Антифрикционный материал

 

Использование: опорные узлы горных машин. Сущность изобретения: антифрикционный материал содержит при следующем соотношении компонентов, мас.%, олово 0,5-5,0, графит 15-37, медь 5-20, свинец 1-5, кокс 0,5-5,0, сажу 0,5-3,0, смесь битумов 3,5-5,25, резиновую крошку 1,0- 1,5, иден-кумароновую смолу 0,25-0,5, мягчитель 0,15-0,3, полиизобутилен 0,1-0,2, связующее - остальное. Компоненты смешивают при температуре 100- 200°С. Задают форму изделия. Термообрабатывают в течение 2 ч при 80°С, затем в течение 6 ч при 120°С до окончательного отверждения. 2 табл,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s F 16 С 33/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4 (л)

О

О

Ql (21) 4812599/27 (22) 22.02.90 (46) 07.06.92, Бюл. N 21 (71) Кузбасский политехнический институт (72) М,П.Латышенко, С,B.Ãåðàñèìåíêî, В.С.Короткевич, Н,П.Курышкин, В.M,Ìàêридин и С.Г.Пивень (53) 621.822.5(088.8) (56) С.А,Чернавский, Подшипники скольжения. М„Машгиз, 1963, с. 18. (54) АНТИФРИКЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ (57) Использование: опорные узлы горных машин. Сущность изобретения; антифрикИзобретение относится к машиностроению и может быть использовано в опорных узлах трения, например, горных машин и комплексов, работающих в условиях повышенных температур, динамических нагрузок и запыленности, Известны твердые металлические смазки (авт.св. СССР ¹ 442324, кл. F 16 С

33/10, авт.св. № СССР 415451, кл, F 16 и

15/00, авт.св. СССР № 315866, кл, F 16 и

15/00). Их недостаток заключается в том, что они не обеспечивают требуемый срок службы из-за низкой стойкости в условиях повышенных температур и запыленности, Известен также антифрикционный материал (Ю.Н.Глодин и др, Новый смазочный материал для сушильных и отжиговых вагонеток, Строительные материалы, М,: Стройиздат, 1977, ¹ 3, с. 16) представляющий собой смесь графита со связующим (жидким стеклом), Этот материал имеет недостаточную стойкость при эксплуатации его в условиях динамических нагрузок. Ы 1739105 А1 ционный материал содержит при следующем соотношении компонентов, мас,%, олово 0,5-5,0, графит 15 — 37, медь 5 — 20, свинец 1 — 5, кокс 0,5-5,0, сажу 0,5 — 3,0, смесь битумов 3,5 — 5,25, резиновую крошку 1,01,5, иден-кумароновую смолу 0,25 — 0,5, мягчитель 0,15 — 0,3, полиизобутилен 0,1 — 0,2, связующее — остальное. Компоненты смешивают при температуре 100 — 200 С. Задают форму изделия. Термообрабатывают в течение 2 ч при 80 С, затем в течение 6 ч при 120 С до окончательного отверждения.

2 табл, Известен антифрикционный материал (авт.св. СССР ¹ 974834, кл. F 16 С 19/00, 1977), состоящий из графита ЭУГ-I II, дисульфида молибдена МВ-1 и жидкого стекла с кремнеземистым модулем 3 (соотношение

1:4:5) с добавками кремнефтористого натрия в количестве 2% на 100% наполнителя и связующего. Указанный материал также не дает требуемой стойкости из-за хрупкости при динамических нагрузках.

В качестве прототипа йринимается антифрикционный материал (С,А,Чернавский.

Подшипники скольжения. М,; Машгиз, 1963, с.18), содержащий олово, графит и медь.

Указанный состав обладает повышенной хрупкостью и, как следствие, малой стойкостью при динамических нагрузках.

Цель изобретения — уменьшение хрупкости антифрикционного материала и повышение стойкости к динамическим нагрузкам.

Положительный эффект проявляется в повышении долговечности и надежности

1739105 опорных узлов трения, например, подшипников качения, Цель достигается новым составом антифрикцион ного материала, содержащего олово, графит, медь и дополнительно включающего смесь битумов, резиновую крошку, иден-кумароновую смолу, мягчитель, полиизобутилен при следующем соотношении компонентов, мас. :

Олово 0,5 — 5,0

Графит 15 — 37

Медь 5 — 20

Свинец 1 — 5

Кокс 0,5-5,0

Сажа 0,5-3,0

Смесь битумов 3,5 — 5,25

Резиновая крошка 1.0 — 1,5

Иден-кума роновая смола 0,25 — 0,5

Мягчитель 0,15 — 0,3

Полиизобутилен 0,1 — 0,2

Связующее Остальное

В качестве связующего можно использовать жидкое стекло, алюмохромфосфат, зпоксидные смолы и т.д.

