Шаровая опора

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

 

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

Необходимость надежного функционирования узлов трения с малым значением коэффициента трения вызвала широкие исследования в области твердых смазок и твердосмазочных покрытий. Твердосмазочные покрытия способны обеспечить смазочное действие как при обычных условиях, так и в экстремальных, т.е. при очень высоких контактных давлениях, низких и высоких температурах, в вакууме в других средах, в условиях сильного облучения.

По своему действию твердосмазочные покрытия можно разделить на две группы:

1) образующие антифрикционные пленки на поверхности трения путем химического взаимодействия с подложкой, разрушающиеся и восстанавливающиеся в процессе работы;

2) обладающие хорошими адгезионными свойствами, имеющие слоистую структуру, обеспечивающую легкое скольжение одного слоя относительно другого.

Отдельные компоненты твердосмазочных покрытий используются в узком диапазоне условий эксплуатации, что не дает необходимого эффекта при работе в изменяющихся условиях воздействия на узлы трения: нормальных, высоких и низких температур, воздушной среды и вакууме, контактных давлений в широком диапазоне их значений.

Так графитовое покрытие хорошо работает как при низких, так и при высоких температурах на воздухе, но не удовлетворительно в вакууме. Дисульфид молибдена, - напротив, на воздухе, уже при температурах 623К начинает окисляться, зато довольно хорошо выдерживает повышенную температуру в вакууме. Совместить положительные качества отдельных твердосмазочных покрытий попытались при создании композиционных многослойных покрытий.

Известны сферические шаровые опоры с подшипниками скольжения (А.с. СССР №2016277, F16C 11/06, 1992 г., Патент РФ №2049376, F16C 11/06, 1994 г., Патент РФ №2338936, F16C 11/06, 2007 г., Патент РФ №2432506, F16C 11/06, 2010 г.).

Наиболее близким по набору существенных признаков является техническое решение по Патенту РФ №2352829, F16C11/06, 2009 г., которое было принято авторами за ближайший аналог.

Шаровая опора содержит корпус, состоящий из двух крышек 1 и 2 (фиг. 1), неразъемно 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, ЦПА 6/15 и др.). Наполнитель 5 выполнен из полимера модифицированного металлическими гранулами 6.

Недостатком данной сферической опоры является недостаточная поверхностная прочность поверхности металлического шарового пальца, а также недостаточная способность к восстановлению и «залечиванию» повреждений антифрикционного слоя, которая тоже во многом зависит от материала подложки твердосмазочного покрытия.

Антифрикционные свойства оцениваются по способности материалов трущихся деталей и слоя смазки обеспечивать малое трение в заданном диапазоне действующих факторов, а в предлагаемом варианте присутствует свойство не схватываться при трении, а прирабатываться и образовывать на поверхности трения прочные слои, предохраняющие поверхности контактирующих тел от металлического контакта при высоких нагрузках, восстанавливать эти слои при их местном разрушении.

Технической задачей является повышение износостойкости шаровой опоры со сферическим подшипником скольжения, обеспечение положительного градиента напряжений, а также способность к восстановлению и «залечиванию» повреждений антифрикционного слоя.

Указанная задача решается за счет того, что в шаровой опоре, содержащей корпус, выполненный из двух частей в виде крышек, неразъемно соединенных между собой, с заключенным в корпус шаровым пальцем, сферической головкой, размещенной во вкладыше, при этом пространство между вкладышем и корпусом заполнено термопластичным наполнителем. Материал пальца 3 выполнен из жаропрочного сплава ВХЛ-16, а на сферической поверхности сформирована структура многослойного покрытия 7 методом гальванического покрытия подложки Та и электролитическим слоем Ag на подложку Та с последующим нанесением твердосмазочного покрытия ВАП (фиг. 2), состоящего из микродисперсного молибдена с лаком ФЛ.

Под действием высоких контактных давлений и повышенных температур в процессе фрикционного взаимодействия возникает пластическое течение серебряного слоя и активное внедрение кристаллов дисульфида молибдена в его поверхность, т.е. возникают новые фрикционные свойства, которые не были присущи отдельным слоям. Это обусловлено облегченным скольжением по плоскостям базиса в процессе трения.

