Самосмазывающийся подшипник скольжения Советский патент 1988 года по МПК F16C33/24 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в опорах различных машин. Цель - повышение ресурса подшипника при высокой скорости скольжения. Подшипник скольжения содержит два связанных элемента, способных к перемеш,ению один относительно другого. Несуш.ие поверхности подшипника имеют покрытия. Одно покрытие состоит из ткани, целиком или частично выполненной из политетрафторэтиленовых волокон и полимерного связуюшего. Второе покрытие выполнено в виде кристаллической фосфатной пленки толш,иной 5-15 мкм, пропитанной композицией, содержащей мелкодисперсные частицы ПТФЭ размером не более величи- нь1 микропор фосфатной пленки. Проведенные испытания подшипника скольжения с указанными покрытиями показали, что обеспечивается достаточный ресурс, т.е. количество циклов до полного износа покрытия, при скорости скольжения до 0,5 м/с. 1 ил., 1 табл.

(;о со ел

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в опорах различных машин.

Цель изобретения - повышение ресурса подшипника при высокой скорости скольжения.

Цель достигается тем, что в подшипнике скольжения, содержаш.ем два связанных элемента, способных к перемешению относительно друг друга, в котором несущие поверхности имеют покрытия, содержаш,ие политетрафторэтилен (ПТФЭ), одно из покрытий состоит из ткани, целиком или частично выполненной из ЦТФЭ волокон и полимерного связуюшего, второе покрытие выполнено в виде кристаллической фосфатной пленки толшиной 5-15 мкм, пропитанной композицией, содержащей мелкодисперсные частицы ПТФЭ размером не более величины микропор фосфатной пленки.

На чертеже изображен подшипник скольжения, продольный разрез.

Подшипник содержит внешний элемент (обойму) 1; покрытие 2 на основе ПТФЭтка- ни; фосфатфторопластовое покрытие 3; внутренний элемент (вал) 4.

Пример. Покрытие на основе ПТФЭ ткани выполняли из технической ткани, в качестве связующего использовали клей ГИПК-114. Толщина покрытия после отверждения 0,4 мм. Нанесение покрытия на деталь осуществляли следующим образом:

40

При определенно.м сочетании режимов фосфатирования и специальном травлении пористость фосфатной пленки возрастает, что позволяет пропитать ее фторопластовой композицией на всю глубину до (металлиБыли проведены сравнительные испытания ресурса покрытия из ткани с ПТФЭ волокнами, приклеенной к стальной поверхности, клей ГИПК-114. Толщина отформованного покрытия 0,4-0,5 мм. Образец с тканным покрытием площадью 150 мм был неподвижен и контактировал с роликом диаметром 40 мм, выполненным из стали 45 (FiRC---45-50). Поверхность ролика имела второе покрытие (варианты покрытия приведены в таблице), в котором варьировали толщину фосфатной пленки и размер микропор путем изменения состава фосфатирую- щего электролита и режима обработки (ко}щентрации препарата и температуры). Для фосфатирования использовали моно- (})осфатцинк и соль мажеф. Пропитку фосфатной пленки суспензией Ф4ДВ осущест вляли методом полива, лаком ФБФ-74Д - методом окунания.

Испытания проводили для различных скоростей скольжения до полного разрущения обоих контактирующих покрытий. Результаты представлены в таблице и свидетельствуют, что увеличить допускаемую скорость скольжения для тканого покрытия возможно только при нанесении на контрповерхность композиционного фосфатлако- вого покрытия, у которого толщина фосфатной пленки в пределах 5-15 мкм и размеры пор фосфатной пленки более размера частиц ПТФЭ, входящего в пропиточную композицию. При этом фосфатная пленка должна быть кристаллической, а не аморфческой подложки). Поры фосфатной пленки Q ной. Невыполнение какого-либо из требова- размеромО, - 1 мкм составляют 80% и норыний (покрытие должно быть выполнено в

до 5-8 мкм - 20%. Кристаллы фосфатов представляют частицы шестигранного профиля, расположение которых близко к перпендикулярному на поверхности подложки. Для пропитки фосфатной пленки можно ис- 55

пользовать чистую суспензию фторопласта - 4 ДВ, как в нашем случае, представляющую взвесь частиц размером 0,06-

виде кристаллической фосфатной пленки, пропитанной композицией, содержащей ПТФЭ; толщина фосфатной пленки 5- 15 мкм; размер частиц ПТФЭ не более величины микропор фосфатной пленки) не позволяет существенно увеличить допускаемую для тканого покрытия скорость скольжения при давлении 5 МПа, которое, как пока0

5

0

0

,

0,4 мкм в воде, или взвесь частиц в растворах связующего, например лак ФБФ- 74Д.

