Уплотняющий материал Советский патент 1990 года по МПК C09K3/10 F16J15/56 

Фиг. 1

Изобретение относится к машиностроению и касается уплотняющего материала, преимущественно пар трения, в частности торцовых уплотнений для подшипников скольжения.

изобретения - повышение износостойкости уплотняющего материала.

На фиг. 1 изображена пара трения; на фиг. 2 - разрез А-А на Фиг; ; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2.

Пара трения содержит подвижное кольцо 1, неподвижное кольцо 2, закрепленное в корпусе 3. Подвижное кольцо 1 связано с валом 4. Уплотняю щий материал одного из колеи пары трения например кольца I, содержит каркасы относительно мягкого и твердого материала. Каркас мягкого материала образован ветвями графита (пористого) 5, ветви-нити которого простираются во всех направлениях трехмерного пространства. Каркас твердог материала образован ветвями карбида кремния 6, переплетающими ветви графита в указанных выше направлениях. При выполнении пары трения в виде колец отношение площади сечения S всех карбидокремниевых ветвей кольца к площади сечения S всех ветвей гра гоита составляет 0,25 - 1,0, причем количество карбидокремниевых ветвей |в одном сантиметре на рабочей доверх рости кольца (или на рабочей поверх- ости рабочего пояска в радиальном Направлении) равно.п 50-1000. Отно Ьюние площадей сечения и количество ветвей каркаса карбида кремния определяет износостойкость и обрабатывае ость кольца.«При значении менее 0,2 возрастает износ колец, что обусловлено слабым каркасом карбидокремние- Вьк ветвей и большим содержанием ГраёЬита. При значении более 1,0 кар- ридокремниезый каркас кольца становится настолько жестким и массивным, что кольцо невозможно обрабатывать Лезвийным инструментом, например резцами, из-за их выкрашивания. Единственный способ обработки - алмазное 1Влифование. Переход на алмазное шлифование увеличивает трудоемкость.

Отношение площадей сечения Sj/Sg. А количества ветвей каркаса определяет способность пары трения работать зйсухую. При значениях более 1, т п более 1000 недостаток нитей графита, имеющего хорошую теплопроводность, не позволяет эффективно QTBO

0

5

5

0

5

дить тепло от пары трения и поэтому кольцо работает всухую очень ограниченное время. При значениях менее 0,25 и п менее 50 имеется каркас с достаточно разветвленной сетью графитовых нитей, обеспечивающих хороший отвод тепла, однако слабый каркас карбида кремния не имеет достаточной прочности при термических нагрузках и кольцо трескается при работе всухую.

Общая плошадь S ц + Su сечений карбидокремниевых ветвей графита в сечении кольца составляет не менее 0,9 от всей площади. Уменьшение общей площади менее 0,9 свидетельствует о плохой упаковке ветвей, появлении пор 7, неплотностей, включений, что ведет к снижению износостойкости кольца пары трения.

При вращении подвижного кольца 1 последнее прижимается к неподвижному кольцу 2 с усилием, развиваемым пружиной. При контакте рабочих поверхностей в стыке па ры трения создаются оптимальные условия для смазывания трущихся парs благодаря наличию нитей-ветвей графита в кольце, в то же время трехмерный каркас из карбидокремниевьк ветвей обеспечивает жесткость кольца, износостойкость кольца не только в поверхностном слое, но и в силу трехмерности каркаса - и в глубину кольца, что важно при длительной работе колец пар трения.

Формула изобретения

1.Уплотняющий материал, преимущественно пары трения, содержащий каркас относительно мягкого и твердого материала, обличающийся тем, что, с целью повышения его износостойкости, каркас мягкого материала образован ветвями графита, простирающимися во всех направлениях трехмерного пространства, а каркас твердого материала - ветвями карбида кремния, переплетающими ветви графита в указанных направлениях.

2.Материал по п. 1, отличающийся тем, что при выполнении пары трения в виде колец, отношение площади сечения 54 всех карбидокремниевых ветвей кольца к площади сечения S2 всех ветвей графита составляет 0,25-1,0, а количество карбиднокремниевых ветвей в 1 см на рабочей поверхности кольца п 50-1000.

3. Материал по п. 2, отличающийся тем, что общая площадь S , + S2 карбицокремние- вых ветвей и ветвей граФитл в сечонин кольца составляет не менее 0,.9 от всей плотади.

Изобретение может быть использовано в торцовых уплотнениях для подшипников скольжения. Цель изобретения - повышение износостойкости уплотняющего материала. Подвижное кольцо 1 связано с валом 4. Неподвижное кольцо 2 закреплено в корпусе 3. Кольцо 1 содержит каркас из мягкого и твердого материала. Каркас мягкого материала образован ветвями графита (ВГ), простирающимися во всех направлениях трехмерного пространства, каркас твердого материала - ветвями карбида кремния (ВКК). ВГ переплетают ВКК в указанных направлениях. Отношение площади сечения всех ВКК к площади сечения всех ВГ составляет 0,25-1,0. Количество ВКК в 1 см² на рабочей поверхности кольца 150-1000. Общая площадь сечений ВГ и ВКК в сечении составляет не менее 0,9 от всей площади. Трехмерный каркас из ВКК обеспечивает жесткость и износостойкость. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

A-J

фиг 2

6-6

5 6

ФигЗ