Существенными отличительными признаками являются: состав антифрикционного материала и определенное массовое процентное содержание.

Применение указанных признаков в заявляемом способе по патентной и научнотехнической литературе неизвестно, Данный антифрикционный материал может быть использован, например, для изготовления сепараторов подшипников качения.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Э кспе риме нтал ьн ые исследования, проведенные заявителем на подшипниках качения с сепаратором из заявляемого антифрикционного материала, позволили определить массовое процентное содержание ингредиентов, исходя из прочности и долговечности антифрикционного материала.

Наилучшие результаты дает соотношение резиновой крошки и смеси битумов

1:3,5 при < ов> = 210...215 кг/см (см.

2 табл.1).

Иден-кумароновая смола необходима для связи резиновой крошки и битумов. Полиизобутилен и мягчитель применяются для придания ингредиентам необходимой вязкости. Их количество, следовательно, взаимозависимо. Окончательное процентное соотношение 1:3,5:0,25:0,15:0,1 (резиновая крошка: смесь битумов; иден-кумароновая смола; мягчитель: полиизобутилен).

При увеличении содержания битумов более 3,5 при содержании резиновой крошки на уровне 1 предел прочности при растяжении-сжатии увеличивается (< ve> = 213 кг/см и выше), что затрудняет г отрыв частичек смазывающего материала и ухудшает условия смазки из-за увеличения вязкости антифрикционного материала.

При увеличении количества резиновой крошки более 1 / при сохранении срдержания битумов на уровне 3,5 наблюдается уменьшение предела прочности при растяжении-сжатии (<оБ> = 212 кг/см и ниже), г что является неприемлемым при работе в условиях динамических нагрузок.

При пропорциональном увеличении содержания компонентов (согласно соотношению 1;3,5;0,25:0,15;0,1) до процентного содержания смеси битумов 5,25 мас. „резиновой крошки 1,5 мас. / и т.д. долговечность подшипников с данным антифрикционным материалом существенно не изменяется и находится в пределах

130 — 137 ч (столбцы 4 — 12, табл.2).

При увеличении содержания смеси битумов более 5,25 мас, и соответственно резиновой крошки более 1,5 мас. уменьшается содержание остальных. материалов, в частности графита, ухудшаются условия смазки и снижается долговечность подшипников с антифрикционным материалом, Эти величины определяют верхние пределы содержания компонентов, Нижние пределы процентного содержания компонентов определялись уменьLUeнием общего содержания упрочняющих добавок (смеси битумов, резиновой крошки, полиизобутилена, иден-кумароновой смолы и мягчителя). При содержании добавок менее 5 мас, долговечность подшипников с антифрикционным материалом снижается (столбцы 1, 2, 3, табл.2), Применение добавок с суммарным процентным содержанием менее 5,0 не позволяет достигнуть максимальной долговечности подшипников качения с антифрикционным материалом из-за недостаточного содержания смеси битумов и .резиновой крошки. Причем увеличение содержания основных компонентов (столбец

3) приводит к увеличению хрупкости антифрикционного материала.

Такая же тенденция прослеживается при составе антифрикционного материала, отраженном в столбцах 4, 5, б табл, 2, но при испытании подшипников с составом антифрикционного материала, соответствующим данным столбца 4 табл,2, наблюдается большая величина долговечности. Этот со1739105

0,25 — 0,5

0,15 — 0,3

0,1 — 0,2

Остальное

Таблица 1

Соде жание, мас, Ингредиент

2,75

12,5

2,75

1,75

4,0

0,5

0,25

0,25

0,1

2,75

12,5

2,75

1,75

1,0

3,5

0,25

0,15

0,1

2,75

12.5

2„75

1,75

1,5

5,25

0,4

0,15

0,2

2,75

12,5

2,75

1,75

2,0

2,5

0,25

0,15

0,1

236

212

215

204

40 став антифрикционного материала принимается за нижнюю границу массовых величин ингредиентов заявляемого материала, В формулу изобретения включено содержание компонентов из столбцов 4 — 12 табл.2, Для изготовления антифрикционного материала приготавливается смесь. содержащая медь, свинец, олово, кокс, сажу, графит, в массовом процентном соотношении, указанном в формуле изобретения, Отдельно приготавливается добавка, повышающая стойкость к динамическим нагрузкам и понижающим хрупкость антифрикционного материала, состоящая из резиновой крошки (марки РД, ТУ 38 — 108035 — 87), смеси битумов (БН 70/30 и БН 90/10 по ГОСТ 6617 — 76 в равных долях), полиизобутилена (марки

