close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY2487

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 2487
(13)
C1
6
(51) F 16C 33/18
(12)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОДШИПНИКА СКОЛЬЖЕНИЯ
(21) Номер заявки: 950117
(22) 02.03.1995
(46) 30.12.1998
(71) Заявители: Врублевская
Невзорова А.Б. (BY)
В.И.,
Руев
В.И.,
(72) Авторы: Врублевская
В.И.,
Руев
В.И.,
Невзорова А.Б. (BY)
(73) Патентообладатели: Врублевская
Валентина
Ивановна,
Руев
Викторий
Иванович,
Невзорова Алла Брониславовна (BY)
(57)
Способ изготовления подшипника скольжения, включающий формообразование древесного вкладыша путем
торцового гнутья заготовки, установку полученного вкладыша в промежуточную технологическую обойму и последующую перепрессовку полученного вкладыша из технологической обоймы в корпус подшипника, отличающийся тем, что торцовое гнутье заготовки производят при температуре окружающего воздуха путем приложения
равномерных усилий одновременно к наружным торцовым и боковым поверхностям заготовки до получения
вкладыша в виде втулки со степенью уплотнения по наружной поверхности 20-30 % и по внутренней поверхности
55-70 %, после установки полученного вкладыша в технологическую обойму его сушат в ней при температуре 105
± 15 °С до абсолютно сухого состояния, а перепрессовку высушенного вкладыша из технологической обоймы в
корпус подшипника осуществляют через технологический конус.
(56)
1. Белый В.А. и др. Древесно-полимерные конструкционные материалы и изделия.-Мн.: Наука и техника,
1980.-С.206-207.
Фиг. 1
Известны различные способы изготовления подшипников скольжения из уплотненной древесины. Недостатками
их является появление зазора между втулкой и осью вала при колебаниях температур.
Наиболее близким техническим решением является способ изготовления монолитных подшипников
скольжения из материалов на основе древесины [1]. Недостатком способа является неудовлетворительная
формоустойчивость согнутой древесной заготовки и неравномерное сжатие волокон древесины, что в условиях колебания температур приводит к усыханию втулки и появлению зазора между валом.
Цель изобретения - получить втулку подшипника из уплотненной древесины, обладающей хорошими теплофизическими свойствами, стабильными размерами, отсутствием заклинивания при эксплуатации в любых условиях, а следовательно надежностью, износостойкостью, долговечностью при работе в режиме
самосмазки.
Предлагается способ изготовления самосмазывающихся подшипников скольжения с втулкой из уплотненной древесины. Достигается это тем, что древесная заготовка толщиной вдоль волокон 4-20 мм заданной длины
BY 2487 C1
и ширины в зависимости от размера готового изделия и имеющая влажность W=7-15 %, методом торцового
гнутья загибается во втулку при температуре окружающего воздуха. Торцовое гнутье заготовки осуществляют
путем одновременного приложения усилий к наружным торцовым поверхностям и поперек волокон к боковым
поверхностям (фиг. 1), обеспечивающими уплотнение по наружной поверхности 20-30 %, по внутренней - 55-70
%; затем втулка 1 выталкивается в промежуточный металлический корпус 2 (фиг. 2), который помещается вместе с запрессованными втулками в сушильный шкаф для их сушки при температуре 105±15°С. Древесная втулка высушивается до абсолютно сухого состояния, при этом у нее появляется зазор между стыками (фиг. 3), и
она свободно выпадает из металлического корпуса. Эта втулка перепрессовывается через конусообразный приемник 2 в корпус подшипника 3 с меньшим внутренним диаметром (фиг. 4) для полного устранения зазора, а
затем растачивается по внутреннему диаметру до необходимого размера и погружается в смазку для пропитки.
Подшипник, изготовленный по данному способу, имеет стабильные размеры при эксплуатации в любых условиях:
при колебании температуры и влажности окружающей среды, при работе в воде и агрессивных средах. Это объясняется следующим. По данным [1] древесина при разбухании и усушке изменяет свои размеры при сохранении объема
макро- и микрополостей (полости сосудов, капилляр, пор). Разбухание происходит вследствие внедрения влаги в
межмолекулярные пространства (между макромолекулами) компонентов древесного вещества, составляющего клеточную стенку, а усыхание является следствием удаления влаги, которая называется гигроскопической или связанной.
При колебании гигроскопической (связанной) влаги в древесине от 0 до 30 % она разбухает (усыхает),
т.е. изменяет свои размеры вдоль волокон на 0,1 %, поперек волокон в направлениях: радиальном на 6 %,
тангенциальном на 12 %. Следовательно, при изменении гигроскопической влаги в древесине на 1 % разбухание (усушка) составят:
вдоль волокон 0,1 %: 30 - 0,0033 %.
поперек волокон: в радиальном направлении 6 %: 30=0,2 %,
в тангенциальном направлении 12 %: 30=0,4 %.
Поэтому, например, запрессованная в корпус втулка влажностью W=10 % при эксплуатации, под действием генерируемого в контактной зоне тепла, усыхает, вследствие чего увеличивается зазор в стыке.
Пример 1. Изготавливается подшипник скольжения взамен подшипника качения № 204, имеющего размеры
Dн = 47, dвн = 20, B =14мм. Выберем толщину древесной заготовки, а следовательно, и втулки t = 7 мм. Тогда размер
древесной втулки составят dвн = 20мм, Dн = d+2t = 20+2⋅7 = 34 мм, а размеры металлического корпуса Dн = 47 мм, dвн
= Dн = 34 мм. Длина окружности древесной втулки по наружному диаметру равна L = π ⋅ Dн = π ⋅ 34 = 106,76 мм.
