ПОДШИПНИК КАЧЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F16C33/30 

Изобретение относится к машиностроению для подшипников качения.

Известен подшипник качения, содержащий два кольца с дорожками качения и расположенные между ними тела качения, состоящие из сердечника и нанесенного на него двуслойного покрытия из внутреннего и рабочего наружного слоев. [1]
Недостатком известного подшипника качения являются то, что покрытие не дает возможности в полной мере прирабатываться поверхностям, на которые оно нанесено, и тем самым способствует своему разрушению. Приработка возможна только после окончательного истирания или разрушения покрытия. В конечном итоге это приводит к снижению работоспособности подшипника качения.

Технический результат заключается в повышении работоспособности подшипника качения.

Это обеспечивается тем, что в подшипнике качения, содержащем два кольца с дорожками качения и расположенные между ними тела качения, состоящие из сердечника и нанесенного на него двуслойного покрытия из внутреннего и рабочего наружного слоев, покрытие выполнено толщиной 0,15-5,00 мкм. Кроме того внутренний слой покрытия может быть выполнен толщиной не более 1 мкм, при этом или рабочий наружный слой покрытия выполнен из латуни или бронзы, внутренний из олова и/или свинца, или рабочий наружный слой покрытия выполнен из меди или латуни, а внутренний из галлия или индия. Рабочий наружный слой покрытия может быть выполнен или из титана, или из циркония, или из гафния, а внутренний слой покрытия выполнен из нитрида и/или карбида, и/или карбонитрида того же металла толщиной не более 4 мкм. Покрытие может быть выполнено из соединений, содержащих фтор и/или фосфор, и/или серу.

На чертеже представлен подшипник качения в разрезе.

Подшипник качения, представленный в разрезе на чертеже, содержит два кольца 1 с дорожками 2 качения. Между ними расположены тела 3 качения с нанесенным двуслойным покрытием 4 из внутреннего и рабочего наружного слоев.

Внутренний слой покрытия может быть выполнен толщиной не более 1 мкм. При этом рабочий наружный слой покрытия выполнен из латуни или бронзы, а внутренний из олова и/или свинца; или рабочий наружный слой из меди или латуни, а внутренний из галлия или индия. Такое сочетание слоев покрытия и материалов слоев позволяет обеспечить стойкость покрытию к отслаиванию. Это объясняется тем, что покрытия из олова, свинца, галлия и индия, нанесенные на сталь, в меньшей степени подвержены отслаиванию, чем латунь, бронза или медь. В то же время олово, свинец, галлий и индий имеют достаточно прочную связь с латунью, бронзой и медью.

Таким образом двуслойное покрытие позволяет увеличить стойкость к отслаиванию и тем самым повысить работоспособность подшипника качения.

Внутренний слой покрытия может быть выполнен с толщиной не более 4 мкм. При этом рабочий наружный слой покрытия выполнен или из титана, или из циркония, или из гафния, а внутренний слой из нитрида и/или карбида, и/или карбонитрида того же металла с тем, чтобы обеспечить быструю приработку подшипника качения. Так как карбиды, нитриды и карбонитриды титана, циркония и гафния имеют твердость значительно выше твердости деталей подшипника качения, то покрытия в них, являясь абразивом, способствует быстрой приработке деталей. При этом наружный слой из титана, циркония или гафния во время работы подшипника качения обеспечивает сухую смазку и охлаждение, а период приработки способствует удержанию и/или карбидов, и/или карбонитридов того же металла на поверхности тел качения.

Далее покрытие может быть выполнено из соединений, содержащих фтор и/или фосфор, и/или серу, что также обеспечивает повышенную стойкость к отслаиванию за счет вступления молекул соединения в химическую реакцию с атомами материала, из которого изготовлены тела качения. Применение соединений именно этих элементов обусловлено также тем, что фтор, фосфор и сера, проникая в структуру стали, образуют с железом соединения, температура плавления которых ниже, чем у стали.

Таким образом, в процессе работы подшипника качения покрытие 4, нанесенное на телах 3 качения, под действием контактных напряжений и сил трения деформируется, осуществляя сухое трение тел 3 качения в контакте с дорожками 2 качения колец 1. При наличии смазывающего вещества коэффициент трения в указанном контакте значительно уменьшается, что повышает работоспособность подшипника качения.

Использование: в машиностроении, в частности в подшипниках качения. Сущность изобретения: подшипник качения содержит два кольца с дорожками качения и расположенные между ними тела качения с нанесенным покрытием суммарной толщиной 0,15 - 5,00 мкм. Покрытие выполняют двухслойным с внутренним слоем толщиной не более 1 мкм. При этом внутренний слой покрытия выполняют из олова и/или свинца, а наружный слой покрытия выполняют из латуни или бронзы; или внутренний слой выполняют из галлия или индия, а наружный слой выполняют из меди или латуни. Возможно изготовление двухслойного покрытия с внутренним слоем толщиной не более 4 мкм. При этом наружный слой покрытия выполняют или из титана, или из циркония, или из гафния, а внутренний слой покрытия выполняют из нитрида и/или карбида, и/или карбонитрида того же металла. Покрытие может быть выполнено также из соединений содержащих фтор и/или фосфор, и/или серу. Это позволяет повысить работоспособность подшипника качения. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Подшипник качения, содержащий два кольца с дорожками качения и расположенные между ними тела качения, состоящие из сердечника и нанесенного на него двуслойного покрытия из внутреннего и рабочего наружного слоев, отличающийся тем, что покрытие выполнено толщиной 0,15 5,00 мкм. 2. Подшипник по п.1, отличающийся тем, что внутренний слой покрытия выполнен толщиной не более 1 мкм, при этом или рабочий наружный слой покрытия выполнен из латуни или бронзы, внутренний из олова и/или свинца, или рабочий наружный слой покрытия выполнен из меди или латуни, а внутренний из галлия или индия. 3. Подшипник по п.1, отличающийся тем, что рабочий наружный слой покрытия выполнен или из титана, или из циркония, или из гафния, а внутренний слой покрытия выполнен из нитрида и/или карбида, и/или карбонитрида того же металла толщиной не более 4 мкм. 4. Подшипник по п.1, отличающийся тем, что покрытие выполнено из соединений, содержащих фтор, и/или фосфор, и/или серу.