Шаровая опора

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 авиа- и ракетостроительного машиностроения и может быть использовано в создании узлов трения, где в качестве опор скольжения используются сферические шарнирные подшипники (СШП).

Специфические условия трения несущих поверхностей СШП, заключающихся, например, в практической невозможности достижений идеального геометрического подобия сферических поверхностей внутренних и наружных колец подшипников, приводят к неточности в определении коэффициентов трения. Необходимость оценки влияния геометрических параметров подшипника на его работоспособность, а также определение его ресурса как в воздушной среде, так и в вакууме, остаются нерешенными задачами и до сегодняшнего времени.

Материал, из которого изготовлен подшипник (основа), исходя из основных прочностных характеристик, жаростойкости и жаропрочности, определяет предельные рабочие нагрузки и температуры, а также скорость окислительных и коррозионных процессов.

Покрытия, нанесенные на поверхности трения, своими характеристиками определяют фрикционные параметры трения, износостойкость и, как следствие, ресурс сферических подшипников.

Наличие и вид продуктов износа, размер и форма их частиц, твердость, количество - достаточно сильно сказываются на работоспособности СШП. Они могут или ускорять процесс изнашивания, в случае их абразивного характера, или влиять на взаимное положение колец подшипника, вплоть до заклинивания, при их большом количестве и малом радиальном зазоре, а могут, участвуя в процессе передеформирования покрытия, продлевать его живучесть.

Температура изменяет геометрические характеристики и контактные параметры СШП в небольшой степени, но сильно влияет на физико-химическое состояние твердосмазочного покрытия, определяя его фрикционные и износные характеристики, а следовательно, и работоспособность СШП в целом.

Влияние скорости скольжения на работоспособность СШП с твердосмазочными покрытиями изучено недостаточно. При низких скоростях скольжения увеличение температуры во фрикционном контакте незначительно и можно полагать, что изменение скорости в небольших пределах мало скажется на работоспособность СШП. Процесс разрушения и восстановления защитных пленок от скорости скольжения, по всей вероятности, будет характеризоваться видом твердосмазочного покрытия и может быть определен только в конкретных условиях.

СШП с твердосмазочными покрытиями в основном изготавливаются из качественных легированных сталей и сплавов, механические характеристики которых, а именно модуль упругости и коэффициент Пуассона отличаются в зависимости от марки незначительно (ЭП517Ш, ВКС-170 и т.д.).

Исходя из оптимальных условий работы СШП, а также принимая во внимание возможность дальнейшего увеличения рабочих температур, в качестве материала основы выбраны легированные стали типа ЭП 678, ЭП 517Ш и т.д., как наиболее перспективные для узлов трения данного типа.

Жесткие требования, предъявляемые к создаваемому узлу трения, а именно, низкое, менее 0,3, значение коэффициента трения, как в воздушной среде, так и в вакууме, надежная работоспособность при высоких, до 700°С температурах и минусовых температурах, давления до 186 МПа, не позволили принять в качестве антифрикционного слоя все существующие типы твердосмазочных покрытий.

Они могут быть решены при условии создания и использования в СШП новых износостойких антифрикционных твердосмазочных покрытий.

Известны сферические шаровые опоры с подшипниками скольжения (А.с. СССР №2016277, F16C11/06, 1992; патент РФ №2049376, F16C11/06, 1994; патент РФ №2338936, F16C11/06, 2007).

Наиболее близким по набору существенных признаков является техническое решение по патенту РФ №2352829, F16C11/06, 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 6.

Недостатком данной сферической шаровой опоры является недостаточная износостойкость трущихся поверхностей шарового пальца и вкладыша полимерного в условиях большого разброса рабочих температур от -40 до +700°С и достаточно высокого давления, до 186 МПа, рабочих поверхностей. Это связано с тем, что коэффициент трения трущихся поверхностей значительно превосходит числовой показатель 0,3, а также и то, что при одинаковых величинах средних давлений максимальные контактные давления значительно отличаются друг от друга.

Антифрикционные свойства оцениваются по способности материалов трущихся деталей и слоя смазки обеспечивать малое трение в заданных диапазонах действующих факторов, а также в предлагаемом варианте присутствует свойство не схватываться при трении, а прирабатываться и образовывать на поверхностях трения (рабочих поверхностях) прочные слои новых антифрикционных материалов, тем самым повышая износостойкость сферической опоры в целом.