При степени уплотнения по наружной поверхности εн = 25% длина заготовки должна быть
L3 = L / (1-εн) = 106,76 / (1-0,25) = 142,35 мм.
Торцовое гнутье заготовки, имеющей влажность W = 7%, осуществляют при температуре окружающего
воздуха путем одновременного приложения усилий к наружным торцовым поверхностям заготовки и поперек волокон.
Длина окружности втулки по внутреннему диаметру равна l = π d = π⋅20 = 62,8 мм. Степень уплотнения
по внутреннему диаметру составит:
εвн = (L3-I) / L3 = (142,35-62,8) / 142,35 = 0,56.
Допустим, влажность уплотненной заготовки была W = 7%. Через непродолжительное время при работе
трения она становится абсолютно сухой и ее размеры уменьшаются в тангенциальном направлении на
7х0,4% = 2,8%, что составит по окружностям:
наружной ун = L ⋅ 0,028 = 106,76 ⋅ 0,028 = 3,0 мм,
внутренней увн = 1 ⋅ 0,028 = 62,80 ⋅ 0,028 = 1,76 мм,
а вдоль волокна на 7х0,0033 = 0,023%, т.е. по толщине усушка втулки составит ун = t ⋅ 0,00023 = = 7 ⋅ 0,00023 =
0,0016 мм.
Поэтому после гнутья втулки выпрессовываются в промежуточный металлический корпус (фиг.2) и вместе с
ним помещаются в сушильный шкаф для их сушки при температуре 105±15 °С, обуславливающей интенсивное
удаление влаги. При температуре свыше 120 °С некоторые компоненты древесины могут деструктировать,
что вызовет снижение ее механических свойств. При температурах ниже 90 °С сильно удлиняется продолжительность сушки. В абсолютно сухих втулках в стыке карточки появляется зазор (фиг.3) и они из промежуточного корпуса перепрессовываются в корпус подшипника с меньшим внутренним диаметром через
конусообразный приемник (фиг. 4), обеспечивающий устранение зазора.
2
BY 2487 C1
Пример 2. Изготавливается подшипник скольжения тех же размеров, как и в примере 1, из древесной заготовки влажностью W = 15 %. При сушке древесной втулки в промежуточном корпусе (фиг. 2) до абсолютно сухого состояния ее размеры уменьшают в тангенциальном направлении на 15 ⋅ 0,4 % = 6,0 %, что
составит по окружностям:
наружной ун = L ⋅ 0,06 = 106,76 ⋅ 0,06 = 6,4 мм,
внутренней увн = 1 ⋅ 0,06 = 62,80 ⋅ 0,06 = 3,8 мм,
а вдоль волокна на 15х0,0033% = 0,0495%, т.е. по толщине усушка втулки составит ун = t ⋅ 0,000495 = = 7 ⋅ 0,000495
= 0,0034 мм.
После сушки втулки перепрессовываются из промежуточного корпуса через конусообразный приемник в
корпус подшипника (фиг. 4).
При гнутье заготовок с влажностью W < 7 % резко возрастает процент растрескивания их вдоль волокон.
При влажности заготовок W > 15 % в процессе сушки втулок возрастает величина зазора в стыке карточки, а
это в свою очередь обуславливает увеличение длины конуса при перепрессовке; кроме того, чем больше зазор в стыке, тем больший процент растрескивания втулок в процессе их перепрессовок в корпус подшипника.
Поэтому наиболее оптимальной влажностью заготовок при торцовом гнутье является влажность W = 715 %.
Как видно из расчетов, в результате усушки древесной втулки у нее появляется зазор в стыке, изменяется
зазор между втулкой контртелом (валом), а следовательно изменяется и давление на подшипник при одной и
той же нагрузке, что спонтанно вызывает изменения коэффициента трения, износа контактирующих поверхностей, количество генерируемого тепла, т.е. нарушается режим работы узла трения. Чем больше влажность
древесной втулки, тем большая нестабильность в работе узла трения.
Изготовленный по предлагаемому способу подшипник, представляющий металлический корпус с впрессованной
древесной втулкой, в абсолютно сухом состоянии и пропитанной модифицированной смазкой, имеет стабильные размеры при эксплуатации в любых условиях, так как объемный размер втулки зафиксирован корпусом подшипника, и
влага не может проникнуть в межмолекулярные пространства ее клеточной стенки. Вследствие того, что древесина
обладает исключительной износостойкостью при трении торцовой поверхностью, то этот способ позволяет изготавливать износостойкие самосмазывающиеся подшипники скольжения со стабильными параметрами трения, о чем свидетельствуют длительные испытания таких подшипников на стендах Гомельского государственного подшипникового
завода, Института механики металлополимерных систем АН Б, в производственных условиях взамен подшипников
качения в узлах трения роликоопор ленточных транспортеров на угледобывающих карьерах, в сошниках сеялок, взамен импортных шарикоподшипников НК20 фирмы INA в узлах трения шагового транспортера а/л Атрема на КАМАЗе и др. Исследования показали, что зазор при длительных испытаниях при различных скоростях скольжения,
нагрузках и температурах не изменяется; износ подшипника и контртела практически отсутствует.
Фиг.3
Фиг. 2
Фиг. 4
Cоставитель В.М. Картузов
Редактор Т.А. Лущаковская
Корректор Т.Н. Никитина
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
133 Кб
Теги
патент, by2487
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа