Способ изготовления поверхностей трения с применением твердых смазочных материалов на основе эпоксидных смол



Способ изготовления поверхностей трения с применением твердых смазочных материалов на основе эпоксидных смол
Способ изготовления поверхностей трения с применением твердых смазочных материалов на основе эпоксидных смол
Способ изготовления поверхностей трения с применением твердых смазочных материалов на основе эпоксидных смол

 

F16N15 - Смазка веществами, отличающимися от масла или консистентных мазей; смазка, отличающаяся применением особых смазочных материалов в специальных аппаратах или при особых условиях ( F16N 17/00 имеет преимущество; смазочные составы, выбор определенных веществ в качестве смазочных материалов вообще C10M; подшипники с поверхностями, содержащими смазочные вещества F16C 33/04; смазка, относящаяся только к определенным машинам или устройствам, предусмотренным только в одном другом классе, см. в соответствующем классе для этих машин или устройств)

Владельцы патента RU 2487289:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет (RU)

Изобретение относится к триботехнике и может использоваться для снижения силы трения и повышения стойкости к задирам рабочих поверхностей деталей узлов трения машин. На поверхности трения формируют смазочные канавки, заполняют канавки твердым смазочным материалом, при этом канавки имеют глубину, превышающую величину предельного линейного износа поверхности, канавки наносят на менее твердую поверхность пары трения, после заполнения канавок твердым смазочным материалом производят обработку поверхности в требуемый размер так, чтобы основная часть поверхности была металлической, а другая часть, соответствующая площади канавок, состояла из твердого смазочного материала на основе эпоксидной смолы. Технический результат настоящего изобретения заключается в повышении несущей способности и теплопроводности поверхностей трения с нанесенным твердым смазочным материалом при обеспечении низкой силы трения и высокой стойкости к задирам. 3 ил.

 

Изобретение относится к триботехнике и может использоваться для снижения силы трения и повышения стойкости к задирам рабочих поверхностей деталей узлов трения машин.

Известен аналогичный способ [1], в котором на поверхность трения наносят суспензию молибденита в растворителе со связующим, например эпоксидной смоле, и подвергают термообработке в вакууме. После выгорания органической части на поверхности остается твердый смазочный материал с неорганической связкой, которая выполняет функцию каркаса, в ячейках которого удерживается твердый смазочный материал.

Недостатками данного способа являются низкая несущая способность данного твердосмазочного покрытия и плохой теплоотвод с поверхности трения.

В качестве прототипа выбран способ [2], в котором поверхность трения подвергают механической обработке - деформированию поверхности с формированием сетки гексагонально расположенных каналов. Затем на поверхность наносят покрытие из твердого смазочного материала, содержащего слоистый модификатор трения, например дисульфид молибдена. Прирабатывают покрытие. Наносят и отверждают второй слой твердого смазочного материала.

Недостаток способа-прототипа заключается в низкой несущей способности поверхности трения, ограниченной прочностью используемого твердого смазочного материала.

Технический результат настоящего изобретения заключается в повышении несущей способности и теплопроводности поверхностей трения с нанесенным твердым смазочным материалом при обеспечении низкой силы трения и высокой стойкости к задирам.

Технический результат достигается тем, что на поверхности трения формируют смазочные канавки, заполняют канавки твердым смазочным материалом, при этом канавки имеют глубину, превышающую величину предельного линейного износа поверхности, канавки наносят на менее твердую поверхность пары трения, после заполнения канавок твердым смазочным материалом производят обработку поверхности в требуемый размер так, чтобы основная часть поверхности была металлической, а другая часть, соответствующая площади канавок, состояла из твердого смазочного материала на основе эпоксидной смолы.

Способ выполняется по следующим этапам.

- На менее твердой поверхности трения формируют смазочные канавки глубиной, превышающей величину предельного линейного износа. Это позволяет обеспечить высокие антифрикционные и противозадирные свойства получаемой поверхности на протяжении всего срока службы пары трения. При этом в случае износа твердого смазочного материала обнажающиеся края смазочных канавок не вызовут микрорезания более твердой ответной поверхности.

