Вкладыш подшипника скольжения Советский патент 1992 года по МПК F16C33/04 

Изобретение относится к самосмазыва-. ющимся узлам трения, преимущественно к вкладйшам подшипников скольжения, и может быть использовано при изготовлении вкладышей подшипников скольжения арматуры общепромышленного назначения. . .I . .

Известны двухслойные антифрикционные материалы для вкладышей подшипников скольжения, содержащие в лицевом (рабочем) слое антифрикционный, а в изнаночном - фрикционный материалы.

Известны вкладыши подшипников скольжения, выполненные из двухслойной комбинированной ткани, состоящей из слоя стеклоткани и слоя ткани из фторопласта.

Известны также вкладыши подшипников скольжения из слоя ткани из политет-,

рафторзтилена и нескольких последующих слоев ткани из стекловолокна или стекложгута.

Недостатком таких вкладышей являете возможность контакта абразивного материала (стеклоткани)с коитртблом при большом давлении и/или значительном износе политетрафторэтиленовых нитей лицевого слоя. В результате происходит повышение коэффициента трения и износа трущихся поверхностей. Недостатком таких вкладышей является .также ненадежное соединение антифрикционного слоя с отвержденным связующим и, следовательно, через него - со стеклотканью, так как антифрикционные материалы, например ПТФЭ, обладают низкой адгезией по отношению к эпоксидным связующим.

Цель изобретения - повышение износостойкости вкладыша подшипника, снижение коэффициента трения и повышение надежности соединения антифрикционного слоя со связующим и через него - со стеклотканью,- . /

Сущность изобретения состоит в том, что во вкладыше подшипника из композиционного материала, включающем пропитанный отвержденным связующим материал и наполнитель с лицевым слоем, содержащим преимущественно нити из антифрикционного материала, например политетрафторэтилена, и изнаночным слоем, содержащим преимущественно нить из фрикционного материала, например стекловолокна; между лицевым и изнаночным (или промежуточным) слоями расположен слой, содержа.щий преимущественно нити из органических гидрофильных волокон, обладающих высокоадгезионными свойствами по отношению к связующему и не имеющих абразивных свойств, причем промежуточный слой ткани соединен с лицевым слоем.

Во вкладышах подшипников нити из органических гидрофильных волокон тканого переплетения, соединенные с лице.вым слоем и расположенные между ним и фрикционным слоем, раньше не использовались. При других вкладышах использовались прочностные свойства органических волокон. В данном вкладыше подшипника скольжения органические гидрофильные волокна проявляют свойства не абразивности. предотвращают контакт с контртелом, волокон, имеющих абразивные свойства. Благодаря тому повышается износостойкость материала, так как даже при незначительном износе лицевого слоя и при больших давлениях не происходит абразивного изнашивания поверхности кoнtpтeлa. Из-за отсутствия конт)акта фрикционного материала последующих слоев с поверхностью контртела не снижается коэффициент трения. Кроме того, органические гидрофильные волокна, обладая высокоадгезионными свойствами по отношению к связующему, например эпоксидному, повышают надежность соединения лицевого слоя (с которым слой из органических гидрофильных волокон соединен тканым переплетением) со слоями стеклоткани (с которыми слой из органических гидрофильных волокон соединен через отвержденное связующее).

В качестве органических гидрофильных нитей промежуточного слоя могут быть использованы аримидные, вйнольные, хлопчатобумажные нити или нити из

гетероциклического полиамида (сверхеысо комодульные-СВМ).

Лицевой слой и/или слой из органических гидрофильных волокон может содержать группы нитей разной линейной плотности. Известно выполнение лицевого и/или изнаночного слоев из групп нитей| различной линейной плотности в двухслойной антифрикционной ткани. Однако в двухслойной антифрикционной ткани, не соединенной с помощью связующего со слоями стеклоткани, выполнение лицевого и/или изнаночного слоев из групп нитей с различной линейной плотностью проявляет другие свойства - снижает коэффициент трения при небольших нагрузках. Выполнение лицевого слоя и/или слоя гидрофильных органических волокон из групп нитей с различной линейной плотностью в трехслойном и более вкладыше подшипника скольжения из композиционного материала проявляет новое свойство. В частях тканщ содержащих нити с меньшей линейной плотностью, образуются пустоты, в которые проникает больше связующего. После отверждения образуется неровный слой связующего между слоем нитей из органических гидрофильных волокон и последующим слоем из стеклоткани. Этот слой более прочно соединяет антифрикционный слой со стеклотканью благодаря большей поверхности сцеп)1ения, а при усилиях, качательных к поверхности слоев, - благодаря также работе на срез выступов связующего, внедрившегося в промежуточный и антифрикционный слои. Под термином гидрофильные волокна подразумевают-ся волокна, обладающие свойством лиофильности по отношению к веществам, входящим в состав связующего, а также проявляющие высокоадгезионные свойства по отношению к связующему.

Расположение групп нитей с повышенной и, соответственно, пониженной линейной плотностью в слое антифрикционных нитей и в слое из органических гидрофильных нитей может совпадать.

Такое совпадение расположения групп нитей с повышенной и пониженной линейной плотностью в двух смежных слоях - в слое антифрикционных нитей и в слое из органических гидрофильных нитей - усиливает создаваемый ими эффект.

