Шарик опорно-поворотного пристрою

Реферат: Заявлений шарик опорно-поворотного пристрою з полімерного матеріалу. Виготовлений шарик з аліфатичного поліаміду ПА-6, армованого сумішшю дискретних скло- та вуглецевих волокон. UA 120872 U (12) UA 120872 U UA 120872 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до полімерних композитних матеріалів, що можуть застосовуватись для виготовлення деталей, які несуть високі концентровані навантаження: шарових опор, катків, зубчатих коліс, підшипників кочення з шариками або роликами з пластмаси і зі сталевими або пластмасовими кільцями, пластмасових сепараторів для них і т. д. Відоме успішне застосування пластмасових деталей в опорах башт танків, турелей кулеметів і т.п. При застосуванні пластмас для виготовлення елементів опор кочення слід відмовитись від ряду встановлених норм конструювання стандартних підшипників внаслідок значних величин пружних переміщень та контактних площадок з малими питомими навантаженнями. Підшипники кочення, які виготовлені з твердої сталі мають ряд особливостей, які знижують їх працездатність, серед таких: робота в умовах ударних навантажень, основні елементи легко піддаються корозії, підшипники генерують шум та вібрації. Використання пластмасових елементів в підшипниках дає змогу вирішити більшу кількість проблем та висунути вимоги до їх властивостей, матеріали повинні володіти: - однорідністю та ізотропністю; - високими пружними властивостями; - високою зносостійкістю; - високими показниками твердості; - гарним комплексом теплофізичних показників; - гарними технологічними якостями, що дозволять виготовити деталі з точними розмірами та гладкою поверхнею. Найбільш близькою за технічним рішенням до корисної моделі, що пропонується є полімерна композиція на основі поліаміду ПА-6, яка містить в якості наповнювача вуглецеве волокно [Див. А.П. Краснов, И.А. Рашкован, О.В. Афоничева, М.Е. Казаков, О.Б. Кулачинская, О.В. Виноградова, В.Б. Баженова, В.А. Широкова, В.Н. Адериха. Трение и изнашивание углеродопластов на основе полиамидов различного химического строения // Трение и износ. Т 7, № 8, 2006. - С.527-534 ]. Ступінь наповнення поліаміду ПА-6 вуглецевим волокном складає 30 мас.%. Недоліками відомої композиції є досить високий знос отриманих заводських партій сировини, що в цілому обмежує використання даної композиції для виготовлення деталей підшипників. В основу корисної моделі покладено задачу підвищення зносостійкості та теплостійкості полімерного матеріалу на основі ПА-6, що застосовується для виготовлення шариків опорноповоротного пристрою башти, шляхом використання гібридного волокнистого наповнювача. Шарикова опора башти являє собою радіально-упорний шарикопідшипник з легкого сплаву, кільцями якого є верхній 1 (фіг. 1) і нижній 2 погони башти. Між біговими доріжками погонів в сепараторі 5 покладені пластмасові шарики 4. Шарики 4 укладаються через отвір 7 в верхньому погоні 1. Отвір закривається кришкою, яка закріплюється шпильками з гайками і пружинними шайбами. Кришка 6 від зсуву кріпиться штифтом. Верхній погон 1 кріпиться болтами до донного листа башти, нижній - до кільцевої виточки підбаштового листа корпусу. На нижньому погоні 2 (фіг.1) нарізаний зубчастий вінець, з яким зчеплена шестерня механізму повороту башти. Точність позиціонування і безвідмовність роботи башти залежать від шарикової опори башти, а саме від шариків 4, захист від проникнення до башти різного типу забруднень здійснюється за допомогою гумового ущільнення 3 між верхнім та нижнім погонами. Поставлена задача вирішується тим, що шарик опорно-поворотного пристрою відрізняється тим, що виготовлений з аліфатичного поліаміду ПА-6, армованого сумішшю дискретних скло- та вуглецевих волокон, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: поліамід ПА-6 70-85 берилійкальцієве силікатне скловолокно МВ-2 1-29 вуглецеве волокно марки Урал-24Н 1-29. Приклад 1. Композицію, до складу якої входить поліамід ПА-6 (70 мас.%) (ГОСТ 6-06-С9-93) високомодульне берилійкальцієве силікатне скловолокно МВ-2 (1 мас.%), довжиною 4-5 мм, 3 густиною 2,7 г/см , модулем пружності 114 ГПа, вуглецеве волокно марки Урал-24Н (29 мас.