и ПЭНД выпускается в виде порошка) и диэтиловый эфир малеиновой кислоты (ТК 6-09-4026-85).

П р и м е р. Покрытия, приготовленные из предлагаемого состава и состава по прототипу (авт. св. СССР N 1651616) наносили на внутреннюю поверхность пневмоцилиндра, изготовленного путем доработки гильзы гидроцилиндра 11.5313.0.100.000 (из гидроцилиндра демонтирован встроенный замок убранного положения штока). Рабочее давление воздуха 0,5-0,6 МПа. Ресурсные испытания пневмоцилиндра производили на стенде, состоящем из пневмоцилиндра, электропневматических клапанов, дросселей ГА-230, мультивибратора, манометра, пара-баллона, обратного клапана и фильтра тонкой очистки (16 мкм). С помощью дросселей установлен рабочий режим, обеспечивающий перекладку штока пневмоцилиндра в каждом из направлений за 1 с.

В процессе ресурсных испытаний наработано 100.000 двойных ходов штока пневмоцилиндра. Для сравнения испытывали пневмоцилиндр, не имеющий антифрикционного полимерного покрытия. Основными измеряемыми параметрами (являлись давление страгивания и износ покрытия и резины. В таблице приведены результаты испытаний.

Из таблицы видно, что использование предлагаемого изобретения при оптимальном составе покрытия резко снижает коэффициент трения (давление страгивания) в 5 раз по сравнению с существующей конструкцией (резина по хромированной стали) и в 2,5 раза по сравнению с прототипом.

Износ резины снижается более чем в 5 раз как по сравнению с трением по хромированной стали, так и по покрытию, взятому за прототип.

Использование: для наземной и авиационно-космической техники. Сущность изобретения: в паре трения, содержащей выполненные из конструкционного материала детали с твердым смазочным покрытием между ними, последнее содержит, мас. поли-м-фениленизофталамид или поли-1-тетрафторэтокси-2,4-фениленизофталамид 45,0 70,0; смола эпоксидная 5,1 15,0; лак эпоксифенольный ЭП-527Х 5,1 15,4; полиэтилен низкого давления (высокой плостности) 15,3 35,8; диэтиловый эфир малеиновой кислоты 0,1 5,0. При этом одна из деталей может быть выполнена из эластомера. 1 з. п. ф-лы, 1 табл.

1. ПАРА ТРЕНИЯ, содержащая выполненные из конструкционного материала детали с твердым смазочным покрытием между ними, отличающаяся тем, что смазочное покрытие содержит, мас.

Поли-м-фениленизофталамид или поли-1-тетрафторэтокси-2,4
-фениленизофталамид 45,0 70,0
Смола эпоксидная 5,1 15,0
Лак эпоксифенольный ЭП-527Х 5,1 15,4
Полиэтилен высокой плотности 15,3 35,5
Диэтиловый эфир малеиновой кислоты 0,1 5,0
2. Пара трения по п. 1, отличающаяся тем, что одна из деталей выполнена из эластомера.