- Канавки заполняют твердым смазочным материалом на основе эпоксидной смолы. Нанесение твердых смазочных материалов на основе эпоксидных смол - более технологичный и менее трудоемкий процесс, чем, например, нанесение пластичных металлов. В то же время слоистые наполнители твердых смазочных материалов на основе эпоксидных смол (дисульфид молибдена, дисульфид вольфрама, слюда, диселенид молибдена и др.) обеспечивают более высокие антифрикционные и антизадирные свойства, чем пластичные металлы (серебро, медь, олово, свинец, их сплавы и др.).

- Поверхность трения обрабатывают в требуемый размер так, чтобы основная часть поверхности была металлической, а другая часть, соответствующая площади канавок, состояла из твердого смазочного материала на основе эпоксидной смолы. Металлическая часть поверхности трения обеспечивает высокую несущую способность и хороший теплоотвод поверхности трения, а твердый смазочный материал обеспечивает высокие антифрикционные и противозадирные свойства поверхности трения. При нагреве вследствие трения твердый смазочный материал на основе эпоксидной смолы за счет более высокого коэффициента теплового расширения увеличивается в размерах, выступая над металлической поверхностью, и смазывает ответную поверхность. При формировании металлических частиц износа происходит их улавливание поверхностью твердого смазочного материала на основе эпоксидной смолы, что препятствует началу абразивного изнашивания пары трения.

Пример. Проводили лабораторные испытания триботехнических свойств трех комплектов пары трения «кольцо-кольцо». Подвижные кольца изготавливали из стали 2 (НВ=200 кгс/мм2), неподвижные - из стали 40Х (НВ=350 кгс/мм2). Поверхности трения всех колец шлифовали до шероховатости Ra=0,4. Размеры колец: внешний диаметр 34 мм, внутренний диаметр 19 мм, толщина 5 мм. В первом комплекте поверхности трения обоих колец - плоские, без канавок. Во втором комплекте на поверхности трения подвижного кольца формировали радиальные канавки (8 канавок равномерно распределенных по поверхности трения), неподвижное кольцо - плоское, без канавок. В третьем комплекте на поверхности трения подвижного кольца формировали канавки аналогичные второму комплекту, но заполняли канавки твердым смазочным материалом на основе эпоксидной смолы (соотношение компонентов в объемных частях: эпоксидная смола ЭД-20 - 10 частей; отвердитель ПЭПА - 1 часть; дисульфид вольфрама - 3 части; слюда - 3 части). После заполнения канавок поверхноть трения подвижного кольца выравнивали шлифованием. Неподвижное кольцо - плоское, без канавок. Испытания проводили на трибометре «Универсал-1 А» в режиме ступенчато возрастающей нагрузки в среде индустриального масла И-20. Длительность каждой ступени - 10 минут. Испытания проводили до полного схватывания поверхностей. Результаты испытаний приведены на фиг.1 (а, б, в). Испытания показали, что третий комплект, изготовленный в соответствии с заявленным способом, имеет приблизительно в 5 раз меньший момент трения на первой ступени, чем первый комплект (без канавок) и в 3 раза меньший момент трения, чем второй комплект (с канавками без твердого смазочного материала на основе эпоксидной смолы). Третий комплект схватился при нормальной нагрузке, в три раза превышающей нагрузку схватывания первого и второго комплекта. Скорость нагрева полностью металлических поверхностей трения (первый комплект) и поверхностей трения с твердым смазочным материалом на основе эпоксидной смолы (третий комплект) существенно не отличаются. Таким образом, проведенные триботехнические исследования показали заявленный эффект: повышение несущей способности, снижение трения и улучшенный теплоотвод (близкий к величине теплоотвода металлических поверхностей).

На фиг.1 представлена эпюра триботехнических испытаний пары трения «кольцо-кольцо» без канавок.

На фиг.2 представлена эпюра триботехнических испытаний пары трения «кольцо-кольцо» с канавками.

