Патент на изобретение №2298704

(54) ПОДШИПНИК КАЧЕНИЯ С ТВЕРДОСМАЗОЧНЫМ АНТИФРИКЦИОННЫМ ЗАПОЛНИТЕЛЕМ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к подшипникам качения, используемым в опорных узлах, работающих в условиях высоких температур и большой запыленности, например в опорных узлах коксовых печей. Подшипник качения с твердосмазочным антифрикционным заполнителем содержит наружное и внутреннее кольца с дорожками качения, размещенные между ними тела качения, удерживаемые сепаратором на дорожках качения. Все пустоты между наружным и внутренним кольцами, беговыми дорожками и телами качения заполнены твердосмазочным антифрикционным заполнителем. В качестве твердосмазочного антифрикционного заполнителя используют полимерный антифрикционный материал на основе политетрафторэтилена. Полимерный антифрикционный материал содержит в качестве волокнистого наполнителя от 5 до 15 мас.% полиоксадиазольного термостойкого волокна. Полиоксадиазольное термостойкое волокно используют в виде сетки, войлока, ткани, нити или рубленой нити, рубленой ткани саржевого, полотняного или репсового переплетения. Длина рубленой нити полиоксадиазольного термостойкого волокна выбрана от 3 до 40 мм. Площадь кусочков рубленой ткани из полиоксадиазольного термостойкого волокна выбрана от 0,6 см² до 16 см². Технический результат: повышение надежности, долговечности и теплостойкости при работе высоких температур и большой запыленности; снижение интенсивности линейного изнашивания тел качения; повышение предела прочности при сжатии и ударной вязкости твердосмазочного антифрикционного заполнителя.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к подшипникам качения, используемых в опорных узлах, работающих в условиях высоких температур и большой запыленности, например в опорных узлах коксовых печей.

Известен подшипник качения с твердосмазочным антифрикционным заполнителем, содержащий наружное и внутреннее кольца с дорожками качения, размещенные между ними тела качения, удерживаемые сепаратором на дорожках качения, при этом все пустоты между наружным и внутренним кольцами, беговыми дорожками и телами качения заполнены твердосмазочным антифрикционным заполнителем (см. авторское свидетельство СССР №1149073, МПК F16С 19/00, 1985 г.).

Однако известный подшипник при своем использовании обладает следующими недостатками:

– недостаточной надежностью при работе в условиях высоких температур и большой запыленности,

– недостаточной долговечностью при работе в условиях высоких температур и большой запыленности,

– недостаточной теплостойкостью при работе в условиях высоких температур и большой запыленности,

– повышенной интенсивностью линейного изнашивания (5×10^-5 мкм/км),

– низкий предел прочности при сжатии твердосмазочного антифрикционного заполнителя (менее 80 МПа),

– недостаточную ударную вязкость твердосмазочного антифрикционного заполнителя (14-16 кДж/м²).

Задача изобретения – создание подшипника качения с твердосмазочным антифрикционным заполнителем.

Техническим результатом является возможность повышения надежности, долговечности и теплостойкости при работе в условиях высоких температур и большой запыленности, снижение интенсивности линейного изнашивания тел качения, повышения предела прочности при сжатии и ударной вязкости твердосмазочного антифрикционного заполнителя.

Технический результат достигается в предложенном подшипнике качения с твердосмазочным антифрикционным заполнителем сочетанием компонентов использованного при изготовлении подшипника твердосмазочного антифрикционного заполнителя, а также количественным соотношением входящих в него компонентов.

Предложенный подшипник качения с твердосмазочным антифрикционным заполнителем содержит наружное и внутреннее кольца с дорожками качения, размещенные между ними тела качения, удерживаемые сепаратором на дорожках качения, при этом все пустоты между наружным и внутренним кольцами, беговыми дорожками и телами качения заполнены твердосмазочным антифрикционным заполнителем, в качестве которого используют полимерный антифрикционный материал на основе политетрафторэтилена, содержащий в качестве волокнистого наполнителя от 5 до 15 мас.% полиоксадиазольного термостойкого волокна, при этом полиоксадиазольное термостойкое волокно используют в виде сетки, войлока, ткани, нити или рубленой нити, рубленой ткани саржевого, полотняного или репсового переплетения, причем длина рубленой нити полиоксадиазольного термостойкого волокна выбрана от 3 до 40 мм, а площадь кусочков рубленой ткани из полиоксадиазольного термостойкого волокна выбрана от 0,6 см² до 16 см².

Среди существенных признаков, характеризующих предложенный подшипник качения с твердосмазочным антифрикционным заполнителем, отличительными являются:

– использование в качестве твердосмазочного антифрикционного заполнителя полимерного антифрикционного материала на основе политетрафторэтилена, содержащего в качестве волокнистого наполнителя от 5 до 15 мас.% полиоксадиазольного термостойкого волокна,

– использование в твердосмазочном антифрикционном заполнителе полиоксадиазольного термостойкого волокна в виде сетки, войлока, ткани, нити или рубленой нити, рубленой ткани саржевого, полотняного или репсового переплетения, причем длина рубленой нити полиоксадиазольного термостойкого волокна выбрана от 3 до 40 мм, а площадь кусочков рубленой ткани из полиоксадиазольного термостойкого волокна выбрана от 0,6 см² до 16 см².

