Антифрикционный композитный материал для подшипников скольжения судовых валопроводов и гребных валов



Антифрикционный композитный материал для подшипников скольжения судовых валопроводов и гребных валов
Антифрикционный композитный материал для подшипников скольжения судовых валопроводов и гребных валов
Антифрикционный композитный материал для подшипников скольжения судовых валопроводов и гребных валов
Антифрикционный композитный материал для подшипников скольжения судовых валопроводов и гребных валов
Антифрикционный композитный материал для подшипников скольжения судовых валопроводов и гребных валов
Антифрикционный композитный материал для подшипников скольжения судовых валопроводов и гребных валов

 


Владельцы патента RU 2554182:

Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли РФ (МИНПРОМТОРГ РОССИИ) (RU)

Изобретение относится к антифрикционным материалам на основе термопластичных полимеров и может быть использовано в судостроительной, машиностроительной и других областях промышленности при изготовлении высоконапряженных узлов трения различного назначения методом спекания материала. Антифрикционный композитный материал состоит из матрицы в виде кристаллического сополимера этилена с тетрафторэтиленом и армирующего наполнителя. В виде кристаллического сополимера этилена с тетрафторэтиленом применяют фторопласт-40П с насыпной плотностью 0,6 г/см3, а в качестве армирующего наполнителя - измельченную углеродную ткань марки Урал Т-22 (УТА) с термохимической обработкой волокон и со следующими характеристиками: разрывная нагрузка - 1428Н (по основе), 1071Н (по утку). В композицию добавлен модификатор в виде порошка дисульфида молибдена (MoS2) при следующем соотношении компонентов, мас.%: фторопласт-40П - 54-55, измельченная углеродная ткань Урал Т-22 - 35-36, дисульфид молибдена - остальное. Предложение обеспечивает улучшение физико-механических и антифрикционных свойств материала, а также его меньшее водопоглощение. 5 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к антифрикционным материалам на основе термопластичных полимеров и может быть использовано в судостроительной, машиностроительной и других областях промышленности при изготовлении высоконапряженных узлов трения различного назначения методом спекания материала.

Известны антифрикционные полимерные композиционные материалы на основе политетрафторэтилена (Машков Ю.К., Полещенко К.Н., Поровознюк С.Н., Орлов П.В. Трение и модифицирование материалов трибосистем. - М.: Наука, 2000. - 280 с.), содержащие в качестве компонентов порошки кокса (Ф4К20), дисульфида молибдена (Ф4М15), стекловолокно (Ф4С15), кокс и дисульфид молибдена (Ф4К15М5). Предел прочности этих материалов находится в диапазоне 11÷16 МПа.

Известен антифрикционный материал (АС №1812190 МПК C08J 5/16), который содержит, мас.%: политетрафторэтилен 80-82; дисульфид молибдена 1-3; порошок оловянно-свинцовистой бронзы 5-12 и углеродный наполнитель 5-12. Скорость изнашивания этого материала при трении по стальному контртелу без смазки составляет 0,065-0,068 мг/ч при скорости скольжения 1 м/с, контактном давлении 3 МПа.

Также для изготовления узлов трения используется изотропный, термопластичный полимер капролон, ТУ 6-05-988-87. Недостатком капролона является его сравнительно высокая степень набухания и заметное снижение износостойкости при эксплуатации при повышенной температуре воды (порядка 30°C).

В России разработан и применяется для изготовления вкладышей подшипников скольжения композитный материал ФУТ-7, в котором чередующиеся планки углетекстолита ФУТ и графитопласта «АНИТА-40» своими прочностными и антифрикционными свойствами взаимно дополняют друг друга, образуя бинарную поверхность трения.

В качестве ближайшего аналога (прототипа) заявляемого композитного материала выбран графитопласт «АНИТА-40», выпускаемый по ТУ 1915-014-07502259-2000, состоящий из матрицы в виде кристаллического сополимера этилена с тетрафторэтиленом и армирующего наполнителя, для которого используют коллоидный графит.

