СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОДШИПНИКА СКОЛЬЖЕНИЯ
METHOD OF PRODUCING PLAIN BEARING

Изобретение относится к способу формирования изделий из полимерных композиционных материалов центробежным способом и может быть использовано для изготовления подшипников скольжения.
Известен способ изготовления подшипника скольжения и устройство для его осуществления (патент РФ №207916, кл. B29C 41/04, 41/38, 25.04.1994), при котором формование полимерной композиции производят путем чередования периодов вращения формы с различной скоростью - сначала с высокой, а затем с низкой.
Недостатком этого способа является то, что равномерное распределение наполнителей по объему подшипника приводит к наличию наполнителей, увеличивающих коэффициент трения материала в антифрикционном слое подшипника, что приводит к повышенному износу антифрикционного покрытия и, как следствие, уменьшению ресурса подшипника.
Ближайшим аналогом является способ изготовления подшипника скольжения, при котором загружают полимерную композицию в виде связующего и антифрикционных наполнителей в металлическую втулку и осуществляют формование антифрикционного покрытия при вращении металлической втулки с образованием слоев наполнителей по толщине антифрикционного покрытия (патент РФ №2257297, кл. B29D 31/02, B29C 41/04, 09.03.2004).
При данном способе покрытие получается посредством ликвации и недостатком данного способа является его крайняя неэффективность при изготовлении подшипников скольжения с высокой степенью армирования изделия волокнистыми материалами вследствие того, что, хаотично переплетаясь при перемешивании, они образуют сложную сеть и в процессе ликвации препятствуют направленному разделению композиции на функциональные слои. Это приводит к уменьшению прочности конструкции подшипника в целом, увеличению износа антифрикционного слоя и уменьшению надежности и долговечности подшипника скольжения.
Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение долговечности и надежности подшипника скольжения.
Решение поставленной задачи достигается посредством того, что загружают полимерную композицию в виде связующего и антифрикционных наполнителей в металлическую втулку и осуществляют формование антифрикционного покрытия при вращении металлической втулки с образованием слоев наполнителей по толщине антифрикционного покрытия, согласно способу изобретения подшипник формуют послойно и в зависимости от слоя в металлическую втулку, предварительно обработанную антиадгезионным составом, поочередно загружают полимерную композицию на основе эпоксидного связующего и наполнителей, требуемых для данного слоя, затем, выбрав режим формования, позволяющий равномерно распределить наполнитель по слою, формируют каждый слой подшипника. Кроме того, композицию каждого последующего слоя загружают в момент частичного отверждения предыдущего. Кроме того, изготавливаемый подшипник может иметь неограниченное число функциональных слоев и их конфигурация может быть различной.
Послойное формование подшипника в предварительно обработанной антиадгезионным составом металлической втулке путем поочередной загрузки полимерной композиции на основе эпоксидного связующего и наполнителей, требуемых для данного слоя, с последующим выбором режима формования, позволяющего равномерно распределить наполнители по слою, позволяет создать структуру с гарантированным распределением наполнителей по объему подшипника, что повышает долговечность и надежность подшипника в целом.
Загрузка каждого последующего слоя композиции в момент частичного отверждения предыдущего (когда вязкость композиции станет достаточной, чтобы удерживать форму слоя) обеспечивает дополнительное когезионное взаимодействие между слоями подшипника без использования дополнительных клеящих материалов.
Формование подшипника с неограниченным числом различных функциональных слоев и их различной конфигурацией повышает долговечность.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1 приведен продольный разрез формы с готовым изделием; на фиг.2 - узел А; на фиг.1 - вид сформированного послойно подшипника скольжения; на фиг.3 приведена зависимость скорости формования от среднего диаметра слоя.
Пример реализации способа. Для осуществления предлагаемого способа изготовления подшипника скольжения, например, диаметром 50 мм его разбивают на функциональные слои и в зависимости от слоя в металлическую форму 1, предварительно обработанную антиадгезионным составом, загружают полимерную композицию на основе эпоксидного связующего (например, эпоксидной смолы YD-128) и отвердителя (например, полиэтиленполиамин), а также наполнители, соответствующие адгезионному слою 2. Рекомендуемый состав данного слоя приводится в таблице 1. Рекомендуемая толщина адгезионного слоя 2-0,5-1 мм. Форму приводят во вращение со скоростью 140-150 об/мин (фиг.3). Рекомендуемая температура формования для данного слоя составляет 40°С. Рекомендуемое время формования слоя с данным составом составляет 25 мин. После частичного отверждения адгезионного слоя, которое определяется по вязкости композиции известным способом, в металлическую форму 1 с адгезионным слоем 2 через отверстие 5 загружают композицию на основе эпоксидного связующего (например, эпоксидной смолы YD-128) и отвердителя (например, полиэтиленполиамин), а также наполнители, соответствующие демпфирующему слою 3. Рекомендуемый состав данного слоя приводится в таблице 1. Рекомендуемая толщина демпфирующего слоя 3-1-2 мм. Форму приводят во вращение со скоростью 130-140 об/мин (фиг.3). Рекомендуемая температура формования для данного слоя составляет 50°С. Рекомендуемое время формования слоя с данным составом составляет 28-30 мин. После частичного отверждения демпфирующего слоя, которое определяется по вязкости композиции известным способом, в металлическую форму 1 с адгезионным 2 и демпфирующими 3 слоями через отверстие 5 загружается композиция на основе эпоксидного связующего (например, эпоксидной смолы YD-128) и отвердителя (например, полиэтиленполиамин), а также наполнители, соответствующие антифрикционному слою 4. Рекомендуемый состав данного слоя приводится в таблице 1. Рекомендуемая толщина антифрикционного слоя 4-0,5-0,7 мм. Форму приводят во вращение со скоростью 120-130 об/мин (фиг.3). Рекомендуемая температура формования для данного слоя составляет 40°С. Рекомендуемое время формования слоя с данным составом составляет 20 мин. Если в формуемом слое используется другое эпоксидное связующее, то также пересчитывают температуру и время формования.
Таким образом формируют все последующие слои подшипника. Конечное изделие является цельнополимерным. Кроме того, благодаря тому, что композицию последующего слоя загружают в момент частичного отверждения предыдущего, не происходит расслоения подшипника на границе раздела слоев. Благодаря наличию антиадгезионного состава и сильно различающихся коэффициентов температурного расширения при остывании металлической формы происходит самопроизвольное отделение готового подшипника от формы, что облегчает извлечение подшипника.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение долговечности и надежности работы подшипника, что достигается за счет того, что предлагаемый способ с высокой точностью позволяет обеспечить наличие только требуемых наполнителей в каждом функциональном слое подшипника. Кроме того, благодаря эффекту неполного отверждения подшипник, разделенный на слои, фактически остается сплошным.
Таблица 1
№ п\п
Наименование слоя
Состав
% масс.
1.
Антифрикционный
Эпоксидное связующее
70-80
Антифрикционный наполнитель
15-20
Полиамидное волокно
3-9
2.
Демпфирующий
Эпоксидное связующее
90-95
Полиамидное волокно
3-5
Стеклянное волокно
2-6
3.
Адгезионный
Эпоксидное связующее
80-90
Углеродное волокно
3-5
Металлический наполнитель
8-13