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 со сферической головкой, при этом пространство между шаровым пальцем и корпусом заполнено вкладышем и наполнителем с металлическими гранулами. Шаровой палец выполнен из легированного сплава ЭП 517Ш, а на его сферической поверхности методом вакуумно-дугового ионно-плазменного осаждения нанесено покрытие Ni-Cr-Mo-W-Ti редкоземельного металла (РЗМ) Gd 7.

Технической задачей является повышение износостойкости шаровой опоры со сферическим подшипником скольжения в большем разбросе рабочих температур от -40 до +700°С, путем максимального выравнивания средних значений контактных давлений рабочих поверхностей.

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.

Таким образом, 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 СШП.

Шаровая опора, содержащая корпус, выполненный из двух частей в виде крышек, неразъемно соединенных между собой, с заключенным в корпус шаровым пальцем со сферической головкой, при этом пространство между шаровым пальцем и корпусом заполнено вкладышем и наполнителем с металлическими гранулами, отличающийся тем, что материал шарового пальца выполнен из сплава ЭП517Ш, а на его сферической поверхности методом вакуумно-дугового ионно-плазменного осаждения лигатуры Ni-Cr-Mo-W-Ti с редкоземельным металлом Gd образованы пластичная металлическая матрица на основе Ni с редкоземельным металлом Gd и твердые частицы карбидов Cr, Mo, W, Ti.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области безрельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкциях рулевого управления переднеприводного легкового автомобиля.

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.

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.

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.

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 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 самосмазывающимся шарнирам. Изобретение предпочтительно применяется для всех типов шарниров, требующих действия в отсутствие смазки, то есть с самосмазывающим действием, и действующих под высокими нагрузками в динамическом режиме. Самосмазывающийся шарнирный элемент, действующий под высокими нагрузками в динамическом режиме, сформирован путем намотки ткани небольшой толщины в диапазоне от 20 мкм до 150 мкм, смешанной со смолой, содержащей наполнители, для формирования изделия, однородного по всей своей толщине, при этом указанная ткань имеет форму полосок, имеющих ширину в диапазоне от 5 мм до 200 мм. Полоски скрещены в несколько слоев посредством намотки нитей. Технический результат: создание самосмазывающегося шарнира, изготовленного из полимера, который является однородным по всей своей толщине, без усиливающей основы, и действующего под высокими нагрузками, например более 60 МПа, в динамическом режиме. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для обслуживания карданных шарниров на игольчатых подшипниках. Способ технического обслуживания карданных шарниров заключается в том, что вначале проводят предварительную разметку положения вилок карданного шарнира, затем разбирают подшипники карданного вала, промывают их и обратно устанавливают. Последовательную разборку подшипников начинают с наиболее доступного из всех, расположенных в карданном валу, путем съема стопорного кольца и дальнейшего создания внутреннего избыточного давления смазочного материала, нагнетаемого через отверстие для подачи смазочного материала, приводящего к выпрессовыванию подшипника, и затем промывают. А последовательную обратную установку подшипника осуществляют с угловым смещением 30° по отношению к первоначальному положению, сравниваемому по разметке вилок карданного шарнира с фиксацией стопорным кольцом. Обслуживание остальных подшипников осуществляют аналогично после необходимого проворачивания карданного вала для доступа к очередному подшипнику. Технический результат: снижение трудоемкости технического обслуживания, повышение ремонтопригодности и долговечности карданных шарниров без снятия карданного вала и разборки полумуфт его крепления к трансмиссии.

Изобретение относится к шарнирной опоре, в частности, для шарового шарнира с вкладышем подшипника скольжения. Шаровой шарнир содержит корпус, в котором установлены палец с шаровой головкой, вкладыш, состоящий из двух частей, выполненных в виде усеченной сферической оболочки из упругопластичного материала. Вкладыш имеет радиальные отверстия, выполненные равномерно по окружности в опорной поверхности у торца усеченной части экваториальной плоскости для смазывания, а также дополнительно содержит прокладку из упругого материала в виде сегмента сферической оболочки с фланцем и радиальными отверстиями, расположенными соосно с отверстиями вкладыша, и заполненные смазочным материалом. Сверху вкладыш с прокладкой закрыты регулируемой крышкой с резьбой и головкой под ключ. Технический результат: создание самосмазывающейся шарнирной опоры, которая характеризуется простотой конструкции и улучшенными характеристиками относительно демпфирования колебаний, при этом в которой компенсирован эксплуатационный износ материала слоя скольжения при эксплуатации шарнирной опоры. 1 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.

Наверх