В то же время можно отметить такой недостаток графитопласта «АНИТА-40» как невысокая прочность при сжатии и сниженная износостойкость, что сдерживает увеличение возможной эксплуатационной нагрузки.

Задачей настоящего изобретения является создание антифрикционного материала с применением современных материалов, который можно использовать для высоконапряженных узлов трения подшипников скольжения, например, в судовых валопроводах и гребных валах.

Решение этой задачи обеспечивается техническим результатом, заключающимся в улучшении физико-механических и антифрикционных свойств заявляемого материала, а также его меньшим водопоглощением.

Указанный технический результат достигается при использовании антифрикционного композитного материала, состоящего из матрицы в виде кристаллического сополимера этилена с тетрафторэтиленом и армирующего наполнителя. В виде кристаллического сополимера этилена с тетрафторэтиленом применяют фторопласт-40П с насыпной плотностью 0,6 г/см3 по ТУ 301-05-17-89 [-CF2-CF2-СН2-СН2-]n, а в качестве армирующего наполнителя - измельченную углеродную ткань марки Урал Т-22 (УТА) по ГОСТ 28005-88 с термохимической обработкой волокон и со следующими характеристиками: разрывная нагрузка - 1428Н (по основе), 1071Н (по утку). Кроме того, в эту композицию добавлен модификатор в виде порошка дисульфида молибдена (MoS2) по ТУ 48-19-133-90. При этом указанная композиция материала содержит следующее соотношение компонентов, мас.%:

фторопласт-40П - 54÷55%;

измельченная углеродная ткань Урал Т-22 - 35÷36%;

дисульфид молибдена (MoS2) - остальное.

Для получения заявленного антифрикционного материала его компоненты смешивают в диспергаторе и засыпают в пресс-форму для таблетирования, осуществляемого при комнатной температуре.

Прессование таблетки производится в два этапа:

- на первом этапе под давлением от 3,5 до 4 МПа в течение 20 минут;

- на втором этапе давление прессования должно составлять от 35 до 36 МПа, время выдержки 60 минут.

Затем пресс-форма с таблетированным антифрикционным материалом перемещается в термошкаф для спекания.

Температура в термошкафу должна быть от 295 до 320°C, в зависимости от температуры потери прочности используемой партии фторопласта-40П (Ф-40П) (определяется по паспорту на конкретную партию используемого фторопласта).

Время выдержки пресс-формы с таблетированным антифрикционным материалом в термошкафу определяется расчетным путем - 6 мин на 1 мм толщины изготавливаемой заготовки и составляет от 4 до 6,5 ч.

По окончании этапа спекания пресс-форма перемещается в пресс с плитами комнатной температуры и подвергается воздействию ступенчатого давления:

- давление от 8 до 11 МПа, время выдержки 4 мин;

- давление от 11 до 13 МПа, время выдержки 3 мин;

- давление от 24 до 26 МПа, время выдержки 2 мин;

- давление от 33 до 34 МПа, время выдержки 4 мин.

Не снижая конечного давления, пресс-форма охлаждается до комнатной температуры, после чего следует распрессовка на прессовом оборудовании.

Оценку свойств полученного антифрикционного композитного материала производили по следующим параметрам:

- плотность согласно ГОСТ 15139 определялась на образцах в форме прямого круглого цилиндра с диаметром 30 мм и высотой 50 мм весовым методом;

- водопоглощение согласно ГОСТ 4650 определялось на образцах в виде параллелепипеда с квадратным основанием, сторона основания - 50 мм, высота - 3 мм;

- разрушающее напряжение при сжатии по ГОСТ 4651 определялось на образцах в виде параллелепипеда с квадратным основанием, сторона основания - 10 мм, высота - 15 мм;

- разрушающее напряжение при изгибе по ГОСТ 4648 определялось на образцах в форме бруска прямоугольного сечения толщиной 7±0,5 мм, шириной 10±0,5 мм и длиной 140±2 мм;

- твердость по ГОСТ 4670 определялась на образцах в виде параллелепипеда с квадратным основанием, сторона основания - 140 мм, высота - 7 мм;

- ударная вязкость по ГОСТ 4647 определялась на образцах в форме бруска прямоугольного сечения, толщиной 4±0,2 мм, шириной 6±0,2 мм и длиной 50±1 мм.

