Патент на изобретение №2155198
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) АНТИФРИКЦИОННЫЙ КОМПОЗИТ
(57) Реферат: Изобретение относится к антифрикционным материалам и может быть использовано в узлах трения, например в подшипниках рабочих колес поворотно-лопастных гидротурбин, гидрозатворов, сервомоторов. Технический результат при осуществлении изобретения – получение материала, повышающего долговечность работы подшипников без смазки при высоких нагрузках и, следовательно, надежность последних и гидроагрегата в целом, также позволяющего применять подшипники для экологически чистых поворотно-лопастных рабочих колес гидротурбин. Антифрикционный композит (полиамидо-молибдено-бронзо-фторопластовая композиция) – материал, содержащий в основе слои кремнеземной ткани, а на рабочей поверхности – насыщенные политетрафторэтиленом слои полиамидной ткани при объемном соотношении тканей 1/1,2, причем слои тканей пропитаны связующим на основе эпоксидиановых смол, при этом в связующее и политетрафторэтилен введены дисульфид молибдена, соответственно, 5-30 и 5-30% от их объема, и мелкодисперсная бронза, соответственно, 0,3 и 0,3% от их объемов, при следующих соотношениях компонентов, об %: полиамидная ткань 30, кремнеземная ткань 25, связующее на основе эпоксидиановых смол 42,4, содержащее: дисульфид молибдена 5-30, мелкодисперсную бронзу 5-30, политетрафторэтилен 2,6, содержащий: дисульфид молибдена 0,3, мелкодисперную бронзу 0,3. 2 табл. 2 ил. Изобретение относится к антифрикционным самосмазывающимся материалам и может быть использовано в узлах трения, например, в подшипниках рабочих колес поворотно-лопастных гидротурбин, гидрозатворов, сервомоторов. Известен слоистый пластик антифрикционного назначения, у которого первый слой (со стороны поверхности трения) выполнен из тканевого материала на основе неплотно переплетенного жгута из нескрученных полимерных волокон, пропитанных полимерным связующим, а второй слой – из стеклоткани, пропитанной тем же связующим (Патент Швейцарии N 580765, кл. J 16 C 33/20, опублик. 1976). Недостатком известного антифрикционного материала является его неработоспособность при высоких давлениях в узлах трения. Наиболее близким из выявленных аналогов к предлагаемому изобретению является слоистый пластик антифрикционного назначения, выполненный в виде чередующихся слоев стеклоткани (кремнеземной ткани), пропитанных эпоксидным связующим, в состав которого введен фторопласт в количестве 5…30 об.% (а. с. СССР N 411748 кл. C 08 L 63/00, 30.11.88). Недостаток известного пластика – недостаточная износостойкость и долговечность, т. к. антифрикционный слой, состоящий из эпоксидного связующего и вкраплений фторопласта, имеет небольшую толщину и со временем стирается, после чего трение происходит по стеклоткани, которая не является антифрикционным материалом. Недостатком известного слоистого пластика является недолговечность при применении в подшипниках экологически чистых рабочих колес поворотно-лопастных 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. Заявленный материал – антифркционный композит ПМБФ (полиамидомолибдено-бронзо-фторопластовая композиция) – характеризуется тем, что содержит слои кремнеземной ткани, пропитанные связующим на основе эпоксидиановых смол. При этом отличительными признаками предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом являются: – применение дополнительно полиамидной ткани, насыщенной политетрафторэтиленом и пропитанной связующим на основе эпоксидиановых смол; – выполнение соотношения слоев кремнеземной и полиамидной тканей, как 1/1,2; – введение дополнительно в связующее и политетрафторэтилен дисульфида молибдена, соответственно, 5. . . 30% и 0,3% от объемов, и мелкодисперсной бронзы, соответственно, 5…30% и 0,3% от объемов; – выполнение следующего соотношения компонентов, в об.%: Полиамидная ткань – 30,0 Кремнеземная ткань – 25,0 Связующее на основе эпоксидиановых смол – 42,4 содержащее: Дисульфид молибдена – 5-30 Мелкодисперсную бронзу – 5-30 Политетрафторэтилен – 2,6 содержащий: Дисульфид молибдена – 0,3 Мелкодисперсную бронзу – 0,3 Выполнение материала по ограничительным признакам позволяет использовать его в качестве подшипникового материала. Применение в материале полиамидной ткани позволяет повысить износостойкость и долговечность композита. 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 увеличению 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 надежность подшипников и гидроагрегата в целом, также позволяет применять подшипники для экологически чистых рабочих колес гидротурбин, что исключает загрязнение рек и водоемов масляными отходами. Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами и таблицами, в которых: на фиг. 1 изображена структура композита ПМБФ; на фиг. 2 изображена конструкция подшипника; в табл. 1 приведены примеры конкретного состава композита; в табл. 2 приведены сравнительные характеристики конкретных составов композита и прототипа. Структура антифрикционного композита ПМБФ 1, например, нанесенного на обойму 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 0,3…2 мм с полотняным или саржевым переплетением нитей, политетрафторэтилена 5, дисульфида молибдена 6, мелкодисперсной бронзы 7 и связующего 8 на основе экопксидиановых смол. Конструкция подшипника, например, состоит (см. фиг. 2) из обоймы 2 и нанесенного на нее композита ПМБФ 1. Слой композита МПБФ 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. Формула изобретения
Полиамидная ткань – 30 Кремнеземная ткань – 25 Связующее на основе эпоксидиановых смол, – 42,4 содержащее: Дисульфид молибдена – 5 – 30 Мелкодисперсную бронзу – 5 – 30 Политетрафтрэтилен, – 2,6 содержащий: Дисульфид молибдена – 0,3 Мелкодисперсную бронзу – 0,3 РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 14.01.2002
Номер и год публикации бюллетеня: 12-2003
Извещение опубликовано: 27.04.2003
|
||||||||||||||||||||||||||
