СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВКЛАДЫША ПОДШИПНИКА СКОЛЬЖЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЫПУКЛЫХ ВКЛАДЫШЕЙ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ Российский патент 2023 года по МПК F16C33/04 

Изобретение относится к машиностроению, например, к судостроению, в частности к антифрикционным облицовкам валов, пальцев с обратной парой трения, выпуклых опор скольжения.

Известны бронзовые облицовки гребных и дейдвудных валов для работы в паре трения с резиновыми, текстолитовыми вкладышами, вкладышами из бакаута (Б.А. Архангельский, А.В. Куляпин. Судовые подшипники из неметаллических материалов. Из-во «Судостроение».-Л.1969 г. Стр. 152-153). Недостатком этих пар материалов является недостаточный ресурс, высокий коэффициент трения пары бронза-резина, бронза-текстолит, бронза-бакаут.

Известен вкладыш подшипника скольжения, выполненный из армированного волокном эпоксидного пластика с заформованной в него заподлицо системой фторопластовых цилиндрических элементов, расположенных так, что они охватывают равномерно всю поверхность трения вкладыша. Также известен способ изготовления вкладыша подшипника скольжения методом намотки с предварительной укладкой на оправку гладкой стороной антифрикционного слоя в виде фторопластовой пластины с цилиндрическими выступающими элементами, намотки силового слоя из армированного волокном эпоксидного пластика, опрессовки, термообработки и механической обработки заготовки (патент РФ RU 2321782, F16C 33/04, B29D 31/02, 2007).

Недостатком данного технического решения, взятого за прототип, является невозможность изготовления намоткой выпуклых вкладышей, применяемых в «обратных» парах трения, когда вал или палец снаружи облицован антифрикционным вкладышем с вращением в неподвижном корпусе, например, когда винт судна установлен на валу или облицованный палец вращается в проушине трака гусеничной машины и др., т.к. фторопластовые цилиндрические элементы установлены на фторопластовой пластине, которая при мехобработке снаружи вала остается в теле вкладыша без обеспечения монолитности тела вкладыша из-за недостаточной адгезии эпоксидного пластика к фторопластовой пластине.

Также известен способ изготовления методом намотки выпуклых изделий из стеклопластика и устройство для его осуществления (патент РФ RU 2051037, В29С 43/20, 1995). Способ и устройство позволяют получить вогнутые участки на изделиях путем прижима к оправке по границе участка изгиба после частичного отверждения намотанной заготовки. Однако, такого типа устройство позволяет получить местное улучшение монолитности и качества, но не позволяет получить вкладыши по RU 2321782 с выпуклой поверхностью трения вкладыша.

Технической задачей, на которую направлено изобретение, является получение методом намотки вкладышей по патенту RU 2321782 с выпуклой поверхностью трения вкладыша, позволяющее получить «обратные» пары трения с нагрузочной способностью и коэффициентом трения, как в прямой паре трения вкладышей по патенту RU 2321782. При этом возможна реализация оригинальных технических решений в подводном роботостроении, гусеничных машинах и других машиностроительных конструкциях, работающих при давлениях до 250 МПа.

Поставленная задача решается тем, что заготовку двух вкладышей наматывают на двояковыпуклую разборную составную формообразующую оправку с радиусом кривизны, равным радиусу выпуклой антифрикционной поверхности вкладыша после предварительной укладки на оправку гладкой стороной антифрикционного слоя в виде фторопластовой пластины с цилиндрическими выступающими элементами, а наружный диаметр заготовки вкладыша наматывают исходя из необходимой толщины вкладыша, а после намотки и частичного отверждения (желатинизации) из оправки удаляют пару двояковыпуклых элементов, с радиусом кривизны, равным наружному радиусу кривизны вкладыша и устанавливают вторую пару двояковыпуклых элементов с радиусом кривизны, равным внутреннему радиусу кривизны вкладыша, с наружной стороны намотанной заготовки вкладыша эквидистантно двояковогнутым поверхностям оправки, радиус кривизны которых равен наружному радиусу кривизны вкладыша, и наматывают на оправку с заготовкой термоусаживаемую ленту с последующим окончательным отверждением заготовки двух вкладышей.