Таким образом, формируя композиционные твердосмазочные покрытия со сдвиговым сопротивлением, меньшим сдвигового сопротивления материала основы, существенно повышается износостойкость шаровой опоры, а также возникает способность к восстановлению и «залечиванию» антифрикционного слоя.

Шаровая опора, содержащая корпус, выполненный из двух частей в виде крышек, жестко соединенных между собой, с заключенным в корпус шаровым пальцем со сферической головкой, размещенной во вкладыше, при этом между вкладышем и корпусом находится термопластичный наполнитель, отличающийся тем, что шаровой палец выполнен из материала ВЖЛ-16, а на его поверхности сформировано многослойное композиционное покрытие 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.



 

Похожие патенты:

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.

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.

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.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к конструированию шарниров с эластичным элементом применяемых для производства стоек стабилизатора, рулевых наконечников и шаровых опор.

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.

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.

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 относится к машиностроению, в частности к конструкциям защитных чехлов шаровых шарниров, закрывающим подвижные относительно друг друга элементы шарового шарнира от пыли, грязи и влаги и выполняющим роль контейнера для смазки, необходимой для работы подшипника скольжения шарового соединения. Гофрочехол для защиты шарового шарнира от пыли, грязи и влаги, представляющий собой гофрированную трубу (2) из резины, содержит на концах трубы поверхности для присоединения к деталям шарового шарнира. На одном конце гофрированная труба (2) имеет поясок (1) цилиндрической формы для присоединения к хвостовику шаровой головки шарнира, а на противоположном конце труба (2) имеет поверхность в виде фланца (4) с отверстиями (5) под винты для крепления гофрочехла с помощью прижимной пластины к корпусу шарнира. Между поверхностью, выполненной в виде фланца (4), и гофрированной частью резиновой трубы выполнен участок цилиндрической формы, длина которого определяется опытным путем в зависимости от наружного диаметра посадочной поверхности корпуса шарового шарнира для исключения возможности вхождения инструмента для зажима винтов в ближайшую складку гофрированной части резиновой трубы (2). Технический результат: исключение возможности случайного повреждения гофрочехла инструментом (отверткой) при закреплении гофрочехла на корпусе шарового шарнира, за счет существенного уменьшения величины пути движения инструмента до упора его в гофрочехол, что в свою очередь уменьшает скорость движения инструмента. 1 ил.

Группа изобретений относится к узлу опорной стойки для опоры корпуса функционального блока газовой турбины, к газовой турбине и к способу опоры корпуса функционального блока газовой турбины. Узел (100) опорной стойки содержит тело (101) стойки для опоры блока на основании, шаровой поворотный элемент (102), который установлен с возможностью поворота на теле (101) стойки с образованием шарового шарнира, и качающийся рычаг (103), который установлен на элементе (102). Рычаг (103) предназначен для введения в опорное отверстие (121) опорного тела (120), являющегося частью корпуса или основания. Рычаг (103) предназначен для введения в отверстие (121) с подвижной посадкой, так что образуется поворотная точка (105) в первой зоне контакта между рычагом (103) и внутренней поверхностью (122) отверстия (121), так что обеспечивается возможность поворота рычага (103) внутри отверстия (121) вокруг точки (105). Эластомерный пружинный и демпфирующий элемент (104) установлен на рычаге (103) так, что обеспечивается возможность расположения элемента (104) между рычагом (103) и телом (120) для обеспечения центрирующей силы и демпфирования поворота рычага (103) относительно тела (120) вокруг точки (105). Группа изобретений направлена на обеспечение эффективного технического обслуживания газовой турбины. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области безрельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкциях рулевого управления переднеприводного легкового автомобиля. Наружный шарнир состоит из корпуса (1) и обоймы (2) с выступами (3) криволинейной формы, с расположенными в ней телами качения (4) шаровой формы, размещенными подвижно в сепараторе (5). Обойма (2) и корпус (1) выполнены из упругого материала, а выступы (3, 9) криволинейной формы, по их длине, снабжены сквозными пазами, снабженными на своей внутренней поверхности насечкой. В сквозных пазах жестко установлены вкладыши, выполненные из резины. Технический результат: повышение надежности работы наружного шарнира в эксплуатационных условиях. 2 ил.