На чертеже изображена часть поперечного сечения вкладыша подшипника скольжения из антифрикционного композиционного материала.

В соответствии с изобретением вкладыш подшипника скольжения из антифрик ционного композиционного материала

включает слой 1 антрифрикционных. например политетрафторэтиленовых, нитей, один или несколько слоев 2 органических гидрофильных, например аримидных, винольных , хлопчатрЬумажных, нитей из гетероциклического полиамида (сверхвысокомодульн.уе-СВМ). один ,или несколько слоев стеклоткани 3. Слой 1 антифрикционных нитей может быть текстильно соединен со слоем 2 органических гидрофильных нитей. 8 контакте с контртелом 4 находится слой 1 антифрикционных, например политетрафторэтиленовых, нитей.

Слой 1 антифрикционных нитей выполнен из чередующихся групп нитей 5 с повышенной линейной плотностью и групп нитей 6 с пониженной линейной плотностью; Слой 2 органических гидрофильных нитей может быть также выполнен из чередующихся групп нитей 7 с повышенной линейной плотностью и групп нитей 8 с пониженной линейной плотностью.

Группы нитей 5 с повышенной линейной плотностью в слое 1 антифрикционных нитей и нитей 7 с повышенной линейной плотностью в слое 2 органических гидрофильных нитей и, соответственно, группы нитей 6 с пониженной линейной плотностью в слое 1 антифрикционных нитей и нитей8 с пониженной линейной плотностью в слое 2 могут совпадать.,

Все Слои 1-3 скреплены отвержденным связующим 9, наприме р эпоксидным.

Антифрикционный композиционный материал работает следующим образом.

При большом давлении на слой 1 антифрикционных нитей они деформируются, а при длительной работе изнашиваются. При значительной деформации и/или изнашивании слоя 1 антифрик.ционных нитей прилегающий к нему слой 2 органических гидрофильных нитей может войти в контакт с контртелом 4, но благодаря отсутствию абразивных свойств слоя 2 органических гидрофильных нитей козффициент трения не повышается и трущиеся поверхности меньше изнашиваются. Слой 3 стеклоткани с абразивными свойствами не входит в контакт с контртелом 4.

Технико-экономические преимущества изобретения заключаются в снижении износа трущихся сопряженных поверхностей и предотвращении повышения коэффициента трения при длительной работе. Изобретение позволяет заменить бронзовые и металлофторопластовые вкладыши подшипников скольжения, работающих в условиях малых скоростей скольжения, хо при больших нагрузках, и в химических агрессивных средах, например при значительном содержании сероводорода (до 75%). Замена металлофторопластовых вкладышей подшипников скольжения на вкладыши предлагаемого антифрикционного материала дает экономию 163000 руб. в год.

Ожидаемый экономический эффект при максимальном использовании предлагаемого решения в народном хозяйстве соста вит более 1 млн. руб. в год.

Фо.рмула изобретения .

1.Вкладыш подшипника скольжения из композиционного материала, включающий отвержденное связующее и тканый наполнитель с лицевым слоем, содержащим нити из антифрикционного материала, и с изнаночным слоем, содержащим нити из фрикционного материала, например стеклонити, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости, снижения коэффициента трения и повышения прочности вкладыша, между лицевым слоем и изнаночным слоем расположен по крайней мере один слой, содержащий нити из органических гидрофильных волокон. Соединенный нитями из антифрикционного материала с лицевым слоем.

2.Вкладьгш по п. 1, отличающийся тем, что лицевой и/или слой из органин ескмх гидрофильных волокон содержит группы нитей различной линейной плотности.

3.Вкладыш по п. 2, от л и ч а ю щ и и с я тем, что расположения групп нитей с повышенной и пониженной линейной плотностью в лицевом слое и в слое из органических гидрофильных волокон совпадают.

4.Вкладыш по пп. 1-3, отличающийся тем, что в качестве органических гидрофильных волокон применены арамидные волокна.

5. Вкладыш по пп. 1-3, р т л и ч а ющ и и с я тем, что в качестве органических П4Дрофильных волокон применены волокна из гетероциклического полиамида.

6,Вкладыш по пп. 1-3, отличающийся тем, цто в качестве органических гидрофильных волокон применены винольные волокна.

7.Вкладыш,по п. 1-3, отличающ и и с я тем, что в качестве органических гидрофильных волокон применены хлопчатобумажные волокна.

Изобретение,относится к машиностроению, в частности к самосмазывающимся узлам трения. Цель изобретения -снижение коэффициента трения, повышение износостойкости и прочности вклёдыша. Вкладыш подшипника скольжения из композиционного материала включает отвержденпое связующее и тканый наполнитель с лицевым слоем из антифрикционного материала, например политетрафторэтилена, и изнаночным слоем из фрикционного материала, например стеклоткани. Между ними размещен промежуточный слой, содержащий нити .из органических гидрофильных (аримидных. винольных, СВМ и хлопчатобумажных) волокон, соединенный нитями с лит цевым слоем. Лицевой и/или промежуточный слой содержит группы нитей различной линейной плотности. Расположение групп нитей с повышенной и пониженной линейной плотностью в лицевом и промежуточном слоях могут совпадать. 6 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.^