%), 3 довжиною 2-3 мм, густиною 1,71 г/см , модулем пружності 90 ГПа. Суміші з вищевказаних компонентів готували в електромагнітному полі і переробляли у готові вироби литтям під тиском на машині ГШП-1 в інтервалі температур 533-553 К, температура форми дорівнювала 333 К. Випробування проводили при кімнатній температурі (в режимі без змащування), знос зразка оцінювали на дисковій машині тертя за схемою диск (сталь 45, HRC э 50, Ra 0,08) - пальчикіз композиту ( 10 мм, висота 10 мм) при тиску 0,1 МПа, швидкості ковзання 1 м/с шлях складав 1 UA 120872 U 5 10 15 20 25 30 1000 м. До завантажування проводили однакову обробку і попереднє припрацювання зразків. Коефіцієнт тертя визначався за формулою: F  F  f  1 2 , (1) N де N - нормальне навантаження на зразок; F1 - сила тертя випробовуваного зразка; F2 втрати, що виникають при обертанні важеля на вістрях у горизонтальній площині. Точність заміру сили тертя становить ± 5 %. Знос зразків визначали ваговим методом на аналітичних терезах ВЛР-200 (ГОСТ 24104-80) з точністю 0,0001 г. За основну інженерну характеристику процесу зношування брали інтенсивність лінійного зносу I h, яку визначали наступним безрозмірним співвідношенням:  dG , (2) h    a  dL   де G - величина масового зносу; LT - шлях тертя, м; Аа - номінальна площа контакту;   густина досліджуваного зразка (визначалась згідно з ГОСТ15139-69). Коефіцієнт теплопровідності визначали згідно ГОСТ 25630.2-79 на приладі ИТ-  -400. Твердість за Брінеллем вимірювалась методом вдавлювання кульки під заданим навантаженням у відповідності з ГОСТ 4670-77 на твердомірі ТШП-4. Приклад 2. Композицію, до складу якої входить поліамід ПА-6 (70 мас.%) (ГОСТ 6-06-С9-93) високомодульне берилійкальцієве силікатне скловолокно МВ-2 (15 мас.%), вуглецеве волокно марки Урал-24Н (15 мас.%), готували, переробляли у вироби і випробовували за методикою, яка наведена у прикладі 1. Приклад 3. Композицію, до складу якої входить поліамід ПА-6 (85 мас.%) (ГОСТ 6-06-С9-93) високомодульне берилійкальцієве силікатне скловолокно МВ-2 (5 мас.%), вуглецеве волокно марки Урал-24Н (10 мас.%), готували, переробляли у вироби і випробовували за методикою, яка наведена у прикладі 1. Приклад 4. Композицію, до складу якої входить поліамід ПА-6 (70 мас.%) (ГОСТ 6-06-С9-93) високомодульне берилійкальцієве силікатне скловолокно МВ-2 (29 мас.%), вуглецеве волокно марки Урал-24Н (1 мас.%), готували, переробляли у вироби і випробовували за методикою, яка наведена у прикладі 1. Приклад 5 (Прототип.). Композицію із поліаміду ПА-6 (70 мас. %) та вуглецевого волокна (30 мас. %) готували методом двошнекової екструзії, переробляли у вироби литтям під тиском та випробували за методикою, яка наведена у прикладі 1. Результати дослідження властивостей отриманих матеріалів наведені в табл. Таблиця Властивості полімерних композиційних матеріалів Показники 1 Інтенсивність лінійного -9 зношування, Іh10 Коефіцієнт тертя, f Твердість, МПа Коефіцієнт теплопровідності, Вт/(мК) 35 40 1 2 Склад полімерної композиції, № прикладу 2 3 4 5 (Прототип) 3 4 5 6 1,85 1,15 1,65 1,3 2,0 0,36 97 0,28 119 0,32 104 0,33 107 0,4 95 0,41 0,49 0,42 0,45 0,37 За результатами проведення лабораторних досліджень матеріалу для виготовлення шарика опорно-поворотного пристрою встановлено, що за показниками зносостійкості, твердості та теплопровідності перевершує прототип в 1,4-1,75; 1,25 та 1,3 рази відповідно. Корисна модель може бути рекомендований до використання в шариковій опорі башти бронемашини, що експлуатується в умовах недостатнього змащування та забруднення сторонніми абразивними частками, а також при статичних та динамічних навантаженнях, що значно зменшить виробничі витрати на обслуговування опорно-поворотного елементу. 2 UA 120872 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Шарик опорно-поворотного пристрою з полімерного матеріалу, який відрізняється тим, що виготовлений з аліфатичного поліаміду ПА-6, армованого сумішшю дискретних скло- та вуглецевих волокон, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: поліамід ПА-6 70-85 берилійкальцієве силікатне 1-29 скловолокно МВ-2 вуглецеве волокно марки Урал-24Н 1-29. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3