антифрикационная прессованная древесина для изготовления деталей трения
Классы МПК: | B27K3/04 пропитка в открытых резервуарах F16C33/18 поверхности скольжения, выполненные в основном из древесных или волокнистых материалов |
Автор(ы): | Аксенов Алексей Александрович (RU), Винник Николай Иосифович (RU), Свиридов Леонид Тимофеевич (RU) |
Патентообладатель(и): | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежская государственная лесотехническая академия" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2012-03-23 публикация патента:
27.08.2013 |
Изобретение относится к области изготовления антифрикционных материалов на основе прессованной древесины и может быть использовано в машиностроении. Прессованную древесину пропитывают расплавом церезина, полиэтилсилоксана и животного жира. Определенное соотношение компонентов обеспечивает повышенную износостойкость и долговечность работы материала при отрицательных температурах эксплуатации. 2 табл.
Формула изобретения
Антифрикционная прессованная древесина для изготовления деталей трения, включающая прессованную древесину, церезин и полиэтилсилоксан, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит животный жир при следующем соотношении компонентов, вес.%:
церезин | 10,7÷1,3 |
полиэтилсилоксан | 0,8÷0,2 |
животный жир | 2,2÷2,8 |
прессованная древесина | 84,7÷86,3 |
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области изготовления антифрикционных материалов на основе прессованной древесины и может быть использовано в машиностроении.
Известна антифрикционная прессованная древесина, включающая прессованную древесину, церезин и жирные кислоты в качестве поверхностно-активных веществ (SU, авторское свидетельство 444646, кл. B27K 3/24, 1974).
Недостатком данного антифрикционного материала является то, что он имеет низкие антифрикционные свойства при отрицательных температурах, в результате чего повышается коэффициент трения и подшипник быстро теряет работоспособность.
Известна также антифрикционная древесина, включающая прессованную древесину, церезин и окисленный петролатум (патент РФ № 2221821, кл. B27K 2/50, 2004).
Недостатком данного антифрикционного материала является нестабильность свойств при изменении скорости скольжения, что приводит к непрогнозируемому износу.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является модифицированная древесина для изготовления деталей трения, содержащая прессованную древесину, церезин, полиэтилен, полиэтилсилоксан и аэросил (патент РФ № 2197510, кл. F16C 33/18).
Однако такая антифрикционная древесина предназначена для эксплуатации при повышенных температурах. При уменьшении температуры коэффициент трения резко повышается, что приводит к ускоренному износу.
Изобретение решает задачи повышения износостойкости и долговечности работы материала при отрицательных температурах эксплуатации.
Поставленная цель достигается за счет того, что антифрикционная прессованная древесина для изготовления деталей трения, содержащая прессованную древесину, церезин и полиэтилсилоксан, согласно изобретению дополнительно содержит животный жир при следующем соотношении компонентов, вес.%:
церезин | 10,7÷11,3 |
полиэтилсилоксан | 0,8÷1,2 |
животный жир | 2,2÷2,8 |
прессованная древесина | 84,7÷86,3 |
Введение смеси полиэтилсилоксана и животного жира в расплав церезина способствует образованию на поверхности древесины граничного слоя, обладающего при отрицательных температурах повышенной стойкостью и прочностью.
Антифрикционную прессованную древесину для изготовления деталей трения получают путем пропитки заготовок из прессованной древесины плотностью 1100 кг/м3, имеющих влажность 1,5%, под давлением 5 МПа, при полном погружении в расплавленную смесь церезина, полиэтилсилоксана и животного жира. Время выдержки под давлением 5 минут. После пропитки заготовки охлаждают и обрабатывают до нужных размеров и точности.
В таблице 1 приведены данные об антифрикционной прессованной древесине для изготовления деталей трения с различным содержанием прессованной древесины и антифрикционных наполнителей.
Установлено, что введение в антифрикционную прессованную древесину для изготовления деталей трения, содержащую прессованную древесину, церезин и полиэтилсилоксан, дополнительно животный жир способствует уменьшению коэффициента трения при отрицательных температурах и, как следствие, повышению долговечности и износостойкости материала.
Свойства антифрикционной прессованной древесины, полученной в соответствии с примерами 1-5 (см. таблицу 1), приведены в таблице 2.
Анализ примеров из таблицы 2 показывает, что предлагаемая антифрикционная прессованная древесина для изготовления деталей трения (состав по примеру 2-4) имеет наиболее высокие долговечность и износостойкость за счет уменьшения коэффициента трения при отрицательных температурах эксплуатации на 20%.
Таблица 1 | ||||||
Компоненты | Содержание компонентов, вес.% | |||||
Известная модифицированная древесина (прототип) | Предлагаемая антифрикционная древесина | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
Прессованная древесина | 78,8 | 87,7 | 86,3 | 85,5 | 84,7 | 83,5 |
Церезин | 20 | 10,4 | 10,7 | 11,0 | 11,3 | 11,6 |
Полиэтилсилоксан | 0,5 | 0,6 | 0,8 | 1,0 | 1,2 | 1,4 |
Полиэтилен | 0,5 | - | - | - | - | - |
Аэросил | 0.2 | - | - | - | - | - |
Животный жир | - | 1,3 | 2,2 | 2,5 | 2,8 | 3,5 |
Таблица 2 | ||||||
Компоненты | Содержание компонентов, вес.% | |||||
Известная модифицированная древесина (прототип) | Предлагаемая антифрикционная древесина | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
Предел прочности при сжатии вдоль волокон, МПа | 170 | 163 | 174 | 184 | 176 | 168 |
Торцевая твердость | 175 | 181 | 188 | 197 | 186 | 179 |
Коэффициент трения | 0,060 | 0,064 | 0,046 | 0,037 | 0,044 | 0,062 |
Скорость изнашивания, мкм/час | 0,28 | 0,27 | 0,20 | 0,14 | 0,19 | 0,25 |
Примечание: испытание на трение и износ проводились при скорости скольжения 0,2 м/с, нагрузке 16 МПа и температуре -20÷-10°C.
Класс B27K3/04 пропитка в открытых резервуарах
Класс F16C33/18 поверхности скольжения, выполненные в основном из древесных или волокнистых материалов