Антифрикційний композит пмбф

УКРАЇНА (19) U А о,, 20095 (51)6 В 32 В 17/12. 27/28 ДЕРЖАВНЕ ПАТЕНТНЕ ВІДОМСТВО ОПИС ДО ПАТЕНТУ НА ВИНАХІД ' без проведення експертизи по суті не підстепі Постанови Верховної Ради України Ni 3769X11 від 23X11 1993 р Публікується а редакції заявника (54) АНТИФРИКЦІЙНИЙ КОМПОЗИТ ПМБФ 2 t (21)94086592 * . (22)09.08.94 (24)25.12.97 (46)25.12.97. Вюл. №6 (56) 1. Пластиковый подшипник скольжения и способ его изготовления. Патент Швейцарии I f 580765. кл. 16 С 33/20, опубл. 1976 г. Sc 2. Слоистый пластик. Авторское свидетельство СССР Ne 866922, кл. В 32 В 17/12; F 16 С 33/20 (прототип). (72) Бугаєць Анатолій Олександрович, Веремеєнко Ігор Степанович, Точілін Іван Лазаревич, Іосевич Йосип Семенович, Устьев Анатолій Давидович, Вапник Борис Кирилович (73) Науково-виробниче об'єднання "Турбоатом" (57) Антифрикционный композит ПМБФ, выполненный из слоев кремнеземной ткани и насыщенных политетрафторэтиленом слоев полиамидной ткани, пропитанных связую щим на основе эпоксидиэновых смол, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что соотношение кремнеземной и полиамидной тканей составляет 1 /1,2, а в связующее и в политетрафторэтилен дополнительно введены дисульфид молибдена, соответственно 5-30% и 5-30% or объемов, и мелкодисперсная бронза, соответственно, 0,3% и 0,3% от объемов, при следующем соотношении компонентов, об.%: Изобретение относится к антифрикционным самосмазывающимся материалам и может быть использовано в узлах трения, например, в подшипниках рабочих колес поворотнолопастных гидротурбин, гидрозатворов, сервомоторов. Известен слоистый пластик антифрикционного назначения [1], у которого первый слой (со стороны поверхности трения) выполнен из тканевого материала на основе неплотно переплетенного жгута из нескру ченных полимерных волокон, пропитанных полимерным связующим, а второй слой - из стеклоткани, пропитанной тем же связующим. Недостатком известного антифрикционного материала является его неработоспособность при высоких давлениях в узлах трения. 1 Наиболее близким по составу и достигаемому эффекту к изобретению является слоистый пластик антифрикционного Полиамидная ткань Кремнеземная ткань Связующее на основе эпоксидиановых смол в том числе: Дисульфид молибдена Мелкодисперсная бронза Политетрафторэтилен в том числе: Дисульфид молибдена Мелкодисперсная бронза 30 25 42,4 5-30 5-30 2,6 0,3 0,3 о сл 20095 назначений [2], выполненный из слоев кремнеземной ткани, пропитанной связующим на основе эпоксидиановых смол, и слоя полиамидной ткани, насыщенной политетрафторэтиленом и пропитанной связующим на основе эпоксидиановых смол, при следующем соотношении компонентов, в об.%: Полиамидная ткань 15-45 Кремнеземная ткань 27-59 Связующее на основе > эпоксидиановых смол 23,2-24,8 Политетрафторэтилен 1,6-4,8 При этом первый слой (со стороны поверхности трения) выполнен из полиамидной т к а н и т о л щ и н о й 0,3-1,0 мм с постоянным или саржевым переплетением нитей, а второй - из слоев кремнеземной ткани толщиной 0;2-0,5ммс постоянным или саржевым переплетением нитей. Недостатком известного слоистого плаетика является недолговечность при применении в подшипниках экологически чистых рабочих колес поворотнолопастных гидротурбин, т.е. без смазки. При этом у материала вырабатывается заложенная в нем твердая смазка, повышается коэффициент трения и износ, что приводит к необходимости замены подшипников и, соответственно, разборки гидроагрегата. В основу изобретения поставлена задача создать такой антифрикционный самосмазывающийся материал, новое исполнение которого позволило бы уменьшить процесс его износа и повысить долговечность его эксплуатации (не менее 20 лет) без смазки в условиях высоких нагрузок, тем самым позволило бы повысить надежность самосмазывающихся подшипников экологически чистых рабочих колес поворотнолопастных гидротурбин, где замена подшипников невозможна без разборки гидроагрегата. Заявляемый материал - антифрикционный композит ПМБФ (полиамидо-молибдено-бронзо-фторолластовая композиция) характеризуется тем, что выполнен из слоев кремнеземной ткани и слоев насыщенной политетрафторэтиленом полиамидной ткани, пропитанных связующим на основе эпоксидиановых смол. При этом, отличительные признаки изобретения по сравнению с прототипом заключаются в том. что соотношение слоев кремнеземной и полиамидной тканей составляет 1/1,2, а в связующее и в политетрафторэтилен дополнительно введены дисульфид молибдена, соответственно 530% и 5-30% от объемов, и мелкодисперсная бронза, соответственно, 0,3% и 0,3% от объ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 емов, при следующем соотношении компонентов, об.%; Полиамидная ткань . 