Вкладыш подшипника скольжения по патенту RU 2321782 с выпуклой поверхностью трения изготавливают следующим образом:

- намотку проводят на разборную составную формообразующую оправку, с установленной эквидистантно ее вогнутым поверхностям парой двояковыпуклых элементов с радиусом кривизны, равным наружному радиусу кривизны вкладыша, после предварительной укладки на выпуклые поверхности оправки гладкой стороной антифрикционного слоя в виде фторопластовой пластины с цилиндрическими выступающими элементами;

- после частичного отверждения (желатинизации) из оправки с заготовкой удаляют пару двояковыпуклых элементов, с радиусом кривизны равным наружному радиусу кривизны вкладыша, и второй парой, с радиусом кривизны, равным внутреннему радиусу кривизны вкладыша прижимают заготовку к вогнутым поверхностям оправки с жесткой фиксацией взаимного эквидистантного их расположения относительно вогнутых поверхностей оправки;

- после фиксации заготовки вкладыша между вогнутыми и выпуклыми участками наматывают на оправку термоусаживаемую ленту с последующим окончательным отверждением заготовки двух вкладышей.

Отличительными признаками заявленного технического решения являются:

- заготовку двух вкладышей наматывают на разборную составную оправку с фиксаторами положения формообразующих элементов;

- оправка содержит две вогнутые поверхности с радиусом кривизны, равным наружному радиусу кривизны вкладыша и две пары двояковыпуклых элементов с радиусами кривизны, равными наружному радиусу кривизны вкладыша - для первой пары, внутреннему - для второй пары, устанавливаемым одной выпуклой поверхностью эквидистантно вогнутым поверхностям оправки с возможностью жесткой взаимной фиксации;

- после намотки и частичного отверждения (желатинизации) из оправки удаляют пару двояковыпуклых элементов с радиусом кривизны, равному наружному радиусу кривизны вкладыша и устанавливают вторую пару выпуклыми поверхностями с радиусами кривизны, равными внутреннему радиусу вкладыша, с наружной стороны намотанной заготовки вкладыша эквидистантно вогнутым поверхностям оправки.

Все признаки в совокупности позволят получить с выпуклой поверхностью трения вкладыш подшипника скольжения с высокой нагрузочной способностью и низким коэффициентом трения по RU 2321782.

Описание чертежей и варианта осуществления изобретения

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображено устройство для изготовления выпуклых вкладышей скольжения, на фиг. 2 - поперечный разрез устройства с заготовкой вкладыша после намотки, на фиг. 3 - поперечный разрез устройства с заготовкой вкладыша после переустановки пары двояковыпуклых элементов оправки.

Устройство 1 состоит из оправки с двумя двояковогнутыми участками 2, расположенными симметрично оси оправки, с радиусом, равным наружному радиусу выпуклого вкладыша, пары двояковыпуклых элементов 3, с радиусом кривизны равным наружному радиусу кривизны вкладыша, устанавливаемых при намотке заготовки, пары двояковыпуклых элементов 4, с радиусом кривизны равным внутреннему радиусу кривизны вкладыша, устанавливаемых при обжатии заготовки вкладышей, обе пары при этом устанавливаются на направляющих 5 с возможностью взаимной фиксации эквидистантно двояковогнутым поверхностям 2 оправки.

Способ изготовления выпуклых вкладышей подшипников скольжения заключается в переформировании заготовки 6 с антифрикционным слоем 7 выполненным, например, по патенту RU №2321782 от 05.02.2007 г. кл. F16C 33/04, полученной методом мокрой намотки на оправку 1 с установленными двояковыпуклыми элементами 3 (Фиг. 2), в заготовку двух вкладышей прижатием после частичного отверждения (желатинизации) двояковыпуклыми элементами 4 ее сторон с антифрикционным слоем 7 после удаления двояковыпуклых элементов 3, к вогнутым поверхностям 2 оправки 1 (Фиг. 3), намотки термоусаживаемой ленты с последующим окончательным отверждением.

