Способ изготовления подшипников скольжения

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ(73) Патентообладатель Врублевская Валентина Ивановна(57) 1. Способ изготовления подшипника скольжения, включающий формообразование древесного вкладыша в виде втулки путем торцового гнутья заготовки при температуре окружающего воздуха за счет приложения равномерных усилий одновременно к наружным торцовым и боковым поверхностям заготовки и установку полученного вкладыша в корпус подшипника, отличающийся тем, что используют заготовку, не содержащую свободной влаги длиной на 3-5 мм больше расчетной, перед гнутьем ее подвергают дополнительному прессованию путем приложения усилий поперек волокон, полученную в процессе гнутья заготовки втулку запрессовывают непосредственно в корпус подшипника, после чего его погружают в смазку, имеющую температуру выше 70 С. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при образовании во вкладыше после выдержки подшипника в смазке зазора в него устанавливают компенсатор. Известны различные способы изготовления подшипников скольжения из уплотненной 1 древесины. Недостатками их является нестабильность размеров, а следовательно, и изменение зазора между втулкой и валом, обусловленные адсорбцией и десорбцией влаги из окружающей среды при колебании влажности воздуха, а также низкая производительность их изготовления. Наиболее близким техническим решением является способ изготовления подшипника 2, который заключается в торцовом гнутье древесных заготовок - карточек толщиной вдоль волокон 4-20 мм. Достигается это тем, что древесная заготовка заданной длины и ширины в зависимости от размера готового изделия и имеющая влажность 7-15 , при температуре окружающего воздуха загибается во втулку торцовым гнутьем путем одновременного приложения усилий к наружным торцовым поверхностям заготовки и поперек волокон обеспечивающим уплотнение по наружной поверхности 20-30 , по внутренней - 55-70 затем втулка выталкивается в промежуточный металлический корпус, который помещается вместе с запрессованной втулкой в сушильный шкаф для ее сушки при температуре 10515 С. Древесная втулка высушивается до абсолютно сухого состояния, при этом у нее появляется зазор между стыками, и она свободно выпадает из металлического корпуса. Эта втулка перепрессовывается через конусообразный приемник в корпус подшипника с меньшим внутренним диаметром для полного устранения зазора, а затем протачивается по внутреннему диаметру до необходимого размера и погружается в смазку для пропитки. 2488 1 Недостатком данного способа является низкая производительность изготовления подшипников при небольшой толщине заготовок карточек до 20 мм, ограниченный диапазон содержания гигроскопической влаги (7-15 ). Данный способ пригоден для получения малогабаритных подшипников с внутренним диаметром до 20 мм, так как при их изготовлении требуется металлоемкая оснастка промежуточные металлические корпуса для сушки, дополнительные конуса для перепрессовки втулки в корпус подшипника. Задача изобретения - упростить технологию изготовления и уменьшить металлоемкость оснастки, обеспечить высокопроизводительное изготовление подшипников скольжения торцовым гнутьем древесных карточек толщиной вдоль волокон до 40 мм, содержащих гигроскопическую влагу до 33 и обладающих стабильными размерами, износостойкостью, надежностью работы в режиме самосмазки, долговечностью при эксплуатации в любых условиях. Поставленная задача решается за счет того, что древесная заготовка - карточка, не содержащая свободную влагу, а только гигроскопическую в любом количестве, толщиной вдоль волокон до 40 мм, заданной длины и ширины в зависимости от размера готового изделия, без предварительной влаготермообработки перед гнутьем подвергается дополнительному прессованию путем приложения усилия поперек волокон, а затем загибается торцовым гнутьем во втулку при одновременном приложении усилий к наружным торцовым поверхностям и поперек волокон обеспечивающими степень прессования втулки по наружной поверхности до 35, по внутренней - 70 . Затем втулка перепрессовывается непосредственно в корпус подшипника. Перепрессовка может производится и через конусообразный приемник. Подшипники погружаются в смазку при температуре свыше 70 С для пропитки и одновременной сушки затем они протачиваются по внутреннему диаметру до требуемого размера. При наличии зазора во втулке после ее сушки в стыке сторон карточки производится перед проточкой его устранение компенсатором (металлическим или из прессованной древесины). Подшипник, изготовленный по данному способу, имеет стабильные размеры при эксплуатации в любых условиях. Древесина при разбухании и усушке изменяет свои размеры при сохранении объема макро- и микрополостей (полости сосудов капилляр, пор, объемы микроскопических пространств). Разбухание происходит вследствие внедрения влаги в межмолекулярные пространства компонентов древесного вещества, составляющего клеточную стенку, а усыхание является следствием удаления влаги. При колебании влажности древесины от 0 до 33 , т.