СПОСОБ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ НАПЛАВКИ ПОЛИМЕРНОГО СЛОЯ ВНУТРИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ВТУЛКИ
METHOD OF CENTRIFUGAL BUILDING UP OF POLYMER LAYER INSIDE METAL SLEEVE

Изобретение относится к области изготовления изделий из полимерных материалов путем термоформования.
Известно устройство (по авт. свид. №1199633, В29С 41/04) изготовления изделий из термопластов.
Наиболее близким по содержанию принято «Устройство для центробежной наплавки полиамидов с разогревом в электромагнитном поле» (патент России на полезную модель №75984, В29С 41/04), в котором изложены принцип и конструкция электромагнитного и центробежного воздействий на полимерный материал для наплавки его слоя в металлической втулке.
Недостаток заключается в малой долговечности полимерного слоя при интенсивной эксплуатации подшипников скольжения.
Задача способа состоит в повышении термостойкости полимерного слоя.
Сутью предлагаемого способа является распределение по наплавляемому слою полимера (термопласта) частиц антифрикционного термопроводящего материала, что выполняют при воздействии центробежных сил на их смесь в расплавленном состоянии.
Технический эффект выражается в повышении долговечности подшипников скольжения путем увеличения теплопередачи и выравнивания температур между рабочей поверхностью полимера и армирующей оболочкой, которой является втулка.
Подготовительный этап предлагаемого способа состоит из следующих действий.
Втулку, на которую следует наплавить внутренний полимерный слой, устанавливают торцом на горизонтальную планшайбу и центрируют. Планшайба имеет регулируемый привод вращения вокруг вертикальной оси и помещена вблизи полюсов электромагнита. На внешний торец втулки закрепляют диск, имеющий внешний диаметр, равный наружному диаметру втулки с центральным мерным отверстием, размер которого соответствует заданной величине, равной посадочному диаметру вала. Таким образом, выполняют полное и частичное ограничение полости втулки с разных ее торцов и по периферии.
По разнице внутренних диаметров втулки и отверстия в диске определяют объем наплавляемого слоя и отмеряют необходимые доли полимера (термопласта) в гранулах (30-50%) и измельченного антифрикционного термопроводящего материала, например металла (50-70%), по объему, то есть остальной части пространства.
Основной этап способа начинается с момента включения электромагнита и регулируемого привода вращения планшайбы. Втулка с планшайбой, вращаясь в наведенном электромагнитном поле, разогревается токами Фуко. В ограниченную полость втулки засыпают отмеренную долю гранул полимера. Полимер расплавляется путем теплопередачи от разогретой втулки. Одновременно с разогревом втулки подогревают до 100-180 градусов Цельсия необходимую долю частиц антифрикционного термопроводящего материала, в частности металла. В зависимости от толщины наплавляемого слоя размер частиц материала выбирают пропорционально менее миллиметра.
Расплавленный полимер (термопласт) после некоторой выдержки при вращении равномерно распределяется по стенкам втулки под действием центробежной силы. Предварительно подогретый материал разделяют на две-три порции и по очереди добавляют через отверстие в диске в расплав полимера. Каждая доля добавляемого материала несколько изменяет балансировку смеси в полости втулки. Восстановление балансировки происходит под действием центробежной силы тем быстрее, чем меньше порция, больше время и скорость вращения, больше удельный вес термопроводящего материала и меньше вязкость расплава полимера. Самовосстановление балансировки характеризуется прекращением вынужденной вибрации. Относительно большой удельный вес частиц термопроводящего материала по сравнению с полимером смещает их к внутренним стенкам втулки. На заключительном этапе добавляют очередные порции материала, что уплотняет предыдущие слои и увеличивает общую их толщину, вытесняя к центру полости полимер, и часть его самопроизвольно удаляется из нее через отверстие в диске.
Прекращение вынужденной разбалансной вибрации после добавления последней доли материала указывает на завершение наплавки с армированием распределенными частицами материала. Действие электромагнитного поля и вращение могут быть исключены последовательно.
Плотное распределение частиц антифрикционного термопроводящего материала, в частности металла, в слое наплавленного полимера в дальнейшем при эксплуатации увеличивает скорость отвода тепла из зоны трения подшипника, что повышает его долговечность в процессе работы.