Разработанное устройство позволяет получить размеростабильные, бездефектные выпуклые вкладыши с антифрикционным слоем, методом классической мокрой намотки.

Полученный выпуклый вкладыш может обеспечить стабильную работу систем с «обратной» парой трения, в том числе бессмазочных, при нагрузках до 250 МПа и более при обеспечении минимального, в 1,5÷2 раза, коэффициента трения по сравнению с аналогами, с ресурсом в 2÷3 раза выше аналогов.

Использование изобретения позволит создать эффективные выпуклые вкладыши подшипников скольжения с повышенной нагрузочной способностью и надежностью.

Новое техническое решение при реализации его во вкладышах подшипников скольжения воспроизводимо промышленным способом и востребовано промышленностью при разработке подшипников, используемых в системах с «обратной» парой трения гидротурбин, валопроводов судов и др.

Группа изобретений относится к области машиностроения, в частности к способам изготовления вкладышей подшипников скольжения. Способ содержит этапы, на которых заготовку двух вкладышей наматывают на двояковыпуклую разборную составную формообразующую оправку с радиусом кривизны, равным радиусу выпуклой антифрикционной поверхности вкладыша. Наружный диаметр заготовки вкладыша наматывают до необходимой толщины вкладыша. После намотки и частичного отверждения из оправки удаляют пару двояковыпуклых элементов с радиусом кривизны, равным наружному радиусу кривизны вкладыша. Устанавливают вторую пару двояковыпуклых элементов. Наматывают на оправку с заготовкой термоусаживаемую ленту с последующим окончательным отверждением заготовки двух вкладышей. Устройство для изготовления выпуклых вкладышей подшипников скольжения содержит разборную составную формообразующую оправку с фиксаторами положения формообразующих элементов. Оправка содержит две вогнутые поверхности с радиусом кривизны, равным наружному радиусу кривизны вкладыша, и две пары двояковыпуклых элементов. Элементы установлены с возможностью взаимной фиксации их элементов на оправке. Достигается повышение нагрузочной способности подшипника. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ изготовления вкладыша подшипника скольжения методом намотки с выпуклой поверхностью трения вкладыша, выполненного из армированного волокном эпоксидного пластика с заформованной в него заподлицо равномерно на всей поверхности трения вкладыша системой фторопластовых цилиндрических элементов, отличающийся тем, что заготовку двух вкладышей наматывают на двояковыпуклую разборную составную формообразующую оправку с радиусом кривизны, равным радиусу выпуклой антифрикционной поверхности вкладыша после предварительной укладки на оправку гладкой стороной антифрикционного слоя в виде фторопластовой пластины с цилиндрическими выступающими элементами, а наружный диаметр заготовки вкладыша наматывают до необходимой толщины вкладыша, а после намотки и частичного отверждения – желатинизации из оправки удаляют пару двояковыпуклых элементов с радиусом кривизны, равным наружному радиусу кривизны вкладыша, и устанавливают вторую пару двояковыпуклых элементов с радиусом кривизны, равным внутреннему радиусу кривизны вкладыша, с наружной стороны намотанной заготовки вкладыша эквидистантно двояковогнутым поверхностям оправки, радиус кривизны которых равен наружному радиусу кривизны вкладыша, и наматывают на оправку с заготовкой термоусаживаемую ленту с последующим окончательным отверждением заготовки двух вкладышей.

2. Устройство для изготовления выпуклых вкладышей подшипников скольжения, содержащее разборную составную формообразующую оправку с фиксаторами положения формообразующих элементов, отличающееся тем, что оправка содержит две вогнутые поверхности с радиусом кривизны, равным наружному радиусу кривизны вкладыша, и две пары двояковыпуклых элементов с радиусом кривизны, равными наружному радиусу кривизны вкладыша, - для первой пары, внутреннему - для второй пары, установленных одной выпуклой поверхностью эквидистантно вогнутым поверхностям оправки на направляющих с возможностью жесткой взаимной фиксации их элементов на оправке.