Экспериментальные исследования предложенного подшипника качения с твердосмазочным антифрикционным заполнителем, а затем и натурные ходовые испытания штатного комплекта показали их высокую эффективность. Было установлено, что предложенный подшипник качения с твердосмазочным антифрикционным заполнителем обладает повышенной надежностью, долговечностью и теплостойкостью при эксплуатации в условиях высоких температур и большой запыленности. При этом одновременно было установлено, что достигнуто снижение интенсивности линейного изнашивания тел качения подшипника, а материал твердосмазочного антифрикционного заполнителя имеет предел прочности при сжатии 110-120 МПа и ударную вязкость 21-22 кДж/м².

Технология изготовления предложенного подшипника качения с твердосмазочным антифрикционным заполнителем не требует использования специфического технологического оборудования и включает в себя заполнение под давлением пустот между наружным и внутренним кольцами, беговыми дорожками и телами качения твердосмазочным антифрикционным заполнителем, предварительно нагретым до температуры 140-160°С. Использованный в предложенном подшипнике в качестве твердосмазочного антифрикционного заполнителя полимерный композиционный материал предварительно готовится пропиткой при комнатной температуре полиоксадиазольного волокна политетрафторэтиленом.

Конструкция предложенного подшипника качения с твердосмазочным антифрикционным заполнителем проста в понимании и не требует для своей иллюстрации предоставления чертежей.

Пример 1. Все пустоты подшипника качения №6315 по ГОСТ 8338-75 заполнялись под давлением нагретым до температуры 140°С твердосмазочным антифрикционным заполнителем на основе политетрафторэтилена, упрочненного 5 мас.% полиоксадиазольного термостойкого волокна в виде рубленой нити с длиной 3-40 мм. Заполнение пустот подшипника проводилось в специальной пресс-форме методом компрессионного прессования. Готовый подшипник проходил конечную технологическую приработку в опорах колес тележек при температуре эксплуатации 200°С и высокой запыленности.

Пример 2. Все пустоты подшипника качения №6315 по ГОСТ 8338-75 заполнялись под давлением нагретым до температуры 160°С твердосмазочным антифрикционным заполнителем на основе политетрафторэтилена, упрочненного 10 мас.% полиоксадиазольного термостойкого волокна в виде рубленой ткани репсового переплетения, причем площадь использованных кусочков рубленой ткани из полиоксадиазольного термостойкого волокна составляла от 0,6 см² до 16 см². Заполнение пустот подшипника проводилось в специальной пресс-форме методом компрессионного прессования. Готовый подшипник проходил конечную технологическую приработку в опорах колес тележек при температуре эксплуатации 200°С и высокой запыленности.

Пример 3. Все пустоты подшипника качения №6315 по ГОСТ 8338-75 заполнялись под давлением нагретым до температуры 150°С твердосмазочным антифрикционным заполнителем на основе политетрафторэтилена, упрочненного 15 мас.% полиоксадиазольного термостойкого волокна в виде рубленой ткани саржевого переплетения, причем площадь использованных кусочков рубленой ткани из полиоксадиазольного термостойкого волокна составляла от 0,6 см² до 16 см². Заполнение пустот подшипника проводилось в специальной пресс-форме методом компрессионного прессования. Готовый подшипник проходил конечную технологическую приработку в опорах колес тележек при температуре эксплуатации 200°С и высокой запыленности.

Предложенный подшипник качения с твердосмазочным антифрикционным заполнителем имеет по сравнению с серийным подшипником аналогичного назначения увеличенную надежность, увеличенную на 14% долговечность и теплостойкость при эксплуатации в условиях высоких температур и большой запыленности, а также повышенные до 110-120 МПа предел прочности при сжатии и до 21-22 кДж/м² ударную вязкость материала твердосмазочного антифрикционного заполнителя.

Формула изобретения

Подшипник качения с твердосмазочным антифрикционным заполнителем, содержащий наружное и внутреннее кольца с дорожками качения, размещенные между ними тела качения, удерживаемые сепаратором на дорожках качения, при этом все пустоты между наружным и внутренним кольцами, беговыми дорожками и телами качения заполнены твердосмазочным антифрикционным заполнителем, отличающийся тем, что в качестве твердосмазочного антифрикционного заполнителя используют полимерный антифрикционный материал на основе политетрафторэтилена, содержащий в качестве волокнистого наполнителя от 5 до 15 мас.% полиоксадиазольного термостойкого волокна, при этом полиоксадиазольное термостойкое волокно используют в виде сетки, войлока, ткани, нити или рубленой нити, рубленой ткани саржевого, полотняного или репсового переплетения, причем длина рубленой нити полиоксадиазольного термостойкого волокна выбрана от 3 до 40 мм, а площадь кусочков рубленой ткани из полиоксадиазольного термостойкого волокна выбрана от 0,6 до 16 см².