Самозмащувальний композит

Самозмащувальний композит, що містить текстильний армуючий каркас із синтетичними і вуглецевими нитками і металевими елементами, просочений сполучним, який відрізняється тим, що каркас виконаний у вигляді шарів лицьової лавсанової тканини, попередньо насиченої фторопластовою суспензією, і виворітної вуглецевої тканини, просочених сполучним на основі епоксидіа C2 2 (19) 1 3 77705 4 Недоліком відомого підшипникового матеріалу - просочення шарів лавсанової і вуглецевої є виконання ниток лицьової сторони тканини з тканин сполучним на основі епоксидианових термопластичної смоли і просочення останніх олігомерів; термотвердіючею смолою, тому що зазначені - уведення у фторопластову суспензію й у смоли є посередніми антифрикційними масполучне дрібнодисперсної бронзи, відповідно, 15теріалами з високим коефіцієнтом тертя і низьки20% і 15-20% від об'ємів, і алюмінієвої пудри, ми триботехнічними властивостями, унаслідок відповідно, 15-20% і 15-20% від об'ємів, як метачого в підшипниках первісне закладені недостатні левих елементів; зносостійкість, термостійкість і довговічність, - уведення додатково у фторопластову сусособливо при високих навантаженнях і швидкопензію й у сполучне лускоподібного графіту, стях. відповідно, 15-20% і 15-20% від об'ємів; Найбільш близьким з виявлених аналогів до - виконання наступного співвідношення компопередбачуваного винаходу є самозмащувальний нентів, у об. %: підшипник ковзання [2], що містить текстильний армуючий каркас із синтетичними і вуглецевими Лавсанова тканина 26 нитками і металевими елементами у вигляді метаВуглецева тканина 39 левої нитки, просоченої термореактивним сполучФторопластова суспензія 10 ним, причому за допомогою металевих ниток кару тому числі: кас зв'язаний з несучою поверхнею. При цьому дрібнодисперсна бронза 15-20 каркас виконаний у вигляді трикотажного алюмінієва пудра 15-20 комбінованого переплетення з рядами, що чергулускоподібний графіт 15-20 ються, з пучків ниток з утворенням орієнтованих у Сполучне на основі тангенціальному напрямку стосовно циліндричної епоксидианових поверхні підшипника виворітних і витягнутих лицьолігомерів 25 ових петель, а як металеву нитку використовують у тому числі: нитку з міді, як синтетичну нитку - поліефірну нитдрібнодисперсна бронза 15-20 ку, як армуючу нитку - оксоланову чи вуглецеву алюмінієва пудра 15-20 нитку, при визначеному співвідношенні сумарних лускоподібний графіт 15-20 площ поперечних перерізів ниток. Недоліками відомого підшипника є: Виконання композита по обмежувальних озна- низькі антифрикційні властивості робочої поках дозволяє використовувати останній як верхні підшипника, виконаної з переплетення підшипниковий матеріал. пучків, що чергуються, поліефірної, оксоланової чи Виконання каркаса композита у вигляді шарів вуглецевої і мідної ниток і просоченої сполучним з лицьової лавсанової і виворітної вуглецевої тканин формальдегідної смоли, що приводить до високодозволяє спростити структур у композита. При го коефіцієнта тертя і зносу; цьому, застосування лавсанової (синтетичної) тка- низькі триботехнічні та термостійкісні властинини дозволяє значно зменшити коефіцієнт тертя і вості і недовговічність; підвищити зносостійкість, термостійкість і дов- складність структури композиційного маговічність підшипника. теріалу і те хнології виробництва підшипників. Виконання співвідношення лавсанової і вуглеВ основу передбачуваного винаходу поставцевої тканин як 1:1,5 дозволяє одержати структуру лено задачу створити такий самозмащувальний композита з оптимальними властивостями. антифрикційний композиційний матеріал, нове Відносне зменшення об'єму лавсанової тканини виконання якого дозволило б спростити його приводить до погіршення фізико-механічних і триструктур у, зменшити процес зносу і підвищити ботехнічних властивостей композита, що приводовговічність експлуатації останнього (не менш 20 дить до зниження зносостійкості, термостійкості і років) без