30 Кремнеземная ткань 25 Связующее на основе зпоксидиановых смол 42,4 в том числе: Дисульфид молибдена 5-30 Мелкодисперсная бронза 5-30 Политетрафторэтилен 2,6 в том числе: Дисульфид молибдена 0,3 Мелкодисперсная бронза 0,3 Выполнение материала по ограничительным признакам позволяет использовать его в подшипниках в условиях высоких нагрузок. Выполнение соотношения кремнеземной и полиамидной тканей, как 1/1,2, позволяет получить оптимальную структуру материала. Относительное уменьшение объема кремнеземной ткани приводит к снижению прочности материала, а относительное уменьшение объема полиамидной ткани приводит к снижению износостойкости и долговечности материала. Введение в связующее и в политетрафторэтилен дисульфида молибдена и мелкодисперсной бронзы позволяет обеспечить равномерное распределение последних по объему материала. Введение дополнительно дисульфида молибдена позволяет уменьшить коэффициент трения и износ материала. При этом, содержание дисульфида молибдена, например, в связующем, менее 5% от объема приводит к увеличению коэффициента трения, а содержание более 30% от объема приводит к увеличению износа Введение дополнительно мелкодисперсной бронзы позволяет выполнить структуру материала более плотной и стабильной, а также улучшить теплопроводность. При этом, содержание мелкодисперсной бронзы, например, в связующем, менее 5% от объема приводит к увеличению коэффициента трения и износа, а содержание более 30% приводит к более значительному уменьшению коэффициента трения и износа. Оптимальное сочетание дисульфида молибдена и мелкодисперсной бронзы - равное объемное содержание последних. Сочетание дисульфида молибдена с бронзой позволяет увеличить твердость и уменьшить деформацию материала. В целом, совокупность существенных признаков позволяет получить такой материал, который повышает долговечность работы подшипников без смазки и при высоких нагрузках, т е. позволяет повысить 20095 надежность подшипников и гидроагрегата в целом, также позволяет применять подшипники для экологически чистых рабочих колес гидротурбин, что исключает загрязнение рек и водоемов масляными отходами, 5 Изобретение иллюстрируется чертежами и таблицами, в которых: на фиг. 1 изображена структура композита ПМБФ; на фиг.2 конструкция подшипника. В табл.1 приведены примеры конкрет- 10 ного состава композита; в табл.2 приведены сравнительные характеристики конкретных составов композита и прототипа. Структура антифрикционного композита ПМБФ 1, например, нанесенного на обой- 15 му 2 (см. фиг.1), состоит из слоев кремнеземной ткани 3 толщиной 0,3-2 мм с полотняным или саржевым переплетением нитей, слоев полиамидной ткани 4 толщиной О.Э-2 мм с полотняным или саржевым пере- 20 плетением нитей, политетрафторэтилена 5, дисульфида молибдена 6, мелкодисперсной бронзы 7 и связующего 8 на основе эпоксидиановых смол. Конструкция подшипника, например, состоит (см.фиг.2) из обоймы 2 и нанесенного на нее композита ПМБФ 1. Слой композита ПМБФ 1 требуемой толщины наносится на металлическую или другую обойму 2 по специальной технологии методом контактного формования. В зависимости от условий работы и требований к материалу, композит ПМБФ может быть выполнен по конкретному рецепту и составу (см. табл.1). Антифрикционный композит ПМБФ (при различном конкретном составе) по сравнению с известным слоистым пластиком (см. табл.2) обладает более низким коэффициентом трения и в полтора-два раза более высокой долговечностью в условиях высоких удельных нагрузок. Т а б л и ца 1 Наименование компонентов 1 п/п l\fe рецепта и состав композита по объему в % II III IV V VI ИзвестVII Примеч. ный пластик по 30 30 30 30 30 прототипу 15 25 25 25 25 25 25 59 42.4 42,4 42.4 42,4 42.4 42,4 42.4 24.4 5 15 30 1. Полиамидная ткань 30 30 2. Кремнеземная ткань 25 3. Связующее эпоксидное, м о о CD СП в том числе: 3.1. Дисульфид молибдена 3.2. Мелкодисперсная бронза 4. Политетрафторэтилен, 15 5 15 30 15 2.6 2.6 2,6 2.6 2.6 2.6 2.6 1,6 в том числе: 4.1. Дисульфид молибдена 0,3 0,3 0.3 0.3 0.3 0,3 0.3 4.2. Мелкодисперсная бронза 0,3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 00 Таблица 2 Наименование показателей 1 п/п № рецепта и состав композита - см. таблицу 1 Ш IV II V V! ИзвестVII Примеч. ный пластик по 300... 300... 300... 300... 300... 300... 300... 400 400 400 400 400 400 400 400 Коэффициент трения 0,02... 0,017... 0,013... 0,019 0.016 0,04 0,011 0.023 ...0,15 2 Удельная нагрузка. кгс/см 1 прототипу 300... ...0,13 ...0.14 ...0,17 ...0,15 ...0,15 ...0,1 ...0,16 700 .750 710 670 730 665 730 520 27 25 30 31 29 36 23 50 3 p.v-фактор кгс/см х м/мин 4 Износ антифрикционного слоя в % за 720000 циклов, что соответствует 8...10-летнему сроку эксплуатации при удельной нагрузке до 400 кгс/см о о ел 20095 8 Фиг . 1 •Упорядник Замовлення 4366 Техред М.Келемеш Фиг . 2 Коректор л.Філь Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101