Шаровая опора

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в шаровых шарнирах рулевых механизмов различных транспортных средств. Шаровая опора содержит корпус, выполненный из двух частей в виде крышек, неразъемно соединенных между собой, с заключенными в корпус шаровым пальцем, сферической головкой, размещенной во вкладыше из антифрикционного материала. Пространство между вкладышем и корпусом заполнено термопластичным наполнителем. На сферическую головку пальца методом детонационного напыления нанесено покрытие порошкового сплава на основе карбида вольфрама и кобальта. Вкладыш выполнен из твердосмазочного материала на основе неорганического вещества дисульфида молибдена. Технический результат: повышение износостойкости шаровой опоры со сферическим подшипником скольжения в расширенных диапазонах рабочих температур за счет изменения структуры материалов шарового пальца и вкладыша. 1 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в шаровых шарнирах рулевых механизмов различных транспортных средств.

Необходимость создания аппаратов, способных совершать полеты как в атмосфере, так и в космическом пространстве, ставит перед конструкторами ЛА ряд сложнейших научно-технических задач.

Одной из них является создание узлов трения, способных сохранять свою работоспособность в широком диапазоне нагрузок и температур как в воздушной среде, так и в глубоком вакууме.

В настоящее время широкое применение в авиационной и космической технике в качестве опор скольжения получили сферические шарнирные подшипники (СШП), имеющие значительные преимущества по сравнению с традиционными цилиндрическими опорами. Возможность восприятия как радиальных, так и осевых нагрузок, способность к самоустановке, повышенная нагрузочная способность позволяет устанавливать эти узлы трения в различных устройствах и механизмах. Однако существующие типы шарнирных подшипников далеко не удовлетворяют тем требованиям, которые предъявляет развитие современной техники. Отсутствие материалов и твердосмазочных покрытий, способных противостоять новым условиям работы, осложняет задачу применения шарнирных подшипников.

Важным требованием к шарнирным подшипникам является обеспечение и сохранение низкого коэффициента трения, определяющего мощностные характеристики и вес механизмов различных приводов. Существует необходимость создания СШП с твердосмазочными покрытиями, обладающими предельным значением коэффициента трения 0,25…0,3 в широком диапазоне воздействия внешних факторов.

Требование к износу сопрягаемых поверхностей не менее жестки, так как от него зависит величина внутренних зазоров, которые, в свою очередь, в условиях наличия вибрацийприводят к значительному росту динамических нагрузок и опасности хрупкого разрушения узлов трения.

Высокие требования по стабильности рабочих параметров СШП в условиях резко меняющихся во времени рабочих параметров - нагрузок, температур, воздействия воздушной среды или вакуума, скорости скольжения и вида движения, ставят перед разработчиками узлов трения большое количество новых и сложных задач.

Они могут быть решены при условии создания и использования в СШП новых, перспективных материалов, а также твердосмазочных покрытий, способных отвечать современным требованиям.

Известны сферические шаровые опоры с подшипниками скольжения (А.с СССР №2016277, F16C 11/06, 1992; Патент РФ №2049376, F16C 11/06, 1994; Патент РФ №2338936, F16C 11/06, 2007).

Наиболее близким по набору существенных признаков является техническое решение по патенту РФ №2352829, F16C 11/06, 2009 г.

Шаровая опора содержит корпус, состоящий из двух крышек 1 и 2 (фиг. 1), независимо соединенных между собой, металлический шаровой палец 3, заключенный в корпус, вкладыш полимерный 4, наполнитель 5 с металлическими гранулами 6. Вкладыш 4 выполнен из твердосмазочного материала (фторопласт-4, УПА-6/15 и др.). Наполнитель 5 выполнен из полимера модифицированного металлическими гранулами.

Недостатком данной сферической шаровой опоры является недостаточная износостойкость трущихся поверхностей шарового пальца и вкладыша полимерного в условиях большого разброса рабочих температур от -40 до +600°C. Это связано с тем, что коэффициент трения трущихся поверхностей в этом случае превосходит, значительно, необходимый числовой показатель 0,3.

Целью настоящего изобретения является повышение износостойкости шаровой опоры со сферическим подшипником скольжения за счет изменения структуры материалов шарового пальца и вкладыша.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем корпус, выполненный из двух частей в виде крышек, неразъемно соединенных между собой, с заключенными в корпус шаровым пальцем, сферической головкой, размещенной во вкладыше из антифрикционного материала, при этом пространство между вкладышем и корпусом заполнено термопластичным наполнителем, на сферическую головку пальца методом детонационного напыления нанесено покрытие порошкового сплава на основе карбида вольфрама и кобальта, а вкладыш выполнен из твердосмазочного материала на основе неорганического вещества (дисульфида молибдена).