Изобретение относится к области авиа- и ракетостроительного машиностроения и может быть использовано в создании узлов трения, где в качестве опор скольжения используются сферические шарнирные подшипники. Шаровая опора содержит корпус, выполненный из двух крышек, независимо соединенных между собой, металлический шаровой палец, заключенный в корпус, вкладыш полимерный, наполнитель с металлическими гранулами. Материал шарового пальца выполнен из легированного сплава ЭП517Ш, а на его сферической поверхности методом вакуумно-дугового ионно-плазменного осаждения нанесено покрытие Ni-Cr-Mo-Ti редкоземельного металла Gd. Таким образом, используя данную лигатуру осаждения совместно с РЗМ Gd, на сферической поверхности шарового пальца формируется дополнительное антифрикционное покрытие, содержащее пластичную металлическую матрицу на основе Ni с РЗМ Gd и твердые частицы карбидов металлов Cr, Mo, W, Ti. Керамический оксид, стабилизированный гадолинием, благодаря высокой твердости керамики, позволяет защитить сферическую поверхность шарового пальца, тем самым повысить износостойкость и выровнять средние значения контактных давлений рабочих поверхностей сферических шарнирных подшипников. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве опорных узлов 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 в виде крышек, жестко соединенных между собой, с заключенным в корпус шаровым пальцем со сферической головкой, разделенной во вкладыше, при этом между вкладышем и корпусом находится термопластичный наполнитель, а палец выполнен из сплава ВЖЛ, на сферической поверхности которого нанесено многослойное композиционное покрытие, со сдвиговым сопротивлением, меньшим сдвигового сопротивления шаровой опоры, при этом первый слой подложки методом гальванического покрытия выполнен из Та, второй слой из Ag нанесен электролитическим способом, а третий выполнен из твердосмазочного покрытия ВАП. На сферической поверхности шарового пальца сформировано многослойное твердосмазочное покрытие и методом гальванического покрытия подложка выполнена из Та и электролитического слоя Ag с последующими нанесениями твердосмазочного покрытия ВАП на обе его поверхности и с верхним слоем сплава ВЖЛ, нанесенного методом алитирования. Технический результат: повышение фрикционных характеристик, снижение коэффициента трения, а также снижение реверсивности процесса трения. 2 ил.