На фиг.3 представлена эпюра триботехнических испытаний пары трения «кольцо-кольцо» с канавками, заполненными твердосмазочным композитом.

Используемая литература

1. А.с. №127349. Способ нанесения пленок смазочной композиции на основе дисульфида молибдена на трущиеся поверхности / Сентюрихина Л.Н., Малышев Б.Н., Рубцова З.С., Опарина Е.М. Берсудский А.Л. Опубл. в бюл. №7 за 1960 г.

2. А.с. №775502. Способ нанесения твердых смазочных покрытий на поверхности трения / Агошков Ю.М., Алексеев В.И., Громаковский Д.Г., Громаковский С.Д., Жарков В.З., Кулаков Г.А., Стрельцов В.Я., Ковшов А.Г. Опубл. 30.10.80 г., бюл. №40.

Способ изготовления поверхностей трения с применением твердых смазочных материалов на основе эпоксидных смол, в котором на поверхности трения формируют смазочные канавки, заполняют канавки твердым смазочным материалом, отличающийся тем, что канавки имеют глубину, превышающую величину предельного линейного износа поверхности, канавки наносят на менее твердую поверхность пары трения, после заполнения канавок твердым смазочным материалом производят обработку поверхности в требуемый размер, так, чтобы основная часть поверхности была металлической, а другая часть, соответствующая площади канавок, состояла из твердого смазочного материала на основе эпоксидной смолы.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области разработки, производства, эксплуатации и технического обслуживания узлов трения технологических, энергетических и транспортных машин и может быть использовано в машиностроении, самолетостроении, производстве железнодорожных транспортных средств, судов, автомобилей, станков, электрических и других машин, где необходимо обеспечивать высокую долговечность трущихся деталей.
Изобретение относится к области триботехнического материаловедения и смазке твердых тел, в частности к узлам, деталям машин и механизмов, работающих в условиях сухого, граничного и жидкостного трения, предназначенных для торцевых уплотнительных колец, подшипников скольжения и порошковых втулок тормозной рычажной передачи для локомотивов, вагонов, цистерн подвижного состава железных дорог и метрополитена.
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способам повышения долговечности трущихся элементов машин и механизмов. .
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способам восстановления изношенных металлических поверхностей в парах трения, и обеспечивает решение проблемы сохранения на должном уровне эксплуатационных характеристик машин и механизмов, побывавших в использовании, в частности позволяет повысить надежность и долговечность двигателей внутреннего сгорания, а именно их цилиндропоршневой группы.
Изобретение относится к области машиностроения, к смазочным материалам, и может быть использовано при эксплуатации машин и механизмов. .
Изобретение относится к способам смазки двигателей внутреннего сгорания и может использоваться в машиностроении. Способ смазки двигателя внутреннего сгорания, включающий подачу смазки в зазоры между его трущимися деталями, причем поверхности трущихся деталей предварительно покрывают износостойким покрытием, а смазкой является вода. Изобретение обеспечивает снижение коэффициент трения, повышение экологической безопасности, упрощение конструкции как самой системы смазки, так и двигателя. 6 з.п. ф-лы.

Устройство относится к машиностроению и может быть использовано в механизмах с фрикционной передачей. Цилиндрические элементы, выполненные из твердого материала, рабочие поверхности которых прижимаются к друг к другу настолько, что сила трения, возникающая на контакте, равна величине передаваемого окружного усилия, имеют углубления, заполненные твердым смазочным веществом и расположенные таким образом, что траектории, описанные любой точкой периметра углублений, не пересекаются и не накладываются в зоне контакта. Указанные углубления могут иметь форму круга, форму равностороннего прямоугольника, одна из диагоналей которого совпадает с образующей цилиндрического элемента, или форму прямоугольного четырехугольника, одна из сторон которого совпадает с образующей цилиндрического элемента. Углубления могут быть расположены на образующих цилиндрических элементов, формируя ряды, находящиеся на заданном расстоянии друг от друга. Расширяется зона устойчивой работы и повышается передаваемое усилие. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх