ВКЛАДЫШ ПОДШИПНИКА МОТОРНО-ОСЕВОГО БЛОКА ЛОКОМОТИВА (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к конструкции моторно-осевого подшипника локомотива и других подшипников скольжения.
Известен вкладыш моторно-осевого подшипника скольжения по патенту RU 2347963.
Вкладыш состоит из стального корпуса, на котором зафиксирована по меньшей мере одна биметаллическая накладка, выполненная в виде слоя антифрикционного материала, напеченного на стальную подложку. Подложка биметаллической накладки зафиксирована на корпусе вкладыша с помощью электрозаклепок, проходящих сквозь корпус вкладыша.
Недостатками известного вкладыша подшипника скольжения являются сложность конструкции и технологии его изготовления.
Известен вкладыш моторно-осевого подшипника скольжения электровоза модели ВЛ 80, изготавливаемого Новочеркасским электровозным заводом (чертеж № ДТЖИ. 726.431.002 (5ТН.263.022), выбранный в качестве прототипа.
Известный вкладыш подшипника состоит из корпуса, выполненного из латуни ЛЦ14К3С3, и залитого на внутреннюю поверхность корпуса слоя баббита Б-16 (сплава свинца с оловом), служащего антифрикционным материалом. Слой баббита закреплен на корпусе вкладыша с помощью выступов баббита, полученных посредством заливки последнего в глухие отверстия, выполненные на внутренней поверхности корпуса.
Прототип имеет следующие недостатки:
- недостаточная термостойкость баббита;
- недостаточная износостойкость накладки из баббита;
- сложность технологического выполнения вкладыша;
- высокая стоимость изготовления вкладыша.
Техническим результатом полезной модели является устранение недостатков прототипа, а именно:
- повышение термостойкости вкладыша;
- повышение износостойкости вкладыша;
- упрощение технологического процесса выполнения вкладыша;
- снижение стоимости изготовления вкладыша.
Технический результат достигается тем, что во вкладыше подшипника моторно-осевого блока локомотива, содержащем латунный корпус с нанесенным на его внутреннюю цилиндрическую поверхность антифрикционным материалом, согласно первого варианта полезной модели, антифрикционный материал состоит из термостойкого ароматического полиамида со следующими физико-техническими свойствами:
плотность
1,29-1,33 г/см<sup>3</sup>
допускаемое усилие при
растяжении
110-120 МПа при 20°С
допускаемое усилие при
сжатии
210-240 МПа при 20°С
твердость по Бринеллю
338-342 МПа
температура плавления
300°С
коэффициент трения
0,0044-0,0182
Антифрикционный материал из ароматического полиамида может быть напылен на внутреннюю поверхность корпуса.
Антифрикционный материал из ароматического полиамида может быть послойно нанесен на внутреннюю поверхность корпуса.
Толщина антифрикционного материала из ароматического полиамида равна 0,05-0,2 мм.
Технический результат достигается тем, что во вкладыше подшипника моторно-осевого блока локомотива, содержащем латунный корпус с нанесенным на его внутреннюю цилиндрическую поверхность антифрикционным материалом, согласно пятого варианта полезной модели, антифрикционный материал состоит из термостойкого ароматического полиамида-фенилона со следующими физико-техническими свойствами:
плотность
1,29-1,33 г/см<sup>3</sup>
допускаемое усилие при
растяжении
110-120 МПа при 20°С
допускаемое усилие при
сжатии
210-240 МПа при 20°С
твердость по Бринеллю
338-342 МПа
температура плавления
300°С
коэффициент трения
0,0044-0,0182
Антифрикционный материал из ароматического полиамида-фенилона может быть напылен на внутреннюю поверхность корпуса.
Антифрикционный материал из ароматического полиамида-фенилона может быть послойно нанесен на внутреннюю поверхность корпуса.
Толщина антифрикционного материала из ароматического полиамида-фенилона равна 0,05-0,2 мм.
Технический результат достигается тем, что во вкладыше подшипника моторно-осевого блока локомотива, содержащем латунный корпус с нанесенным на его внутреннюю цилиндрическую поверхность антифрикционным материалом, согласно девятого варианта полезной модели, антифрикционный материал состоит из термостойкого ароматического полиамида марки Номекс со следующими физико-техническими свойствами:
плотность
1,29-1,31 г/см<sup>3</sup>
допускаемое усилие при
растяжении
100-120 МПа при 20°С
допускаемое усилие при
сжатии
200-260 МПа при 20°С
твердость по Бринеллю
338-342 МПа
температура плавления
250-280°С
коэффициент трения
0,0044-0,0182
Антифрикционный материал из ароматического полиамида марки Номекс может быть напылен на внутреннюю поверхность корпуса.
Антифрикционный материал из ароматического полиамида марки Номекс может быть послойно нанесен на внутреннюю поверхность корпуса.
Толщина антифрикционного материала из ароматического полиамида марки Номекс равна 0,05-0,2 мм.
Технический результат достигается тем, что во вкладыше подшипника моторно-осевого блока локомотива, содержащем латунный корпус с нанесенным на его внутреннюю цилиндрическую поверхность антифрикционным материалом, согласно тринадцатого варианта полезной модели, антифрикционный материал состоит из термостойкого ароматического полиамида марки Zytel со следующими физико-техническими свойствами:
плотность
1,29-1,31 г/см<sup>3</sup>
допускаемое усилие при
растяжении
100-120 МПа при 20°С
допускаемое усилие при
сжатии
200-260 МПа при 20°С
твердость по Бринеллю
338-342 МПа
температура плавления
250-280°С
коэффициент трения
0,0044-0,0182
Антифрикционный материал из ароматического полиамида марки Zytel может быть напылен на внутреннюю поверхность корпуса.
Антифрикционный материал из ароматического полиамида марки Zytel может быть послойно нанесен на внутреннюю поверхность корпуса.
Толщина антифрикционного материала из ароматического полиамида марки Zytel равна 0,05-0,2 мм.
Выполнение корпуса вкладыша с нанесенным на его внутреннюю цилиндрическую поверхность антифрикционным слоем из термостойкого ароматического полиамида позволило получить хорошие стойкость подшипника к абразивному износу, термостойкость в широком диапазоне температур. По сравнению с баббитом термостойкость подшипника повысилась до 270°С (для баббита она составляет 240°С), снизился вес в 7,14 раза, повысилась прочность и износостойкость с 1,77 раза, повысилась твердость в 1,5 раза.
Как показали лабораторные испытания антифрикционным материалом, нанесенным на внутреннюю поверхность корпуса вкладыша, может быть материал из ряда термостойких ароматических полиамидов следующих марок: «Фенилон «П»; «Фенилон «С1»; «Фенилон «С2»; «Фенилон «С3»; «Фенилон «СА»; «Фенилон «CAT»; «Nomex»; «Zytel»; «Solvay Kunststoffe»; «Amodel»; «Терлон»; «Русар»; «СВМ».
6
4
6
4
Типичным представителем термостойких ароматических полиамидов, из которых предлагается выполнение внутреннего антифрикционного слоя (слоев) корпуса вкладыша подшипника, является фенилон (торговое название, принятое в СССР, см. Большая советская энциклопедия) - линейный ароматический полиамид-поли-м-фениленизофталамид [-НМСНNНОССНСО-] n.
3
Выявленные в процессе опытных испытаний физико-технические свойства: плотность 1,29-1,33 г/см; допускаемое усилие при растяжении 110-120 МПа при 20°С; допускаемое усилие при сжатии 210-240 МПа при 20°С; твердость по Бринеллю 338-342 МПа; температура плавления 300°С; коэффициент трения 0,0044-0,0182;
и эксплуатационные показатели (по сравнению с баббитом): повышение термостойкости подшипника до 270°С, снижение веса в 7,14 раза, повышение прочности и износостойкости в 1,77 раза, повышение твердости в 1,5 раза характерны для исследованных марок фенилона, в том числе для «Фенилон «П»; «Фенилон «С1»; «Фенилон «С2»; «Фенилон «С3»; «Фенилон «СА»; «Фенилон «CAT».
При этом стоимость выполнения антифрикционного слоя из фенилона намного ниже, чем выполнение слоя из баббита за счет низкой стоимости фенилона, малой его толщины, высоких адгезионных свойств фенилона, в результате чего отпадает необходимость выполнения глухих отверстий на внутренней поверхности корпуса. Последнее обстоятельство также упрощает технологию изготовления вкладыша. За счет повышенной твердости фенилона повышается износостойкость вкладыша подшипника.
Заявителем были проведены опытно-промышленные испытания подшипника моторно-осевого блока, содержащем корпус вкладыша с антифрикционным внутренним слоем из термостойкого ароматического полиамида-фенилона. Испытания проводились при радиальных нагрузках в диапазоне 1-14 МПа и окружных скоростях от 0,4 до 2,6 м/сек. Время испытаний - 320 часов, что соответствует пробегу локомотива в 40000 км.
При осмотре вкладышей после окончания испытаний признаков отслоения внутреннего слоя полиамида (фенилона) от стенок вкладышей не обнаружено. Температура нагрева подшипников в зависимости от скоростных режимов испытаний колебалась от 30 до 70°С.
Полученный результат испытаний позволяет прогнозировать пробег локомотива с антикоррозионным внутренним слоем вкладышей подшипников из фенилона до полного их износа в 500000 км. Кроме того, даже при полном износе внутреннего слоя вкладышей локомотив может продолжать движение к месту ремонта на латунных корпусах вкладышей.
Другими типичными представителями термостойких ароматических полиамидов, которые предлагается наносить на внутреннюю поверхность корпуса вкладыша подшипника моторно-осевого блока локомотива, являются полиамиды марки Номекс или Zytel: мета арамид, т.е. мета-фенилендиамин-изофталамид, разработанные фирмой "Дюпон" (см. Словарь-справочник по эл. адресу в Интернете: http//WWW.macik.info/list.php Номекс (Nomex); см. «Новые технологии переработки пластмасс» по эл. адресу в Интернете: www.polymeri.ru «Полиамид Zytel»).
3
Как показали лабораторные испытания подшипника моторно-осевого блока, выполнение корпуса вкладыша с нанесенным на его внутреннюю цилиндрическую поверхность антифрикционным слоем из термостойкого ароматического полиамида марки Номекс или Zytel позволило выявить физико-технические свойства: плотность 1,29-1,31 г/см; допускаемое усилие при растяжении 100-120 МПа при 20°С; допускаемое усилие при сжатии 200-260 МПа при 20°С; твердость по Бринеллю 338-342 МПа; температура плавления 250-280°С; коэффициент трения 0,0044-0,0182. Были получены высокие эксплуатационные (по сравнению с баббитом) показатели: повысилась термостойкость подшипника до 270°С (для баббита она составляет 240°С), снизился вес в 7,14 раза, повысилась прочность и износостойкость в 1,77 раза, повысилась твердость в 1,5 раза.
Заявителем были проведены опытно-промышленные испытания подшипника моторно-осевого блока, содержащем корпус вкладыша с антифрикционным внутренним слоем из ароматического полиамида - марки Номекс или Zytel. Испытания проводились при радиальных нагрузках в диапазоне 1-14 МПа и окружных скоростях от 0,4 до 2,6 м/сек. Время испытаний - 320 часов, что соответствует пробегу локомотива в 40000 км. При осмотре вкладышей после окончания испытаний признаков отслоения внутреннего слоя полиамида (Номекс или Zytel) от стенок вкладышей не обнаружено. Температура нагрева подшипников в зависимости от скоростных режимов испытаний колебалась от 30 до 70°С.
Сущность полезной модели поясняется рисунком, на котором изображен продольный разрез вкладыша подшипника моторно-осевого блока локомотива.
Вкладыш содержит корпус 1, выполненный из латуни ЛЦ 14К3С3. На внутреннюю цилиндрическую поверхность корпуса 1 нанесен антифрикционный термостойкий материал 2, состоящий из термостойкого ароматического полиамида одной из марок: «Фенилон»; «Номекс»; «Zytel».
Материал 2 может быть напылен или послойно нанесен, или залит на внутреннюю поверхность корпуса 1 за счет высоких адгезионных свойств полиамида. Толщина нанесенного антифрикционного материала равна 0,05-0,2 мм.
Вкладыш собран путем напыления или заливки или послойного нанесения расплава или концентрированного раствора ароматического полиамида марок «Фенилон» или «Номекс», или «Zytel» на внутреннюю цилиндрическую поверхность его корпуса.