П200, ГОСТ 13303 †), иден-кумароновой смолы (марки В, ТУ 14-6-72-89), мягчителя (масло индустриальное И-40А, ГОСТ 20799—

75). Смесь дополняется до 100 связующим.

Компоненты смешивают в лопастном смесителе при 100-200 С для размягчения битума. Полученной смесью заполняется свободное пространство подшипника качения. Проводится термообработка в течение

2 ч при 80 С, затем втечение 6 ч при 120 С до окончательного отверждения.

Результаты производственных испытаний в узлах горных машин и комплексов

Олово

Графит

Медь

Свинец

Кокс

Сажа

Смесь битумов

Резиновая крошка

Иден-кумароновая смола

Мягчитель

Полиизобутилен

Предел прочности при растяжении-сжатии <ов>, кг/см показали, что заявляемый антифрикционный материал обеспечивает повышение надежности и долговечности узлов трения в

1,8 ... 2,2 раза за счет уменьшения хрупкости

5 и повышения стойкости к динамическим нагрузкам, Формула изобретения

Антифрикционный материал, преимущественно для сепараторов подшипников

10 качения, включающий олово, графит, медь, отличающийся тем, что. с целью уменьшения хрупкости и повышения стойкости к динамическим нагрузкам материала, он содержит дополнительно свинец, 15 кокс, сажу, смесь битумов, резиновую крошку, иден-кумароновую смолу, полиизобутилен, мягчитель и связующее при следующем соотношении компонентов, мас, :

Олово 0,5-5,0

20 Графит 15 — 37

Медь 5 — 20

Свинец 1 — 5

Кокс 0,5-5,0

Сажа 0,5-3,0

25 Смесь битумов 3,5 — 5,25

Резиновая крошка 1,0-1,5

Иден-кума роновая смола

30 . Мягчитель

Полиизобутилен

Связующее

1739105

Таблица2

Ингредиент

Содернание, мас.2

3 4 f 5 (6 f 7 ) Е ) 9 (1o (!! f 12 13 . ) 14 15

12,5 20

125 .20 5

12,5 20

Медь

12,5 20

2,75

Свинец

Олово

Кокс

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

2,75

2,75

1,75

2,75

1,75

0.5

0,5

Саиз

13

Графит

13

2!обаяли с

Смесь битумов

5,25 6 6 6

1,5 2 2 2

4,4 5,25

1.25 I 5

4,4

4,4

5,25

3,5

3,5

1,0

3,0

0,5

3,5

1,0

3,0

3,0

Е,25

1,5

1,0

1,25

Резиновая крошка 0,5

0,5

0,3Å

0,Е5

Иден-кумароновая смола 0,13

0,38 0,5

0,15 0,20

0,22 0,3

0,25

0,13

0,5 0,75 0,75 0,75

0,20 0,2 0,3 0,3

0,3 0,45 0,45 0,45

0,25 0,38

-0,5

0,25

0tE3

0,20

Полиизобутилен 0,05

Мяг итель 0,07

0,15

О,! 0,1

0,15 0,15

О,!

0,05

0,05

0,3

С,22 0,22

0,15

0,07

Е33 128

Оолновечм. лодшилника, ч 122

136 116 122 124!

12»

133

116

1З3О!

3!!

120

Суммарное весовое содеркание добавок, нас . .".

6,4

9,6

7,75

-5,0

3,75

35

50

) Составитель В.Короткевич(Редактор Т.Юрчикова Техред M,Mîðãåíòàë Корректор Т,Палий (E

Заказ 1, 790 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретб)!иям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушс!! 3я наб., 4/5.

i!

Производственно-издательский комбинат нПат нт", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

5

37

3 5

2,75 5

2,75 5

1,75 3

25 37

3 5 1

2,75 5 0,5

2,75 5 0,5

175 3 05

25 37 13

5

3

5 12,5 20

1 3 5

05 275 5

0,5 2,75 5

0,5 1,75 3

13 25 37