Способ получения антифрикционного слоя подшипника скольжения

Изобретение относится к области литейного производства. Способ включает установку вкладыша подшипника, его нагрев, заливку баббита и пластическую деформацию антифрикционного слоя деформирующим инструментом. Вкладыш устанавливают на торцевую поверхность. Деформирующий инструмент подводят к вкладышу с образованием зазора между ними, равного h+Δ, где h - толщина антифрикционного слоя, Δ - рабочий ход деформирующего инструмента при пластической деформации антифрикционного слоя. Баббит заливают в образовавшийся зазор. Достигается снижение трудоемкости, получение антифрикционного слоя подшипника. 2 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способу получения антифрикционного слоя подшипника скольжения. Способ может быть использован при изготовлении и ремонте подшипника скольжения. Наиболее эффективно способ может быть использован для получения антифрикционного слоя крупногабаритного подшипника. Крупногабаритные подшипники широко используются в составе оборудования для энергетики, транспорта и нефтехимии в качестве опор валов паровых турбин ТЭЦ, опор коренных и шатунных шеек коленчатых валов судовых и тепловозных дизелей и дизель-генераторов, крупных поршневых компрессорных машин для производства аммиака и метанола.

Известен способ получения антифрикционного слоя подшипника скольжения путем литья [1]. Заливку баббита осуществляют выжиманием в полость между вкладышем и подвижной матрицей. При этом вкладыш ориентирован в пространстве таким образом, что выжимание металла происходит снизу вверх с образованием технологического прилива, выполняющего функцию питателя при усадке баббита.

Способ характеризуется тем, что полученный антифрикционный слой имеет пористость и неоднородность, характерные для любого изделия, полученного литьем.

Также способ характеризуется увеличенным расходом баббита из-за наличия протяженных литниковых каналов.

Известен способ получения антифрикционного слоя подшипника скольжения путем литья и последующей пластической деформации [2]. При деформации в качестве матрицы используют вкладыш подшипника. Способ включает операции установки вкладыша подшипника, заливки баббита во вкладыш, подвода деформирующего инструмента с перераспределением расплава в зазоре между деформирующим инструментом и вкладышем, с учетом рабочего хода деформирующего инструмента, и последующей пластической деформации.

Способ за счет использования пластической деформации позволяет устранить пористость в антифрикционном слое, а также повысить его структурную однородность. Кроме того, уменьшается расход баббита из-за отсутствия литниковых каналов.

Для осуществления способа, как правило, служит мощный гидропресс с большими штамповым пространством и ходом траверсы. Последнее обусловлено тем, что пуансон отводится вверх на расстояние, достаточное для того, чтобы осуществить заливку баббита во вкладыш. Иначе эта операция связана с излишней трудоемкостью. С увеличением габаритов подшипника увеличиваются, соответственно, требуемые штамповое пространство и ход траверсы гидропресса, а соответственно - и его мощность [3]. Необходимо отметить, что при этом мощность пресса полностью не используется, так как деформация баббита происходит при низких значениях потребных усилий.

Таким образом, использование гидропресса для осуществления способа получения антифрикционного слоя экономически невыгодно, особенно в условиях ремонтных мастерских.

Общим недостатком обоих известных способов является необходимость механической обработки поверхности вкладыша, являющейся сопрягаемой с другим вкладышем в уже готовом подшипнике скольжения. В способе [1] на эту поверхность выходят с одной стороны технологический прилив, а с другой стороны - литниковые каналы. В способе [2] на эту поверхность выдавливается излишек баббита при пластической деформации.

Механическая обработка поверхности сопряжения должна выполняться аккуратно, чтобы не задеть поверхность вкладыша, дополнительная обработка которой не допускается. Это также ведет к повышению трудоемкости.

Задачей изобретения является снижение трудоемкости и повышение экономичности способа получения антифрикционного слоя подшипника скольжения.

Поставленная задача решается, когда способ получения антифрикционного слоя подшипника скольжения путем литья и последующей пластической деформации, при которой в качестве матрицы используют вкладыш подшипника, включающий операции установки вкладыша подшипника, его нагрева, заливки баббита во вкладыш, подвода деформирующего инструмента, пластической деформации, отличается от известного тем, что вкладыш устанавливают на торцевую поверхность, после чего подводят к нему деформирующий инструмент с образованием зазора между последним и вкладышем, равным h+Δ, где h - толщина антифрикционного слоя, Δ - рабочий ход инструмента при пластической деформации антифрикционного слоя, затем осуществляют заливку баббита в образовавшийся зазор, а пластическую деформацию осуществляют с приложением усилия в горизонтальном направлении.

