ШАРОВОЙ ПОДШИПНИК

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в узлах трения, способных сохранять свою работоспособность в широком диапазоне нагрузок, температур, в различных атмосферных условиях, в частности может использоваться в авиационной и космической технике.
Шаровой подшипник в составе стабилизатора самолета длительное время работает в условиях агрессивной среды, при этом защитный слой, нанесенный на сферическую поверхность, должен обладать требуемым уровнем прочностных характеристик и стойкостью к коррозии. В процессе эксплуатации шаровой подшипник подвергается влиянию различных факторов, включая атмосферные воздействия и механические нагрузки, в результате которых на поверхности детали образуются очаговые коррозионные и механические повреждения глубиной более 0,4 мм.
Задача, на решение которой была направлена настоящая полезная модель, заключается в изготовлении шарового подшипника с коррозионностойким, износостойким покрытием, а также в восстановлении и упрочнении изношенной детали.
В практике ремонта авиационной техники широко используются следующие методы изготовления деталей и восстановления деталей с поврежденными поверхностями: наплавка различными методами и нанесение гальванических покрытий.
Методы наплавки (плазменная, лазерная, газопорошковая, аргонодуговая, электродуговая в среде защитного газа и др.) позволяют восстанавливать детали со значительной величиной износа (0,2-3 мм и более), твердость наплавленных слоев составляет 30-60 HRC. Существенным недостатком технологий наплавки является снижение усталостной прочности основного материала.
Технологии гальванического нанесения покрытий, например, хромирование, позволяют изготавливать детали с защитными покрытиями, толщина наносимого покрытия находится в пределах 0,05-0,2 мм. Недостатками хромирования являются сравнительно высокая хрупкость и наличие растягивающих остаточных напряжений в наносимом покрытии, а также наводораживание, вследствие чего снижается усталостная прочность основного материала. Существенным ограничением технологии является опасность скалывания хрома при повторном нанесении покрытия на поверхность деталей, входящих в подвижное сопряжение.
В настоящее время в мировой практике изготовления и ремонта деталей авиационной техники широкое распространение имеют технологии газотермического напыления, среди которых перспективным и оптимальным является способ высокоскоростного газопламенного напыления.
Ближайшим техническим аналогом является шаровой подшипник с нанесенным на его поверхность методом газопламенного напыления защитным покрытием, описанный в RU 109242 U1, F16C 17/00, опубликовано 10.10.2011.
Недостатком известного технического решения является то, что данный метод не позволяет получать покрытия толщиной более 0,3 мм - это делает невозможным восстановление изношенной детали с глубокими повреждениями (0,4 мм и более).
Техническим результатом является увеличение ресурса эксплуатации обрабатываемой детали и повышение ее стойкости к коррозии и износу, а также возможность локального восстановления изношенных поверхностей и ремонтопригодность.
Желаемый технический результат достигается за счет того, что покрытие на шаровом подшипнике выполнено толщиной от 0,05 до 2,5 мм методом высокоскоростного газопламенного напыления из механической смеси карбида вольфрама, карбида хрома и коррозионностойкого жаропрочного сплава.
Покрытие толщиной от 0,05 до 2,5 мм, позволяет защищать шаровой подшипник от негативного воздействия внешних факторов и нагрузок.
Пример 1. Шаровой подшипник, в состав которого входит шаровое яблоко, изготовлен из конструкционной стали. На его наружную поверхность нанесено покрытие толщиной 0,6 мм, способом высокоскоростного газотермического напыления из механической смеси карбида вольфрама, карбида хрома и коррозионностойких жаропрочных сплавов, например, Co или Ni или Fe или NiCr или FeCr или CoCr млм NiW или NiCrBSi. Твердость более 49 HRC. Прочность сцепления покрытия с материалом основы составила более 50 МПа.
Пример 2. Глубина коррозионного износа рабочей поверхности шарового подшипника составила более 0,4 мм. Для восстановления его рабочей поверхности была произведена шлифовка детали до полного устранения следов износа. Далее на наружную поверхность шарового подшипника было нанесено покрытие способом высокоскоростного газопламенного напыления, толщиной 1,7 мм. Твердость покрытия составила 51 HRC. Для достижения необходимой шероховатости была произведена шлифовка рабочей поверхности детали.
Одним из преимуществ предлагаемого решения является возможность восстанавливать изношенные детали с глубокими повреждениями - более 0,4 мм.
Другим преимуществом предлагаемого покрытия является его ремонтопригодность и возможность локального восстановления.