Напыляемое износостойкое покрытие представляет собой напыленные порошковые твердые сплавы. Твердая составляющая сплава (карбида) заключена в мягкую матрицу, препятствующая хрупкому разрушению зерен карбида. Оптимальную по износостойкости композицию составляет карбид вольфрама и кобальт. Микроструктура напыляемых покрытий оказывает влияние на абразивную износостойкость. Износостойкость повышается у материалов с аустенитной матрицей (наш случай) при увеличении объема карбидов.

Далее производят замену материала вкладыша 4. Вместо материала полимера применяют твердосмазочный материал на основе неорганического вещества - дисульфид молибдена (MoS2). За счет его кристаллического строения с ярко выраженной анизотропией механических свойств в двух взаимно перпендикулярных направлениях, на воздухе он сохраняет смазочные свойства от -40 до +600°C, а в неокислительной среде и значительно более высоких температур.

Таким образом, используя вышеперечисленные способы, существенно повышается износостойкость шаровой опоры в расширенных диапазонах рабочих температур, т.е. путем повышения долговечности деталей, работающих в условиях контактной усталости и истирания за счет резкого увеличения усталостной прочности и коррозионной стойкости примененных материалов шаровой опоры.

Шаровая опора, содержащая корпус, выполненный из двух частей в виде крышек, неразъемно соединенных между собой, с заключенными в корпус шаровым пальцем, сферической головкой, размещенной во вкладыше из антифрикционного материала, при этом пространство между вкладышем и корпусом заполнено термопластичным наполнителем, отличающаяся тем, что на сферическую головку пальца методом детонационного напыления нанесено покрытие порошкового сплава на основе карбида вольфрама и кобальта, а вкладыш выполнен из твердосмазочного материала на основе неорганического вещества дисульфида молибдена.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к шарниру, с помощью которого могут быть переданы или же восприняты осевые силы и моменты вращения в сочетании с эксцентрическими вращательными движениями насосов.

Изобретение относится к шаровым шарнирам, использующимся для соединения нижнего рычага подвески с подрамником транспортного средства. Шаровой шарнир (10) содержит монтажную часть (50) с отверстием, центральную часть (60), расположенную внутри отверстия, эластомерный материал (52), расположенный между монтажной частью (50) и центральной частью (60) для закрепления центральной части (60) внутри отверстия и проходящий в радиальном направлении непрерывно от монтажной части (50) до центральной части (60); а также первую и вторую полости, выполненные в эластомерном материале (52) и продольно разделяющие его на две части.

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к способам проведения однонаправленных испытаний на износ динамическим способом для определения механического ресурса шаровых шарниров передней подвески легкового автомобиля.

Изобретение относится к устройствам для передачи вращения между валами, которые могут совершать плоское угловое смещение относительно друг друга, в том числе во время вращения, и может быть использовано в машиностроении.

Изобретение в целом относятся к подшипнику, а точнее к установке сферического подшипника в подшипниковый узел для применения в авиационно-космической технике. Заявлены подшипниковый узел (100) и способ формирования подшипникового узла, включающего в себя корпус (110) с отверстием (132).

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к пылеводонепроницаемым шарнирам. Пылеводонепроницаемый шарнир содержит стойки, рычаг, головку рычага, ось, а также упругие конические втулки, расположенные между головкой рычага и осью.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть применено в трансмиссионных валах, передающих крутящий момент от силового агрегата транспортного средства к движителю.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть применено в силовых передачах, а именно в быстроходных трансмиссионных валах с шарнирами равных угловых скоростей.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а в частности к устройствам защиты соединений подвижных частей валов транспортных средств. Карданный вал (1) с защитным устройством (2) подвижного шлицевого соединения (3) включает два шарнира (4, 5), подвижный валик (6), содержащий соединенный с шарниром (4) корпус (7) с внутренними шлицами (8) и соединенный с шарниром (5) шток (9) с наружными шлицами (10), расположенный в корпусе (7) с образованием шлицевого соединения (3), которое герметизировано посредством защитного устройства (2).