Для проведения триботехнических испытаний были изготовлены образцы в виде дисков из антифрикционного материала диаметром 30 мм и толщиной 10 мм. В качестве контртел использовались ролики из стали 20×13 диаметром 50 мм и толщиной 10 мм.

Испытания проводились в чистой водопроводной воде, а также в агрессивной среде - синтетической морской воде, содержащей 7% механических примесей - глины с песком. Фракция песка - до 100 мкм.

Результаты испытаний полученного антифрикционного композитного материала, а также свойства прототипа указаны в сравнительной таблице:

Из результатов испытаний видно, что полученный антифрикционный материал превосходит по физико-механическим показателям прототип «Анита-40» и может заменять подшипники скольжения, изготовленные из капролона, при строительстве судовой техники.

Результаты испытаний подтверждены фотографиями.

Фиг.1 - Образец в приспособлении универсальной испытательной машины 8801 фирмы «lnstron».

Фиг.2 - Экспериментальный образец на опорах универсальной испытательной машины ЦДМ-10.

Фиг.3 - Образец, установленный в ванну с СОЖ.

Фиг.4 - Универсальная машина трения 2070 СМТ-1.

Фиг.5 - Подшипник скольжения (БП) с вкладышами из углетекстолита ФУТ и графитопласта «Анита-40».

Антифрикционный композитный материал, состоящий из матрицы в виде кристаллического сополимера этилена с тетрафторэтиленом и армирующего наполнителя, отличающийся тем, что в виде кристаллического сополимера этилена с тетрафторэтиленом применяют фторопласт-40П с насыпной плотностью 0,6 г/см3, а в качестве армирующего наполнителя - измельченную углеродную ткань марки Урал Т-22 (УТА) с термохимической обработкой волокон и со следующими характеристиками: разрывная нагрузка - 1428 Н (по основе), 1071 Н (по утку), в композицию добавлен модификатор в виде порошка дисульфида молибдена (MoS2), при этом указанная композиция материала содержит следующее соотношение компонентов, мас.%:
фторопласт-40П - 54-55;
измельченная углеродная ткань Урал Т-22 - 35-36;
дисульфид молибдена (MoS2) - остальное.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению, более точно, к упорному подшипнику скольжения, а также к комбинированному устройству из упорного подшипника скольжения и поршневого штока.

Изобретение относится к упорному подшипнику скольжения из синтетической смолы. Упорный подшипник скольжения выполнен из синтетической смолы.

Изобретение относится к упорному подшипнику скольжения из синтетической смолы, более точно, к упорному подшипнику скольжения, применимому в подвеске стоечного типа (подвеске Макферсона) четырехколесного транспортного средства, а также к монтажной конструкции подвески стоечного типа с использованием упорного подшипника скольжения.

Изобретение относится к упорному подшипнику скольжения из синтетической смолы, более точно к упорному подшипнику скольжения, применимому в качестве упорного подшипника скольжения в подвеске стоечного типа (подвеске Макферсона) четырехколесного транспортного средства.
Изобретение относится к элементу скольжения, применяемого, например, в качестве подшипника скольжения в двигателях внутреннего сгорания, подшипника скольжения коленчатых валов, поршневого кольца или юбки поршня.

Изобретение относится, в общем, к коррозиестойким втулкам, которые могут применяться в автомобильной промышленности, в частности для петель дверей, капотов и моторного отсека, сидений, рулевых колонок, маховиков, подшипников вала системы уравновешивания и т.п., а также в других отрослях промышленностяи Втулка содержит: несущий нагрузку подслой (102), имеющий первую основную поверхность, вторую основную поверхность и кромки; слой скольжения (110), связанный с первой поверхностью; коррозиестойкий слой (114), связанный со второй поверхностью и проходящий таким образом, чтобы закрывать кромки несущего нагрузку подслоя (102).

