Узел трения скольжения

(19) (11 С 33/04 ОПИСАН ЗОБРЕТЕН К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС ый инст ков, В.С.Вороиники сухого тре 79, с. 138, рис. ЕНИЯ груженные узость изобретеающая детали оли кристаллов ждая из детаИзобретение относится к машиностроению, в частности к парам трения, и может быть использовано в тяжелонагруженных подшипниках скольжения,Известны узлы трения, в которых имеются охватываемые и охватывающие цилиндрические втулки, выполненные из поликристаллических сверхтвердых материалов,Недостатком известных узлов трения является низкая надежность при наличии ударных нагрузок вследствии хрупкого разрушения втулок из сверхтвердых материалов. Кроме того, разогрев элементов трения в тяжелонагруженных подшипниках приводит к терморазрушениям материалов, имеющих низкую теплопроводность,Цель изобретения - компенсация ударных нагрузок и улучшение условий теплообмена в узле трения. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УЗЕЛ ТРЕНИЯ СКОЛЬЖ(57) Использование: тяжелоналы трения скольжения, Сущнния: охватываемая и охватывв виде втулок выполнены из исверхтвердых материалов. К лей размещена в обойме заподлицо с рабочей поверхностью из композиционного материала на полимерной основе, Каждая из деталей выполнена с кольцевыми канавками на нерабочих поверхностях втулок, а на торцах - , с радиальными пазами, В каждой из втулок одним концом в кольцевь 1 х канавках и радиальных пазах каждой из втулок соответственно с выходом другого конца на торцы обойм размещены элементы с высокой теплопроводностью. Теплопроводные элементы выполнены в виде пространственно изогнутых стержней и/или пластин. Изобретение позволяет компенсировать ударные нагрузки и улучшаетусловия теплоотвода. 1 З.п,ф-лы, 3 ил,Указанная цель достигается тем. что в узле трения скольжения, содержашем охвать 1 ваемую и охватывающую цилиндрические втулки, выполненные из поликристаллов сверхтвердых материалов, узел снабжен элементами с высокой теплопроводностью, на нерабочих поверхностях втулок выполнены кольцевые канавки, а на торцах - радиальные пазы, каждая из втулок размещена в обойме заподлицо с рабочей поверхностью втулки из композиционного материала на полимерной основе, обладающего демпфирующими свойствами. а элементы с высокой теплопроводностью размещены одним концом в кольцевых канавках и радиальных пазах каждой из втулок соответственно с выходом другого конца на торцы обойм. Теплопроводные элементы могут быть выполнены в виде про 177062710 20 25 30 35 40 50 странственно изогнутых стержней иили пластин,На фиг, 1 показан узел трения с тепло- проводными элементами в виде пространственно изогнутых стержней; ка фиг, 2 - узел трения с теплопроводными элементами в виде пластин: на фиг, 3 - расположение кольцевых канавок и радиальных пазов на поверхностяхвтулок.Узел трения скольжения состоит из двух сопряженных обойм, включающих одинаковый набор деталей, Наружная обойма включает охватывающую втулку 1 из спеченного карбида кремния, в которой выполнены радиальные пазы 4 нэ торцах и кольцевые канавки 5 на нерабочей цилиндрической поверхности. Втулка 1 влита в композиционный материал 2 на полимерной основе, обладающий демпфирующими свойствами. В этот же материал влиты теплопроводящие стержни 3, выполненные, напрймер, из меди. Каждый стержень 3 вставлен одним концом в паз или канавку во втулке 1, а другим концом выведен на торец обоймы, Наружное металлическое кольцо 6 охватывает снаружи материал 2 со всеми включенными в него деталями и служит для посадки наружной обоймы в корпус 7 устройства (не показано). Внутренняя обойма отличается тем, что у охватываемой втулки из карбида кремния кольцевые канавки расположены на внутренней поверхности. металлическое кольцо охватывает материал изнутри и служит для посадки обоймы на вал 8 устройства (не показано), Теплопроводные элементы могут быть выполнены в виде изогнутых пластин (рис. 2).Узел трения работает следующим образом.Вращение вала 8 устройства. приводит к относительному вращению обойм. Основную силовую нагрузку воспринимают втулки 1 из спеченного карбида кремния. Ударные нагрузки и вибрации гасятся композиционным материалом 2, Тепло, выделяемое в контактной зоне трения, передается втулкам 1 и выводится на наружные поверхности обойм теплоотводами 3, Выведенное тепло рассеивается путем конвективнога теплообмена с окружающей средой либо путем принудительного охлаждения газом или жидкостью, в т.ч. рабочей средой, имеющейся в устройстве,Пример,Для центробежных насосов, перекачивающих техническую воду, изготовлены узлы трения с втулками из спеченного карбида кремния С 2, Втулка для наружной обоймы имеет внутренний диаметр 160 мм, наружный 210 мм, для внутренней обоймы - внутренний диаметр 120 мм, наружный 160 мм, ширина втулок 38 мм, Радиальные пазы на втулках получены при спекании, кольцевые канавки - вышлифовкой, Композиционный материал выполнен на основе эпоксидной соли ЗД. В качестве теплоотводов применены медные стержни круглого сечения диаметром 5 мм, Концы стержней выведены на 5-7 мм из торцов обойм и подогнуты к их поверхности, Узлы трения работают в среде перекачиваемой воды, что дополнительно улучшает рассеяние тепла. По.сравнению с базовым обьектом(взят прототип) в предложенном узле трения за счет применения новых элементов достигается демпфирование ударных нагрузок и вибраций, а также эффективный отвод тепла из тяжелонагруженной зоны трения. Концы теплоотводов, выведенные на периферию несущего материала, увеличивают поверхность теплоотвода и завихряют потоки охлаждающей среды, что повышает эффективность теплообмена. Таким образом, исключается возможность хрупкого разрушения втулок из карбида кремния и терморазруШение несущего полимерного материала, имеющего низкую теплопроводность, Эти свойства повышают надежность тяжелонагруженных узлов трения скольжения и позволяют увеличить их ресурс в несколько раз.Формула изобретения 1. Узел трения скольжения, содержащий охватываемую и охватывающую цилиндрические втулки, выполненные иэ поликристаллов сверхтвердых материалов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью компенсации ударных нагрузок и улучшения условий теплоотвода, узел снабжен элементами с высокой теплопроводностью, на нерабочих поверхностях втулок выполнены кольцевые канавки, а на торцах - радиальные пазы, каждая из втулок размещена в обойме заподлицо с рабочей поверхностью втулки из композиционного материала на полимерной основе, обладающего демпфирующими свойствами, а элементы с высокой теплопроводностью размещены одним концом в кольцевых канавках и радиальных пазах каждой иэ втулок соответственно с выходом другого конца на торцы обойм. 2.Уэелпоп,1,отличающийся тем, что теплопроводные элементы выполнены в виде пространственно-изогнутых стержней и/или пластин.1770627 остввитель В.Ворехред М.Моргента в едактор Т.Курко орректор Н,Милюков акаэ 3726 Тираж Подписное 8 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Уж л,Гагарина, 10