Сущность изобретения заключается в изменении пространственной ориентировки вкладыша подшипника при заливке и пластической деформации антифрикционного слоя. Изменение пространственной ориентировки вкладыша подшипника влечет изменение последовательности операций способа, а именно, заливка баббита осуществляется после подвода деформирующего инструмента, что обеспечивает удобство заливки. При этом для создания усилия, которое прикладывается в горизонтальном направлении для осуществления деформации, не требуется применения мощного оборудования, типа гидравлического пресса. Возможно использование устройства, конструктивно простого, состоящего из стандартизованных узлов и деталей, достаточно малой стоимости и мощности. Такое устройство может содержать, в качестве основных составляющих, сварную станину из прокатного профиля и гидропривод, используемый, например, в домкратах.

Кроме того, излишек баббита при заливке и пластической деформации выдавливается на торцевую поверхность вкладыша подшипника, допускающую механическую обработку, поэтому механическая обработка производится со значительно меньшей трудоемкостью, чем в известном способе. Данный прием косвенно влияет на повышение качества подшипника.

Таким образом, по сравнению с известным способом обеспечивается удобство, снижение трудоемкости и энергетических затрат на всех операциях способа при изготовлении или ремонте подшипника скольжения.

Изобретение поясняется чертежами, где:

на фиг.1 показана схема осуществления способа с используемым оборудованием, вид сбоку;

на фиг.2 показана схема осуществления способа с используемым оборудованием, вид сверху.

Вкладыш подшипника 1 (фиг.1) установлен на неподвижную платформу 2, жестко соединенную со станиной 3. Станина представляет собой сварную конструкцию в виде рамы из швеллера. Вкладыш фиксируется относительно станины посредством регулируемых упоров 4, 5. На торцевую поверхность вкладыша установлен ограничитель 6 с камерой 7. Поз. 8 обозначен деформирующий инструмент. Деформирующий инструмент может быть выполнен полым, в виде трубы, с элементами жесткости 9. Деформирующий инструмент жестко соединен с гидроприводом 10 посредством толкателя 11. Для нагрева вкладыша предусмотрены нагреватели (на фиг.1 не показаны). Контроль за нагревателями осуществляется посредством термопары (на фиг.1 не показана). Полученный антифрикционный слой на фиг.1 обозначен поз.12.

На фиг.2 показано устройство для осуществления способа с используемым оборудованием, вид сверху, где поз.13 показаны нагреватели для нагрева вкладыша. Поз. 14, 15 - упоры для фиксации вкладыша.

Способ осуществляется следующим образом.

Вкладыш подшипника 1 устанавливается на неподвижную платформу 2, жестко соединенную со станиной таким образом, что поверхность вкладыша, являющаяся сопрягаемой с другим вкладышем в уже готовом подшипнике скольжения, упирается в упоры 14 и 15. С противоположной стороны вкладыш поджимается с помощью регулируемых упоров 4 и 5. Деформирующий инструмент подводится, посредством гидропривода, на расстояние h+Δ от заливаемой поверхности вкладыша. Далее осуществляется нагрев вкладыша посредством нагревателей 13. По достижении заданной температуры вкладыша, через камеру 7 в зазор между деформирующим инструментом и вкладышем заливается жидкий баббит. После заливки баббита нагреватели 13 отключаются, деформирующий инструмент приводится в движение посредством гидропривода, и осуществляется деформирование баббита на величину Δ с образованием антифрикционного слоя заданной толщины h. При этом излишек баббита выдавливается в камеру 7. После остывания, вкладыш с полученным антифрикционным слоем извлекают из устройства.

Конкретный пример осуществления способа.

В примере в качестве материала антифрикционного слоя использован баббит состава Sn-Sb11-Сu6 (Б83), температура затвердевания которого составляет 237°С.

Приведенный пример не исчерпывает всех случаев осуществления изобретения, в том числе, связанных с другими габаритами подшипника и марками баббита.