Изобретение относится к упорному подшипнику скольжения из синтетической смолы, более точно, к упорному подшипнику скольжения, применимому в качестве упорного подшипника скольжения в подвеске стоечного типа (подвески Макферсона) четырехколесного транспортного средства.

Изобретение относится к упорному подшипнику скольжения из синтетической смолы, более точно, к упорному подшипнику скольжения из синтетической смолы, применимому в качестве упорного подшипника скольжения в подвеске стоечного типа (подвеске Макферсона) четырехколесного транспортного средства.

Изобретение относится к энергетическому машиностроению, в частности к компрессорным машинам (центробежные компрессоры, винтовые компрессоры, авиационные двигатели, насосы и т.п.).

Изобретение относится к виброизоляционному композитному материалу подшипника скольжения. .
Изобретение относится к полимерным композиционным материалам триботехнического назначения и может быть использовано для изготовления подшипников скольжения, торцевых уплотнений и других материалов узлов трения.
Изобретение относится к получению износоустойчивого материала из модифицированной политетрафторэтиленовой смолы. Материал получают посредством достаточного смешивания полимера поли(фенил-п-гидроксибензоата), применяемого в качестве модификатора, с политетрафторэтиленовой смолой в определенном весовом соотношении.

Изобретение относится к фторполимерной композиции, пригодной для получения покрытий, пленок и/или смешанных порошковых композиций, а также к способам нанесения покрытия на подложку.

Изобретение относится к высокочастотным композиционным диэлектрическим материалам, используемым в антенной технике и высокочастотных линиях передачи. Композиционный материал содержит уплотненный порошок фторопласта-4 с размером частиц не более 5 мкм, пропитанный связующим.
Изобретение может быть использовано в материаловедении для изготовления деталей смазываемых и несмазываемых узлов трения машин и агрегатов. Антифрикционный полимерный композиционный материал включает политетрафторэтилен, дисульфид молибдена, ультрадисперсный порошок скрытокристаллического графита с удельной поверхностью 50-75 м2/г и углеродные нанотрубки.

Изобретение относится к получению полимерных композиций на основе сополимеров фторолефинов, используемых в химической, нефтеперерабатывающей промышленности, в частности в узлах техники глубокого бурения.

Изобретение относится к получению резиновых смесей и может быть использовано для получения уплотнительных материалов, работоспособных в условиях агрессивных сред при высоких температурах.

Изобретение относится к смешанным композициям фторполимеров, используемым для получения покрытия. В состав композиции входят низкомолекулярный политетрафторэтилен (LPTFE) и фторированный этиленпропилен (FEP), которые находятся в форме жидкой дисперсии частиц со средним размером частиц 1,0 мкм или менее.
Изобретение относится к области материаловедения. Способ получения полимерного композита антифрикционного назначения на основе политетрафторэтилена включает предварительную физико-химическую обработку порошка ультрадисперсного детонационного алмаза, механическое диспергирование смеси порошков политетрафторэтилена и ультрадисперсного детонационного алмаза, прессование и термическое спекание композита в инертной среде.
Изобретение относится к полимерным композитным антифрикционным материалам. .
Настоящее изобретение относится к отверждаемой заливочной массе для изготовления фасонных деталей из пластмассы. Описана отверждаемая заливочная масса для изготовления фасонных деталей из пластмассы, включающая в себя связующий материал и наполняющий материал, при этом наполняющий материал имеет долю примерно 40-85 массовых процентов от заливочной массы и включает в себя две или более фракций наполнителя, при этом первая фракция наполнителя состоит из цельных гранулярных минеральных частиц, а вторая фракция наполнителя состоит из устойчивых по форме полых микросфер, изготовленных из силикатного материала, и при этом доля второй фракции наполнителя в заливочной массе составляет примерно 1 объемный процент или более.
Наверх