мастила в умовах високих навантажень і довговічності підшипника, а відносне зменшення швидкостей, також підвищити термостійкість, об'єму вуглецевої тканини приводить до зменшеннадійність і екологічну чистоту самозмащувальних ня міцності композита. Відносне збільшення об'єму напрямних підшипників екологічно чистих лавсанової тканини приводить до релаксації комгідравлічних машин, де заміна напрямних позита, а відносне збільшення об'єму вуглецевої підшипників неможлива без зупинки агрегату. тканини приводить до появи гістерезису в струкМатеріал, що заявляється - самозмащувальтурі композита, що приводить до погіршення ний композит (антифрикційна шарувата вуглефізико-технічних властивостей композита. полімерметалева композиція УПМ-Л) - характериПопереднє насичення лавсанової тканини (розується тим, що містить текстильний армуючий бочого шару) фторопластовою суспензією типу Фкаркас із синтетичними і вуглецевими нитками і 4Д дозволяє підвищити термостійкість і хімічну металевими елементами, просочений сполучним. стійкість композита. При цьому, суспензія не змоПри цьому, відмітними ознаками передбачучується, не поглинає воду і не набухає, добре ваного винаходу в порівнянні з прототипом є: впроваджується (просочує) у стр уктуру тканини, - виконання композита у вигляді шарів лицьощо дозволяє додати робочому шару відмінні анвої лавсанової і виворітної вуглецевої тканин; тифрикційні і водовідштовхувальні властивості. У - виконання співвідношення об'ємів лавсанової силу своєї гігроскопічності і пористої структури і вуглецевої тканин як 1:1,5; суспензія добре насичується твердими і рідкими - попереднє насичення лавсанової тканини мастилами, що дозволяє одержати підшипники з фторопластовою суспензією; заданими фізико-механічними і триботехнічними 5 77705 6 властивостями. підшипники. Просочення лавсанової і вуглецевої тканин Передбачуваний винахід ілюструється крессполучним на основі епоксидианових олігомерів, ленням і таблицями: затвердненних аліфатичними амінами, що вофіг. 1 - стр уктура самозмащувального комполодіють найкращими фізико-механічними властизита; востями, із всіх існуючи х, і стабільністю в роботі фіг. 2 - конструкція вкладиша підшипника; навіть при значних навантаженнях, дозволяє змотабл. 1 - приклади конкретного складу компочувати і з'єднувати тканини в дуже міцний композита; зит, що має амортизаційні якості і добре працює табл. 2 - порівняльні характеристики конкретпри високих гідродинамічних навантаженнях. них складів композита і прототипу. Уведення у фторопластову суспензію й у споСтруктура самозмащувального композита 1 лучне дрібнодисперсної бронзи, відповідно, 15(див. фіг. 1), нанесеного на металеву основу 2, 20% і 15-20% від об'ємів, і алюмінієвої пудри, складається із шарів лицьової (робочої) лавсановідповідно, 15-20% і 15-20% від об'ємів, дозволяє вої тканини 3 і виворітної низькомодульної вуглезабезпечити щільну структур у композита, цевої тканини 4. Тканини застосовуються з полотзбільшити жорсткість і твердість, зменшити деняним чи саржевим переплетенням ниток формацію композита і поліпшити теплоотвід в осщільністю 8-12 некручених ниток на 1см довжини, танньому. Уведення дрібнодисперсної бронзи і при співвідношенні тканин як 1:1,5, при цьому лавалюмінієвої пудри менш 15% від об'єму підвищує санова тканина попередньо насичена фторопладеформацію композита і погіршує тепловідвід, а стовою суспензією 5, а лавсанова і вуглецева ткабільш 20% - зменшує міцність композита. нини просочені сполучним 6 на основі Уведення додатково у фторопластову сусепоксидианових олігомерів, причому в суспензію 5 пензію й у сполучне лускоподібного графіту, і в сполучне 6 уведені дрібнодисперсна бронза 7, відповідно, 15-20% і 15-20% від об'ємів, дозволяє алюмінієва пудра 8 і лускоподібний графіт 9. зменшити коефіцієнт тертя і знос і підвищити довКонструкція вкладиша підшипника складається говічність роботи композита. Уведення луско(див. фіг. 2) з металевого сектора 2 і