Антифрикционный композиционный материал

 

COI03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ss)s F 16 С 33/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ми упругодемпфирующими свойствами, антикоррозионными и антифрикционными свойствами. Однако эти подшипники и подпятники отличаются сложностью конструктивной и технологической, а также низкой термостойкостью и прочностью, что резко снижает надежность работы, Наиболее близкими к предлагаемому материалу являются антифрикционные термостойкие полимеры, представляющие собой армирующую углеродную ткань с матрицей из пироуглерода. Недостатком этих материалов является низкая адгезионная способность между слоями, что вызывает расслаивание и повышенный износ.

Цепью настоящего изобретения яапяется повышение надежности и прочности д антифрикционного композиционного материала, укаэанная цель достигается тем, что м"териал сформирован иэ армирующих углеродных волокон и связующей матрицы из пиролитического углерода, образующцх пористый углеродный компоэит, Причем вектор выхода волокон на поверхность трения (21) 4755707/27 (22) 03.11.89 (46) 15.11,92. Бюл, ¹ 42 (71) Научно-производственный центр при

Николаевском кораблестроительном институте им. гдм, С. О. Макарова (72) Ю. 8, Селезнев. А. П. Зубков, И. А. Гура, А. И. Павлова и В. В. Губарь (56) Сиренко Г. А, и др, Антифрикционные термостойкие полимеры. Киев: Техника, 1978, с, 158-167.

Изобретение относится к материаловедению, в частности к изготовлению подшипников скольжения.

Полимерные композиционные материалы получили исключительно широкое распространение в машинах для восприятия радиального и осевого усилия на валу, Примером может служить упорный подшипник главного судового двигателя, воспринимающий и передающий корпусу судна движущую силу упора гребного винта. В настоящее время известно большое количество материалов для подшипников: антифрикционные металлы, резина, дерево, синтетические полимеры, композиты. Металлические подшипники требуют интенсивную смазку, имеют склонность к задирам и перегревам с подплавлением вкладышей при работе в экстремальных условиях, слабые демпфирующие свойства. что вызывает шум и вибрацию при переменных режимах работы. Применяемые в настоящее время полимерные материалы для подшипников и подпятников или металлополимерные композиции обладают хороши„„ Ы „„1775565 Al (54) (57) АНТИФРИКЦИОННЫЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ, состоящий иэ ориентированного определенным образом к поверхности трения армирующего наполнителя в виде углеродных волокон, размещенного в связующей матрице из пиролитического углерода, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности и прочности, угол ориентации продольной оси углеродных волокон к поверхности трения составляет 20-90, М

С:

1 ! л (л

Ql

1775585 ориентирован к вектору скорости на поверхности трения под углом 20-90О.

При больших и меньших углахуказанного диапазона наблюдается расслоение поверхности трения при длительной работе, 5

Например, подшипники, изготовленные из углеродной ткани под углом намотки 0 — 15 . при работе расслаивались из-за низкой адгеэии между слоями, Способ формирования материала и де- 10 тали эакл1очается в следующем, Заготовка из углеродных волокон, ткани, жгутов формируется определенным способом, в зависимости от требуемой ориентации волокон, либо на опрйвке соответствующей уклад- 15 кой, либо предварительной пропиткой в углеродосодержащих связующих (сахарный раствор, угольный пек, смола) с последующем сушкой и возгонкой летучих, подвергается карбонизации. После этого 20 производится механическая обработка.

Окончательно обработанная деталь пропитывается в среде углеродосодержащего газа при температуре, соответствующей температуре карбонизации 930-980 С с по- 25 следующей графитизацией.

На фиг, 1 показан подпятник; на фиг. 2— подшипник, выполненные из данного материала, где 1 — углеродные волокна, 2 — пиролитический графит.

У 30

Примером конкретно исполнения является материал для подпятника, выполненный в лаборатории "Углеродный компоэит"

НКИ для триботехнических испытаний. Подпятник из предложенного материала с наружным диаметром 120 мм, внутренним диаметром 30, толщиной 10 мм получен методом намотки углеродной ткани типа УРАЛ—

1 и последующей пропиткой в природном газе при температуре 930 С, затем заготовка подвергалась механической обработке и вторичной пропитке в газовой среде при температуре 980 С, Другим примером является материал подшипника, выполненный по такой же технологии из углерод-углеродного композита с внутренним диаметром 30 мм, наружным

50 мм, шириной 10 мм.

Результаты испытаний показали надежную работу подшипника и подпятника из предложенного материала при изменении удельного давления от 0,5 до 5 МПа при работе без смазки, при смазке морской и пресной водой, После 100 часовых испытаний при смазке морской водой следов износа и расслоений не обнаружено.

Таким образом, предложенный антифрикционный материал рекомендован для работы в машинах-приводах, машинах-двигателях и специальных технологических машинах при работе как на обычной смазке, так и без смазки или при использовании в качестве смазки пресную или морскую воду, что повысит экологичность и экономичность подшипников, Составитель )О.Селезнев

Техред М.Моргентал Корректор Л.Лукач

Редактор А.Соколова

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

Заказ 4027 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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