Подвергали ремонту подшипник скольжения паровой турбины, бывший в эксплуатации на ТЭЦ, вкладыш которого имел следующие размеры: максимальный наружный диаметр 620 мм, длина 500 мм, средний диаметр заливаемой поверхности 310 мм. В качестве деформирующего инструмента использовали толстостенную трубу, усиленную изнутри элементом жесткости. Толкатель закрепляли к трубе резьбовым соединением. Резьбовое отверстие было выполнено в элементе жесткости трубы.

Поверхность вкладыша подготавливали к заливке: подвергали пескоструйной обработке, травлению, лужению. Устанавливали вкладыш на неподвижную платформу, фиксировали его посредством регулируемых упоров. Стыки между вкладышем и платформой, а также между вкладышем и упорами 14, 15 уплотняли термостойкой массой, представляющей собой асбестовую пудру, размоченную в воде. Подводили деформирующий инструмент на расстояние h+Δ=5+4=9 мм от заливаемой поверхности вкладыша. Вкладыш нагревали посредством электронагревателей 13 до температуры 240°С. Контроль температуры осуществляли посредством термопары марки КТХА. По достижении заданной температуры вкладыша производили заливку баббита, имеющего температуру 450°С, через камеру 7. Далее нагреватели 13 отключали.

По достижении температуры 220°С деформирующий инструмент приводили в движение посредством гидропривода и осуществляли деформирование баббита на величину Δ=4 мм с образованием антифрикционного слоя заданной толщины h=5 мм. При этом в конечный момент деформации излишек баббита выдавливался в камеру 7. По окончании процесса деформирования отводили деформирующий инструмент от вкладыша. После окончательного остывания вкладыша ослабляли регулируемые упоры 4, 5 и извлекали вкладыш с полученным антифрикционным слоем.

Источники информации

1. Патент RU №2167738, МПК B22D 19/08, 2001 г.

2. Патент RU №2295423, МПК B22D 19/08, 2007 г.

3. Белов А.Ф., Розанов Б.В., Линц В.П. Объемная штамповка на гидравлических прессах. М. Машиностроение, 1986 г.

Способ получения антифрикционного слоя подшипника скольжения путем литья и последующей пластической деформации, при которой в качестве матрицы используют вкладыш подшипника, включающий установку вкладыша подшипника, его нагрев, заливку баббита и пластическую деформацию антифрикционного слоя деформирующим инструментом, отличающийся тем, что вкладыш устанавливают на торцевую поверхность, подводят деформирующий инструмент к вкладышу с образованием зазора между ними, равного h+Δ, где h - толщина антифрикционного слоя, Δ - рабочий ход деформирующего инструмента при пластической деформации антифрикционного слоя, затем осуществляют заливку баббита в образовавшийся зазор и пластическую деформацию с приложением усилия в горизонтальном направлении.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к методам создания изделий с регламентированными свойствами поверхностного слоя и может быть использовано в машиностроении, в частности, для повышения стойкости прессового инструмента при прессовании профилей из титановых сплавов.

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при изготовлении и восстановительном ремонте подшипников скольжения. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к изготовлению биметаллических изделий с антифрикционным слоем системы сталь-бронза. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных узлах трения. .
Изобретение относится к литейному производству, а именно к изготовлению биметаллических втулок. .

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способу непрерывного нанесения металлопокрытия на листовой металл, и может быть использовано при изготовлении биметаллической полосы, с последующим изготовлением из нее, в частности, подшипников скольжения.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для изготовления, например, блоков цилиндров аксиально-поршневых гидромашин. .
Изобретение относится к литейному производству. .

Изобретение относится к подшипнику скольжения для цапф валков прокатного стана и способу его изготовления. .

Изобретение относится к области порошковой металлургии и наплавки, в частности к способу контроля температур при индукционной наплавке самофлюсующихся сплавов на плоские поверхности.