Использовали влияние отдельно суспензии Ф-4ДВ и лака ФБФ-74Д в каждой точке эксперимента. За критерий износостойкости подщипника был выбран его ресурс, т.е. количество циклов (Оборотов) до полного износа покрытия на тканной основе, которое во всех опытах было одинаковым.

Толщину покрытия оценивали методом прокаливания, размер частиц ПТФЭ и микропор, фосфатной пленки оценивали с помощью растрового электронного микроскопа. Содержание ПТФЭ в композиции оценивали по его содержанию в сухом остатке для лака и концентрации в водяной среде для суспензии.

Испытания проводили при ступенчатом изменении скорости: 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 м/с.

Были проведены сравнительные испытания ресурса покрытия из ткани с ПТФЭ волокнами, приклеенной к стальной поверхности, клей ГИПК-114. Толщина отформованного покрытия 0,4-0,5 мм. Образец с тканным покрытием площадью 150 мм был неподвижен и контактировал с роликом диаметром 40 мм, выполненным из стали 45 (FiRC---45-50). Поверхность ролика имела второе покрытие (варианты покрытия приведены в таблице), в котором варьировали толщину фосфатной пленки и размер микропор путем изменения состава фосфатирую- щего электролита и режима обработки (ко}щентрации препарата и температуры). Для фосфатирования использовали моно- (})осфатцинк и соль мажеф. Пропитку фосфатной пленки суспензией Ф4ДВ осущест вляли методом полива, лаком ФБФ-74Д - методом окунания.

Испытания проводили для различных скоростей скольжения до полного разрущения обоих контактирующих покрытий. Результаты представлены в таблице и свидетельствуют, что увеличить допускаемую скорость скольжения для тканого покрытия возможно только при нанесении на контрповерхность композиционного фосфатлако- вого покрытия, у которого толщина фосфатной пленки в пределах 5-15 мкм и размеры пор фосфатной пленки более размера частиц ПТФЭ, входящего в пропиточную композицию. При этом фосфатная пленка должна быть кристаллической, а не аморф5

0

Q ной. Невыполнение какого-либо из требова- ний (покрытие должно быть выполнено в

виде кристаллической фосфатной пленки, пропитанной композицией, содержащей ПТФЭ; толщина фосфатной пленки 5- 15 мкм; размер частиц ПТФЭ не более величины микропор фосфатной пленки) не позволяет существенно увеличить допускаемую для тканого покрытия скорость скольжения при давлении 5 МПа, которое, как показал эксперимент, находится в пределах 0,3 м/с.

Соблюдение всех перечисленных признаков покрытия контрповерхности позволяет увеличить скоростной предел до 0,5 м/с и более.

Формула изобретения Самосмазывающийся подшипник скольимеют покрытия, содержащие политетрафторэтилен, одно из которых состоит из ткани, целиком или частично выполненной из поли- тетрафторэтиленовых волокон и полимерного связующего, отличающийся тем, что, с целью повышения ресурса подшипника при высокой скорости скольжения, второй слой покрытия выполнен в виде кристаллической фосфатной пленки толщиной 5-15 мкм, пропитанной композицией, содержащей мелжения, содержащий два взаимно соединен- Ю кодисперсные частицы политетрафторэтн- ных элемента, подвижных один относитель-лена размером не более величины микно другого, несущие поверхности которыхропор фосфатной пленки.

Влияние подготовки контрповерхности и пропиточной композиции на ресурс покрытия с матрицей в виде ткани, содержащей волокна ПТФЭ

Лак ФБФ- 74Д

С

е е

е

е

5-8

0,3-0,8

10-13

0,2-0,6

15-18

0,1-0,4

20-25

0,1-0,4

10-15 0,05-0,2

10-13

0,2-0,6

Суспензия 55-60 Ф-4ДВ

Лак ФБФ- 70-75 74Д

Суспензия 55-6Г Ф-4ДВ

Лак ФВФ-74Д 70-75

Суспензия 55-60 Ф-4ДВ

Лак ФБФ-74Д 70-75

Суспензия 55-60 Ф-4ДВ

Лак ФБФ-74Д 70-75

Суспензия 55-60 Ф4ДВ

Лак ФБФ 74Д 70-75

Нет

имеют покрытия, содержащие политетрафторэтилен, одно из которых состоит из ткани, целиком или частично выполненной из поли- тетрафторэтиленовых волокон и полимерного связующего, отличающийся тем, что, с целью повышения ресурса подшипника при высокой скорости скольжения, второй слой покрытия выполнен в виде кристаллической фосфатной пленки толщиной 5-15 мкм, пропитанной композицией, содержащей мелкодисперсные частицы политетрафторэтн- лена размером не более величины мик10

70-75

Продолжение таблицы

Влияние подготовки контрповерхности и пропиточной композиции на ресурс покрытия с матрицей в виде ткани, содержащей волокна ПТФЭ