е. при изменении содержания гигроскопической влаги до 33 , она разбухает или усыхает, при этом изменяются ее размеры вдоль волокон до 0,1 , поперек волокон в направлениях радиальном до 6 , тангенциальном до 12 , а при изменении влаги на 1, размеры изменятся соответственно на 0,0033 0,2 0,4 . Пример. Изготавливается подшипник скольжения взамен подшипника качения 204, имеющего размеры н 47, вн 20, В 14 мм. Выберем толщину древесной заготовки, а следовательно, и втулки 7 мм. Тогда размер древесной втулки составит вн 20 мм, н 2202734 мм, а размеры металлического корпуса н 47 мм, внн 34 мм. Длина окружности древесной втулки по наружному диаметру равнан 34106,76 мм. При степени уплотнения по наружной поверхности н 0,25 длина заготовки составляет 3/ (1 - н)106,76 / (1 - 0,25)142,35 мм. Для того, чтобы исключить возможность образования при гнутье микротрещин, длина заготовки увеличивается на 3-5 мм для предварительной (опережающей) подпрессовки заготовки на эту величину перед гнутьем (фиг. 1). Тогда первоначальная длина заготовки будет 3142,355147,35 мм. После предварительной подпрессовки поперек волокон (фиг.1), уменьшающей длину заготовки на 3-5 мм, производится торцовое гнутье путем одновременного приложения усилий к наружным торцовым поверхностям и боковым поперек волокон в процессе всего времени гнутья (фиг. 2). Тогда степень прессования по наружному диаметру составит н(3 - ) / 3(147,35 - 106,76) / 147,350,27. Длина окружности втулки по внутреннему диаметру равна 2062,8 мм. Степень уплотнения по внутреннему диаметру составит вн(3 - ) / 3(147,35 - 62,8) / 147,350,57. Полученную втулку запрессовывают непосредственно в корпус подшипника (фиг. 3) и погружают в смазку при температуре свыше 70 С для пропитки и одновременного удаления гигроскопической влаги. Допустим, влажность уплотненной втулки была 10 . После пропитки и одновременной сушки она становится абсолютно сухой и ее размеры в тангенциальном направлении уменьшаются, при этом размер усушки составит Ун(100,4 )/100106,760,044,27 мм - по наружной окружности,Увн(100,4 )/10062,800,042,51 мм - по внутренней окружности,а вдоль волокна, т.е. по толщине усушка втулки составит Увдоль(100,0033 )/10070,000330,0023 мм. 2 2488 1 Если втулка содержит влажность в пределах 30-33 , то после ее сушки до абсолютно сухого состояния в стыке карточки появляется зазор, составляющий по наружной окружности Ун(300,4 )/100106,760,1212,8 мм,по внутренней окружности Увн 0,1262,80,126,3 мм 0 по толщине (вдоль волокон) Увдоль(300,0033 )/10070,0010,007 мм. Образовавшийся зазор устраняется постановкой компенсатора (фиг. 4) Как видно из расчетов, в результате усушки древесной втулки у нее появляется различный зазор в стыке в зависимости от содержания влаги. Если удаление гигроскопической влаги будет происходить в процессе работы подшипника, то это вызывает изменение зазора между втулкой и контртелом (валом). При этом изменяется и давление на подшипник при одной и той же нагрузке, что спонтанно вызывает изменения коэффициента трения, износа контактирующих поверхностей, количества генерируюмого тепла, т.е. нарушается режим работы узла трения. Чем больше влажность древесной втулки, тем больше нестабильность в работе узла трения. Возможно и заклинивание вала. Согласно предлагаемого способа любой зазор, появившийся во втулке в стыке карточки после пропитки и одновременной сушки устраняется установкой компенсатора, который фиксирует ее размер в абсолютно сухом состоянии и исключает в дальнейшем проникновение влаги в межмолекулярные пространства при эксплуатации. При перепрессовке втулок с большими зазорами в корпус подшипника по способу 2 появляются микротрещины, что исключено при установке компенсатора. Изготовленный по предлагаемому способу подшипник, представляет собой металлический корпус с абсолютно сухой спрессованной древесной втулкой торцового гнутья, и пропитанной смазкой, имеет стабильные размеры при эксплуатации в любых условиях окружающей среды (независимо от влажности воздуха). Вследствие того, что древесина обладает исключительной износостойкостью при трении торцовой поверхностью, поэтому предлагаемый способ позволяет изготавливать износостойкие самосмазывающиеся подшипники скольжения со стабильными фрикционными свойствами, о чем свидетельствуют длительные испытания таких подшипников на стендах Гомельских заводов подшипниковом и пусковых двигателей, Института механики металлополимерных систем АН Б, в производственных условиях взамен подшипников качения в узлах трения роликоопор ленточных транспортеров на Гомельском заводе Центролит, в навозоудаляющих и шнековых транспортерах, в сошниках сеялок, в узлах трения подъемников фирмыи др. Исследования показали, что зазор при длительных испытаниях при различных скоростях скольжения, нагрузках и температурах не изменяется износ подшипника и контртела практически отсутствует. Увеличение толщины заготовок карточек обеспечивает большую экономию металла за счет уменьшения толщины корпуса подшипника, следовательно, снижается и его масса. Перепрессовка втулки после гнутья непосредственно в корпус подшипника, совмещение сушки подшипника с его пропиткой обеспечивает значительное повышение производительности его изготовления по сравнению со способом 2. Предлагаемый способ позволяет изготавливать подшипники любых габаритных размеров. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.