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.
Наверх