Изобретение относится к шарнирному устройству. Шарнирное устройство (1), включающее в себя простирающийся аксиально палец (3) шарнира, прежде всего так называемую лапку, и полностью или частично радиально окружающий его эластично деформируемый слой (5), который на его радиальной внешней стороне (6), по меньшей мере, участками находится в контакте с корпусом (2) и который по меньшей мере на одном аксиальном конце соединен с кольцевой деталью (7), прежде всего привулканизирован к ней, причем палец (3) шарнира образует с эластично деформируемым слоем (5) и по меньшей мере одной кольцевой деталью (7) подвижное по отношению к корпусу (2) тело (8) шарнира. Возможность прокручивания тела (8) шарнира вокруг его продольной оси (9) сдерживается посредством предусмотренной на корпусе дополнительно к прилеганию внешней стороны (6) эластично деформируемого слоя защиты (10) от прокручивания, для образования которой кольцевая деталь (7) удерживается в корпусе (2) посредством прессовой посадки. На кольцевой детали (7) расположен направленный радиально наружу зубчатый профиль (12) типа накатки. Зубчатый профиль (12) входит в зацепление с геометрическим замыканием в направленную радиально наружу стенку корпуса (2). В предусмотренной в корпусе (2) канавке удерживается запорное кольцо (11), которое под аксиальным предварительным натяжением фиксирует кольцевую деталь (7) и эластично деформируемый слой (5). Технический результат: обеспечение высокой защищенности от отказов и высокого комфорта шарнира даже в случае кручения. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к шарнирному устройству. Шарнирное устройство (6) включает в себя простирающийся аксиально палец (8) шарнира и полностью или частично радиально его охватывающий корпус (11). Палец (8) шарнира и корпус (11) выполнены с возможностью, по меньшей мере, поворота относительно друг друга. С шарнирным устройством (6) соотнесена отдельная защита (12, 13) от выпадения для корпуса (11), которая выполнена в виде единого целого с центрировано охватывающей палец (8) шарнира и соотнесенной с корпусом (11) крышечной частью (11b) или другой частью корпуса (11) или закреплена на ней. Защита от выпадения (12, 13) исходит из расположенной по меньшей мере в одном поворотном положении шарнира (6) в осевом продолжении пальца (8) области (14) корпуса (11) и входит в, по меньшей мере, по существу осевой канал (15) пальца (8). Технический результат: облегчение монтажа при сохранении возможности поворачивания шарнира в любом направлении. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области самосмазывающихся соединений, в частности к конструкции оси в шаровом шарнире или опоре, имеющей поступательное или вращательное направление хода. Изобретение преимущественно относится ко всем типам соединений, требующих эксплуатации без применения смазки, то есть самосмазывающимся в процессе функционирования, и эксплуатируемых при высоких нагрузках в динамическом состоянии. Самосмазывающийся шарнирный узел, эксплуатируемый в динамическом режиме при высоком контактном давлении, превышающем 40 МПа, содержит шаровой шарнир (1), вставленный в корпус (2), при этом упомянутый шаровой шарнир (1) принимает ось (3), выполненную с возможностью скольжения и/или вращения в нем. Шаровой шарнир (1) выполнен с использованием намотки ткани малой толщины, составляющей от 20 до 150 мкм, смешанной со смолой, содержащей наполнители, при этом указанная ткань имеет вид полос с шириной в диапазоне от 5 до 200 мм, причем указанные полосы пересекаются в нескольких слоях с использованием филаментной намотки, причем угол пересечения составляет от 10 до 90°. Технический результат: создание самосмазывающегося соединения, выполненного из полимера, однородного по всей его толщине, без армирующей подложки и эксплуатируемого при высоких нагрузках. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к шаровому шарниру как узлу зацепления для элемента привода и системы блокировки. Шаровой шарнир и система блокировки используются, в частности, для дверей автомобиля, приводимых в действие с помощью электропривода. Шаровой шарнир (1) как узел зацепления для элемента привода (16), включающий шаровую головку (2) и гнездо (3) с опорным отверстием (4). Шаровая головка (2) содержит шип (5) для ограничения поворота шаровой головки (2) в опорном отверстии (4). Шаровая головка (2) с шипом (5) по меньшей мере частично размещена в опорном отверстии (4). По меньшей мере один амортизирующий элемент (6) размещен в опорном отверстии (4) так, чтобы во время поворота шаровой головки (2) исключался контакт шипа (5) с гнездом (3). В первом направлении (11) поверхность шара (23) шаровой головки (2) удерживается на направляющей поверхности (21) амортизирующего элемента (6). В опорном отверстии (4) предусматривается кольцо (14), которое блокирует перемещение шаровой головки (2) вдоль второго направления (12). Технический результат: повышение степени надежности шарового шарнира как узла зацепления для элемента привода системы блокировки и обеспечение возможности бесшумной эксплуатации. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области авиа- и ракетостроительного машиностроения и может быть использовано в создании опорных узлов трения, где в качестве опор скольжения используются сферические шарнирные подшипники. Шаровая опора содержит корпус, выполненный из двух частей в виде крышек, неразъемно соединенных между собой, с заключенным в корпус шаровым пальцем со сферической головкой. Пространство между шаровым пальцем и корпусом заполнено вкладышем и наполнителем с металлическими гранулами. Материал шарового пальца выполнен из литейного никелевого сплава ЭИ-578, а на его сферической поверхности электроискровым методом нанесено композиционное соединение (HfO2+HfB2). Технический результат: повышение износостойкости шаровой опоры со сферическим подшипником скольжения при рабочих температурах 1400 К за счет приобретенного свойства несхватывания при трении, а также образования на рабочих поверхностях прочных слоев новых антифрикционных материалов, увеличение ресурса работы всей опоры трения в целом. 2 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, жестко соединенных между собой, с заключенным в корпус шаровым пальцем со сферической головкой, размещенной во вкладыше. Шаровой палец выполнен из материала ВЖЛ-16, а на его поверхности сформировано многослойное композиционное покрытие 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