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к быстроходным трансмиссионным валам силовой передачи с шарнирами равных угловых скоростей, подвижных в осевом направлении.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкциях турбомашин, в частности в узлах соединения гидроцилиндра привода направляющих аппаратов с промежуточным корпусом газотурбинного двигателя. Узел соединения силового цилиндра привода направляющих аппаратов с промежуточным корпусом газотурбинного двигателя содержит корпус силового цилиндра и сферический подшипник. Наружное кольцо сферического подшипника установлено непосредственно на промежуточном корпусе и жестко зафиксировано относительно него. Внутреннее кольцо сферического подшипника установлено на корпусе силового цилиндра и зафиксировано относительно его продольной оси. Изобретение позволяет повысить надежность узла, снизить его массу и уменьшить габариты. 1 ил.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к конструированию шарниров с эластичным элементом применяемых для производства стоек стабилизатора, рулевых наконечников и шаровых опор. Шарнир содержит корпус, металлическую втулку, наружная поверхность которой выполнена в виде двух усеченных частей шара или двух усеченных конусов, соединенных между собой основаниями, или в виде двух данных фигур, соединенных между собой цилиндрической частью, и прослойку из эластичного материала, охватывающую головку пальца, а при необходимости запорное устройство. Наружный слой головки пальца выполнен из пластмассы или композиции на ее основе, которая соединена с его металлической частью неразъемно. На внутренней поверхности полимерного слоя и наружной поверхности металлической части головки пальца выполнены оребрения или выпуклости и углубления. Наружный полимерный слой выполнен разъемным в виде двух вкладышей. На наружной полимерной поверхности головки выполнены оребрения или выпуклости и впадины. Технический результат: уменьшение осевых и/или радиальных перемещений внутренней втулки, а также повышение сопротивления шарнира к разрушающим нагрузкам и к коаксиальному и/или торцевому скручиванию. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве опор скольжения в узлах трения, способных сохранять свою работоспособность в широком диапазоне нагрузок и температур как в воздушной среде, так и в глубоком вакууме. Шаровая опора содержит корпус, выполненный из двух частей, неразъемно соединенных между собой, с заключенным в корпус шаровым пальцем со сферической головкой, размещенной во вкладыше из антифрикционного материала. Пространство между вкладышем и корпусом заполнено термопластическим наполнителем. На сферическую головку пальца методом электроискрового напыления нанесен карбид вольфрама с последующим нанесением слоя серебра методом электролитического осаждения, при этом вкладыш выполнен из молибденита. Технический результат: повышение износостойкости и работоспособности шаровой опоры за счет увеличения максимальных значений давления и более равномерного распределения контактных давлений за счет изменения структуры материалов шарового пальца и вкладыша. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в шаровых шарнирах рулевых механизмов различных транспортных средств. Шаровая опора содержит корпус, выполненный из двух частей в виде крышек, неразъемно соединенных между собой, с заключенным в корпус шаровым пальцем, сферической головкой, размещенной во вкладыше. Пространство между вкладышем и корпусом заполнено термопластичным наполнителем и далее ускоренным потоком ионизированных атомов с энергией 100…200 КэВ воздействуют на шаровой палец. Высокие скорости нагрева приводят к образованию на сферической поверхности метастабильной фазы - металлического стекла, а металлические стекла обладают высокой коррозионной стойкостью и износостойкостью. Технический результат: повышение поверхностной плотности шарового пальца и повышение износостойкости шаровой опоры в целом. 1 ил.

Изобретение относится к шарнирным муфтам. Синхронная муфта в виде пятизвенного сферического механизма содержит меньшую и большую вилки, соединенные последовательно через меньшую и большую крестовины шарнирами. Центробежными силами вращение крестовин удерживают в бисекторной плоскости угла между осями вращения вилок при совпадении осей пары шарниров большей и меньшей вилок. Меньшая крестовина парой своих шипов соединена шарнирно с меньшей вилкой, а другой парой своих шипов соединена шарнирно с большей крестовиной. Большая крестовина охватывает большую вилку и выполнена с двумя парами отверстий для подшипников шарнирного соединения и с большей вилкой, и с меньшей крестовиной. Большая крестовина может быть выполнена овальной рамкой, причем отверстия для шарнирного соединения с меньшей крестовиной расположены в дугообразной стенке рамки, а шипы шарнирного соединения с большей вилкой примыкают к прямолинейной стенке рамки. Достигается упрощение сборки. 3 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве опор скольжения в узлах крепления, способных сохранять свою работоспособность в широком диапазоне нагрузок как в воздушной среде, так и в глубоком вакууме. Шаровая опора содержит корпус, выполненный их двух крышек (1, 2), жестко соединенных между собой, с заключенным в корпус шаровым пальцем (3) со сферической головкой, размещенной во вкладыше (4). Шаровой палец (3) выполнен из материала ВЖЛ-16, а на его поверхности сформировано многослойное композиционное покрытие (7) со сдвиговым сопротивлением, меньшим сдвигового сопротивления шаровой опоры, при этом первый слой подложки методом гальванического покрытия выполнен из тантала, второй слой из серебра нанесен электролитическим способом, а третий - твердосмазочное покрытие ВАП. Технический результат: повышение износостойкости шаровой опоры, обеспечение положительного градиента напряжения, а также способность к восстановлению повреждений антифрикционного слоя. 2 ил
Наверх