ВКЛАДЫШ НЕРАЗЪЕМНОГО ПОДШИПНИКА СКОЛЬЖЕНИЯ

Заявляемая полезная модель относится к судовому машиностроению, а именно к тяжело нагруженным тихоходным узлам трения, работающим в морской воде без дополнительной масляной смазки. В узлах трения, имеющих ротор (подвижная часть) и статор (неподвижная часть), изготовленные из разнородных металлов, подшипник скольжения должен обладать не только высокой прочностью, износостойкостью и размерной стабильностью при трении в морской воде, но он должен дополнительно обеспечивать функцию электрического разъединения разнородных металлических деталей, чтобы предотвратить их электрохимическую коррозию, вызванную разницей электродных потенциалов металлов, контактирующих в морской воде в отсутствие масляной смазки.
Известен вкладыш неразъемного подшипника из материала УГЭТ (углепластик эпоксидный тканевый), представляющий собой втулку с фланцем. Такой вкладыш способен работать в морской воде без дополнительной масляной смазки [В.Е. Бахарева, Г.И. Николаев, А.С. Орыщенко, журнал «Вопросы материаловедения», 2012, №4(72)], он выбран нами за прототип.
Вкладыш из материала УГЭТ выполнен из антифрикционной композиции, включающей 43-60 масс% углеродного тканого материала и 40-57 масс% полимерного связующего [RU 2153107, М. кл. C08L 63/00, 2000]. Тканый материал выполнен из углеродного волокна и имеет средний размер кристаллитов по базисной плоскости 3,0-6,0 нм и толщину пакета базисных плоскостей 1,0-4,0 нм. В качестве полимерного связующего антифрикционная композиция содержит галоген- или серосодержащую полиглицидиларилендиаминовую смолу.
Вкладыш подшипника скольжения из материала УГЭТ обладает высокой прочностью, износостойкостью и размерной стабильностью при трении в морской воде при контактном давлении P до 60 МПа и скорости скольжения 0,001-0,5 м/с. Он успешно применяется в различных судовых механизмах, но не обладает необходимыми электроизоляционными свойствами для предотвращения электрохимической коррозии трущихся поверхностей.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в разработке вкладыша неразъемного подшипника скольжения, дополнительно обеспечивающего электрическое разъединение разнородных металлических деталей узла трения.
Указанный технический результат достигается тем, что вкладыш неразъемного подшипника скольжения выполненный из антифрикционной композиции, включающей 43-60 масс% углеродного тканого материала и 40-57 масс% полимерного связующего - галоген- или серосодержащей полиглицидиларилендиаминовой смолы, имеет дополнительно второй внешний слой, выполненный из галоген- или серосодержащей полиглицидиларилендиаминовой смолы 30-50 масс%, армированной 50-70 масс% стеклоткани из алюмоборосиликатного бесщелочного стекла.
Заявляемый вкладыш схематически представлен на фигуре 2, где слой 1, прилегающий к поверхности вращающегося вала, выполнен из антифрикционной композиции, а внешний слой 2 выполнен из электроизоляционной композиции, армированной стеклотканью.
Заявляемый вкладыш работает следующим образом: находясь в среде электролита, например, в морской воде, внутренний слой вкладыша обеспечивает высокие антифрикционные свойства, а дополнительный наружный слой обеспечивает электрическое разъединение, тем самым предотвращает электрохимическую коррозию разнородных металлов.
В качестве армирующей стеклоткани внешний слой вкладыша может содержать стеклоткань марки T-10 или T-11 (ГОСТ19170-2001. Ткани конструкционные из стеклянных крученых комплексных нитей). Ткань марки T-10 имеет толщину 0,23 мм, массу 290 г/кв.м, плотность по основе 36 нитей/см, по утку 20 нитей/см. Ткань марки T-11 имеет толщину 0,30 мм, массу 385 г/кв.м, плотность по основе 22 нити/см, по утку 13 нитей/см.
n
Композиция, изготовленная из галоген- или серосодержащей полиглицидиларилендиаминовой смолы и армирующей стеклоткани, имеет удельное объемное сопротивление 10 Ом.см, где n=16.
Слои 1 и 2 могут иметь равную или различную толщину; минимальная толщина каждого слоя составляет 2 мм. Поскольку каждый из слоев содержит одну и ту же эпоксидную смолу, вкладыш изготавливается из двух слоев в одну операцию горячего прессования в одном режиме отверждения.
Был проведен комплекс испытаний, в ходе которых выяснилось, что заявляемый вкладыш имеет следующие электроизоляционные показатели:
- электрическая прочность,
- E=29,3 кВ/мм; удельное объемное сопротивление,
v
s
13
15
- ρ=(216±1,15)10 Ом м; поверхностное сопротивление ρ=(1,0±0,6)10 Ом.
Триботехнические исследования показали высокие антифрикционные свойства вкладыша, а именно, коэффициент трения при скоростях до 0,5 м/с и контактных давлениях до 50 МПа составил 0,11-0,12.
Заявляемый вкладыш неразъемного подшипника скольжения по своим триботехническим и диэлетрическим свойствам может успешно эксплуатироваться в узлах трения, имеющих ротор и статор, изготовленные из разнородных металлов.