Изобретение относится к машиностроению и может найти применение в изделиях типа подшипников скольжения, многослойных труб, используемых в области энергетики, транспорта, а также в нефтяной и газовой промышленности

Изобретение относится к машиностроению, к области восстановления и упрочнения поверхностей деталей и машин. Способ включает нанесение на горизонтально установленную наплавляемую поверхность изделия слоя наплавляемого материала. Затем материал и поверхность обрабатывают индуктором до их совместного расплавления. В процессе наплавки изделие подвергают вибрационному воздействию в плоскости наплавляемой поверхности. При этом направление воздействия в плоскости поверхности периодически меняют на 90°. Техническим результатом изобретения является повышение качества наплавленного слоя на плоских наплавляемых поверхностях изделий. 3 ил.
Изобретение относится к литейному производству и может быть применено для получения алюминиево-свинцовых подшипников скольжения. В способе предварительно получают заготовку из пористого алюминия с открытой пористостью литьем в многоразовые формы. На заготовку наносят слой олова или сплава на основе олова, устанавливают заготовку в ту же форму и заливают в форму расплавленный свинец, что обеспечивает заполнение пор расплавленным свинцом и формирование композиционного изделия алюминий-свинец с равномерным распределением свинца и адгезионной связью между алюминием и свинцом. Достигается повышение механических и эксплуатационных свойств алюминиево-свинцовых подшипников скольжения. 1 пр.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для получения биметаллических втулок и подшипников скольжения с антифрикционным сплавом при изготовлении и ремонте машин. Установка содержит механизм продольного перемещения заготовки относительно индуктора ТВЧ, смонтированный на основании, включающий сервопривод, шариковинтовую пару, соединенную с сервоприводом, и два концевых датчика, регулирующих продольное перемещение заготовки и реверс станины, а также автономный блок управления процессом биметаллизации, содержащий системы управления частотным регулятором электродвигателя, сервоприводом и концевыми датчиками, которые соединены с панелью управления. Изобретение направлено на усовершенствование конструкции установки для повышения качества залитого слоя заготовки, обеспечения безопасности труда, а также на повышение производительности труда. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение может быть использовано для упрочнения индукционной наплавкой твердых сплавов деталей, рабочих органов машин и инструмента при их изготовлении или ремонте. По контуру наплавляемой поверхности детали монтируют, например приклеивают, термостойкий шнур. На ограниченную шнуром поверхность детали насыпают наплавочную шихту. Наплавку ведут ТВЧ-генератором, работающим на частоте 66 кГц. Жаростойкий асбестовый шнур готовят выдержкой в растворе жидкого стекла, высушивают и выдерживают в 5% спиртовом растворе канифоли. Изобретение обеспечивает уменьшение трудоемкости подготовки детали и шихты и процесса наплавки. 1 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл., 3 пр.

Изобретение относится к области изготовления биметаллических втулок и подшипников скольжения с антифрикционным покрытием. Способ включает изготовление стальной заготовки, засыпку в нее шихты, состоящей из стружки наплавленной антифрикционной бронзы, смешанной с флюсом, герметизацию заготовки с помощью двух технологических крышек, закрепление заготовки в центрах установки для биметаллизации, осуществление вращения заготовки с нагревом ее поверхности токами высокой частоты (ТВЧ) посредством индуктора ТВЧ до температуры плавления шихты, изотермическую выдержку и охлаждение, при этом в процессе нагрева и изотермической выдержки осуществляют продольное перемещение заготовки относительно индуктора ТВЧ, а время нагрева Т поверхности заготовки до упомянутой температуры задают в соответствии с выражением Т=245,6*ехр(-8,77*Q) сек, где Q - удельная мощность нагрева, кВт/см3. Использование изобретения позволяет за счет равномерного нагрева заготовки повысить качество наплавленного слоя при биметаллизации втулок. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для изготовления биметаллических втулок и подшипников скольжения с антифрикционным слоем баббита. Способ включает изготовление стальной заготовки, покрытие ее внутренней поверхности флюсом, засыпку наплавочного материала, герметизацию заготовки с помощью двух технологических крышек, закрепление в центрах установки для биметаллизации, придание вращения заготовке, нагрев индукционным током высокой частоты, изотермическую выдержку и охлаждение. Время нагрева заготовки при установленном значении удельной мощности нагрева осуществляют в соответствии с эмпирической формулой регрессии: t=112,8·ехр(-8,59·q), где t - время нагрева заготовки, с; q - удельная мощность нагрева, кВт/см3. Обеспечивается повышение качества наплавленного слоя при биметаллизации втулок за счет равномерного нагрева, полного расплавления шихты по длине заготовки и контроля режимов нагрева. 2 табл.
Наверх