Способ формирования рабочей поверхности элемента гидрогазодинамической торцовой пары трения

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть применено для уплотнения вращающихся валов и изготовления опорных узлов трения, например осевых подшипников скольжения. Цель изобретения - обеспечение упрощения изготовления геометрической формы рабочей поверхности . На стадии формирования заготовки со стороны рабочего торца получают спиральные канавки, которые перед механической обработкой заполняют металлом, а окончательное формирование рабочей поверхности осуществляют путем химического или электрохимического фрезерования металла спиральных канавок на заданную глубину. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з F 16 J 15/34

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4666748/29 (22) 27.03.89 (46) 07.11.91. Бюл. М 41 (71) Ивано-Франковский институт нефти и газа (72) В.Я. Белоусов, 3, Д. Василечко, M.È. Бурда, В. М. Филипенко, М. Д. Юсыпив и В. К. Кривонос (53) 62-762(088.8) (56) Пинегин С. В. и др. Газодинамические подпятники со спиральными канавками. M.:

Наука, 1977, с, 88 — 95. (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ РАБОЧЕЙ

ПОВЕРХНОСТИ ЭЛЕМЕНТА ГИДРОГАЗО-

ДИНАМИЧЕСКОЙ ТОРЦОВОЙ ПАРЫ ТРЕНИЯ

Изобретение относится к машиностроению и может быть применено для уплотнения вращающихся валов и изготовления опорных узлов трения, например осевых подшипников скольжения.

Целью изобретения является упрощение изготовления геометрической формы рабочей поверхности.

На фиг. 1 показано рабочее кольцо гидрогазодинамической торцовой пары трения, вид в плане; на фиг. 2-5 — сечение А-А на фиг. 1 (разл ичн ые этап ы реализации предлагаемого способа);

Элемент торцовой пары трения состоит из керамического кольца 1, в котором сформованы спиральные канавки 2, заполняемые металлом 3, Рабочая поверхность элемента пары трения состоит из плоской

„„Я „„1689701 А1 (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть применено для уплотнения вращающихся валов и изготовления опорных узлов трения, например осевых подшипников скольжения. Цель изобретения — обеспечение упрощения изготовления геометрической формы рабочей поверхности, На стадии формирования заготовки со стороны рабочего торца получают спиральные канавки, которые перед механической обработкой заполняют металлом, а окончательное формирование рабочей поверхности осуществляют путем химического или электрохимического фрезерования металла спиральных канавок на заданную глубину.

5 ил. керамической поверхности Б и спиральных канавок 4, глубиной h.

Керамическое кольцо 1 изготавливается известным способом, например реакционным спеканием.

На стадии формованиязаготовки в поверхности кольца изготовляют спиральные канавки 2, для этого пресс-форма снабжается соответствующими стержневыми элементами. После реакционного спекания канавки 2 заполняют металлом 3. Наиболее целесообразно это осуществить электролитическим или химическим осаждением; 3атем кольцо подвергают механической обработке: шлифованию и притирке. Заключительный этап формирования рабочей поверхности элемента пары трения— электрохимическое или химическое фрезерование металла 3 из канавок 2 на глубину

1689701

h, в результате чего получают спиральные канавки 4, поскольку материал кольца (поверхность-Б) — карбид кремния не подвергается электрохимическому (химическому) фрезерованию, Химическое (электрохимическое) фрезерование — это технологический процесс, заключающийся в том, что с незащищенной поверхности удаляют слой металла, глубина которого может быть задана.

В процессе эксплуатации происходит износ поверхности Б,в результате чего глубина канавки уменьшается. При достижении ею критической глубины (меньше 3 мкм) элемент пары трения восстанавливают, Осуществляют это следующим образом.

С помощью механической обработки с кольца снимают слой материала на глубину

Ьл (фиг.5). Глубину д выбирают такой, чтобы в результате механической обработки с поверхности В полностью удалить дефектный слой, возникающий в результате трибовзаимодействий.

После механической обработки окончательное формирование рабочей поверхности — обьем металла канавок на глубину h—осуществляют химическим (электрохимическим) фрезерованием.

Число повторных восстановлений определяется глубиной Н сформированных спиральных канавок 2.

Пример. По предложенному способу формировалась рабочая поверхность элемента газодинамического торцового уплотнения дожимного газоперекачивающего агрегата. Размеры кольца: внешний диаметр 165 мм, внутренний 95 мм, высота 20 мм.

Иэ шихты извес ного состава, мас. j(:

Карбид кремния 45

Кокс нефтяной 7

Временное связующее (спирт+крепитель СБ) .15

Графит, 25

Сажа 8 методом шликерного литья формовали заготовку с глубиной полостей канавок Н=1 мм.

После сушки нэ воздухе детали полимеризовали в сушильной камере при 180ОС, Реакционное спекание и пропитку расплавленным ферросилицием проводили в инертной атмосфере при 2000 С, Из сульфатного электролита никелирования полости канавок 2 были заполнены электролитическим никелем, Поверхность Б при этом изолировалась слоем клея БФ-2.

10 Механическую обработку проводили на шлифовальных и притирочных станках с использованием алмазного инструмента.

Химическое фрезерование осуществляли в растворе хлорида железа (т=220С, 15

t =30 с). В результате такой обработки была сформирована рабочая поверхность со спиральными канавками глубиной 6 — 8 мкм. Глубина канавок замерялась профилированием. Шероховатость поверхности на дне спиральных канавок йэ=0,63мкм.

Реализация предложен ного способа по-, зволяет сформировать сложную рабочую поверхность элемента гэзодинамического уплотнения из труднообрабатываемого износостой кого керамического материала (карбида кремния), исключая операцйи электрофизической и лазерной обработок.

Кроме того, сформированная рабочая поверхность легко восстановима, Формула изобретения

Способ формирования рабочей поверхности элемента гидрогазодинэмической торцовой пары трения, заключающийся в изготовлении керамического кольца, его механической обработке, удалении материала с,рабочей поверхности с образованием спиральных канавок, отличающийся тем, что, с целью упрощения изготовления геометрической формы рабочей поверхности, сначала при изготовлении кольца выполняют спиральные канавки, заполняют их металлом, проводят механическую обработку рабочей поверхности до получения сплошной плоской поверхности, после чего удаляют металл путем химического или электрохимического фрезерования на заданную глубину, 1689701 иа, Составитель И. Пащенко

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор Т. Палий

Редактор А. Козориз

Заказ 3802 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 10