нанесеного подібного графіту менш 15% від об'єму приводить на останній самозмащувального композита 1. до підвищення коефіцієнта тертя, до збільшення Вкладиш підшипника виконується в такий спосіб. зносу і до зменшення довговічності роботи компоНа сектор 2 наноситься шар композита 1, товщизита, а більш 20% від об'єму - до зниження меною 2-4мм, методом прямого контактного формуханічної міцності композита. вання по спеціальній безвідхідній технології. Виконання композита при об'ємному У залежності від умов роботи і вимог до маспіввідношенні компонентів, що заявляється, у %: теріалу, самозмащувальний композит може бути Лавсанова тканина 26 виконаний по конкретному рецепту і складу (див. Вуглецева тканина 39 табл. 1). Фторопластова суспензія 10 Самозмащувальний композит (з різним кону тому числі: кретним складом) у порівнянні з матеріалом дрібнодисперсна бронза 15-20 відомого самозмащувального підшипника ковзаналюмінієва пудра 15-20 ня (див. табл. 2) при робочому питомому наванталускоподібний графіт 15-20 женні, характерному для напрямних підшипників Сполучне на основі гідротурбін, має більш високе значення P×Vепоксидианових фактора, що потрібно для високошвидкісних олігомерів 25 підшипників ковзання. Робоча поверхня композита у тому числі: 1 формується шаром дуже міцної лавсанової ткадрібнодисперсна бронза 15-20 нини 3, насиченої фторопластовою суспензією 5 і алюмінієва пудра 15-20 фулероідами 7, 8 і 9, що забезпечує прекрасні лускоподібний графіт 15-20 триботехнічні, міцнісні і термостійкісні властивості дозволяє одержати композит з високими триповерхні підшипника. Тому що робоча поверхня ботехнічними, термостійкісними і фізикокомпозита (підшипника) 1 формується у процесі механічними властивостями. контактного формування, вона не піддається меУ цілому, сукупність суттєви х ознак дозволяє ханічній обробці, щоб не порушити основний несуодержати такий матеріал, котрий дозволяє зменчий шар. шити коефіцієнт тертя і підвищити зносостійкість, Джерела інформації: термостійкість і довговічність підшипника, одержа1. Підшипниковий елемент ковзання. Патент ти підшипники з заданими фізико-механічними і ЧССР №229602, МПК F16С 33/04, 1984. триботехнічними властивостями, з високими 2. Самозмащувальний підшипник ковзання. амортизаційними якостями, з можливістю працюПатент України №13249, МПК F16С 33/04, 1997. вати при високих гідродинамічних навантаженнях, Прототип. тобто дозволяє одержати надійні високошвидкісні 7 77705 8 Таблиця 1 Найменув ання компонентів 1 2 1 Лавсанова тканина 2 Вуглецев а тканина Фторопластов а сус3 пензія у тому числі: Дрібнодисперсна 3.1 бронза 3.2 Алюмінієва пудра Лускоподібний 3.3 графіт 4 Сполучне у тому числі: Дрібнодисперсна 4.1 бронза 4.2 Алюмінієва пудра Лускоподібний 4.3 графіт № п/п І 3 26 39 № рецепта і склад композита по об'єму у II III IV V VI VII VIII 4 5 6 7 8 9 10 26 26 26 26 26 26 26 39 39 39 39 39 39 39 10 10 10 10 10 10 15 17,5 20 15 15 17,5 20 25 25 25 25 25 25 25 15 17,5 20 15 15 17,5 20 10 % IX 11 26 39 10 Відомий компоПримітка X зит по прототипу 12 13 14 26 39 10 10 17,5 17,5 20 17,5 17,5 25 25 25 17,5 17,5 20 17,5 17,5 Таблиця 2 № Найменув ання п/п показників 1 1 2 3 4 5 2 Питоме нав антаження МПа, до Коефіцієнт тертя: у воді у мастилі P×V - фактор, МПа×м/хв Мастило, в ода Інтенсивність зношув ання, мм/10000 годин № рецепта і склад композита - див . таблицю 1 І II III IV V VI VII VIII JX X 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1,5-5,5 1,5-5,5 1,5-5,5 1,5-5,5 1,5-5,5 1,5-5,5 1,5-5,5 1,5-5,5 1,5-5,5 1,5-5,5 0,031 0,023 0,029 0,033 0,025 0,032 0,034 0,026 0,033 0,011 0,014 0,016 0,012 0,016 0,017 0,013 0,016 30 0,026 0,015 Відомий композит по прото- Примітка типу 13 14 0,013 83-285 103-315 98-305 79-270 97-317 75-273 98-318 99-310 105-320 100-308 + + 0,045 0,038 + + 0,053 0,049 + + + + 0,040 0,051 0,043 0,040 + + 0,050 0,040 60 + 9 Комп’ютерна в ерстка М. Клюкін 77705 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601