ПОДШИПНИК СКОЛЬЖЕНИЯ
(51) 7 F16C33/04
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Статус: по данным на 17.10.2007 - прекратил действие
--------------------------------------------------------------------------------
(14) Дата публикации: 2004.03.27
(21) Регистрационный номер заявки: 2001131695/28
(22) Дата подачи заявки: 2001.11.23
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2001.11.23
(43) Дата публикации заявки: 2003.08.27
(45) Опубликовано: 2004.03.27
(56) Аналоги изобретения: SU 1227840 А, 30.04.1986. SU 1636609 A1, 23.03.1991. RU 2002135 С1, 30.10.1993. RU 2066407 C1, 10.09.1996. RU 2020307 C1, 30.09.1994. WO 95/05547 A1, 23.02.1995. FR 2261443 А, 12.09.1975. WO 93/22573 A1, 11.11.1993. ЕР 0158242 А2, 16.10.1985. WO 00/08343 А1, 12.02.2000. WO 95/29346 А1, 02.11.1995. FR 2031653 А, 20.11.1970. US 4208075 А, 17.06.1980. JP 02-156469 А, 15.06.1990. DE 3103868 А, 09.09.1982. Patent Abstracts of Japan. Vol. 14, no. 405 (P-1100), 31.08.1990. US 3873056 A, 25.03.1975. DE 8911391 U, 02.11.1989.
(72) Имя изобретателя: Памфилов Е.А.; Евельсон Л.И.; Симин А.П.; Шевелева Е.В.
(73) Имя патентообладателя: Брянская государственная инженерно-технологическая академия
(98) Адрес для переписки: 241037, г.Брянск, пр-т Станке Димитрова, 3, БГИТА
(54) ПОДШИПНИК СКОЛЬЖЕНИЯ
Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться в опорах валов различных машин, в частности, в станках деревообрабатывающей и текстильной промышленности. Подшипник скольжения содержит опорную втулку и установленный в ней антифрикционный вкладыш с внутренней охватывающей поверхностью для теплопередающего элемента. Особенность подшипника состоит в том, что охватывающая поверхность вкладыша выполнена с продольными пазами, а теплопередающий элемент - в виде вставок, которые закреплены в пазах, при этом радиус кривизны рабочей поверхности вставок равен радиусу внутренней поверхности вкладыша, а полки вставок размещены в пазах с зазором относительно боковых стенок пазов. Вставки могут быть выполнены из антифрикционного металлического материала, например из бронзы, в виде тавров или уголков. Предложенное техническое решение позволяет повысить грузоподъемность и долговечность подшипника скольжения при работе в абразивной среде при одновременном упрощении его конструкции. 2 з.п.ф-лы, 3 ил., 1 табл.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в опорах валов различных машин, в частности в деревообрабатывающих станках и оборудовании, станках текстильной промышленности и т.п.
Известен подшипник, состоящий из втулки, собранной из брусков с радиальным расположением волокон, которая запрессована в деревянную обойму. При прессовании края обоймы образуют бурты, которые исключают продольные перемещения вкладыша и позволяют применять подшипник для условий реверсивной нагрузки (авторское свидетельство СССР №1227840, кл. F 16 С 33/18, 1984).
Значительным недостатком этого подшипника является недолговечность при работе в абразивной среде, слабая стойкость к повышенным температурам, возникающим в контакте при повышенных скоростях вращения вала или значительной радиальной нагрузке.
Наиболее близким к заявляемому выбран подшипник скольжения, который содержит опорную втулку, облицовку вала и антифрикционный вкладыш, расположенный между втулкой и облицовкой (авторское свидетельство СССР №1636609, кл. F 16 С 33/18, 1989).
В процессе работы у вкладыша изменяется температура, что приводит к попеременному вращению вкладыша в паре с опорной втулкой или с облицовкой вала. В связи с этим изменяются антифрикционные свойства контакта (т.е. изменяется площадь контакта и, как следствие, коэффициент трения), что влияет на характер работы подшипника. Другой недостаток подшипника заключается в сложности конструкции и качестве центрирования вала и втулки, приводящих к нестабильности эксплуатационных свойств подшипников из различных сборок, относительная недолговечность при работе в абразивной среде.
Задача изобретения - стабилизация антифрикционных свойств контактирующих поверхностей и обеспечение работы в абразивной среде.
Технический результат - повышение грузоподъемности и долговечности подшипника при работе в абразивной среде с одновременным упрощением его конструкции.
Это достигается тем, что в подшипнике скольжения, содержащем опорную втулку и установленный в ней антифрикционный вкладыш с внутренней охватывающей поверхностью для теплопередающего элемента, охватывающая поверхность вкладыша выполнена с продольными пазами, а теплопередающий элемент - в виде вставок, которые закреплены в пазах, при этом радиус кривизны рабочей поверхности вставок равен радиусу внутренней поверхности вкладыша. Кроме того, вставки выполнены из антифрикционного металлического материала, например из бронзы.
Металлические вставки имеют форму тавра(уголка) и располагаются так, что между полкой тавра(уголка) и боковыми стенками паза пластин существует зазор, в котором задерживаются попадающие в зону контакта абразивные частицы. Это позволяет удалить абразив из зоны контакта и, тем самым, предотвратить возможность абразивного износа подшипника. Благодаря тому, что коэффициент теплопроводности бронзы гораздо больше, чем у древесины, основное тепло, образующееся при трении, будет выходить через металлические вставки на вал, что значительно снижает вероятность термического разложения древесной поверхности и, тем самым, увеличивает долговечность подшипника. С другой стороны, в сравнении с металлическими материалами, древесина обладает свойством демпфировать механические колебания в подшипниковом узле. Таким образом, созданная из комбинации древесных и металлических элементов втулка подшипника скольжения обладает большей грузоподъемностью при сохранении свойств гасителя колебаний, возникающих в системе.
На фиг.1 показан осевой разрез подшипника скольжения; на фиг.2 - элемент его поперечного сечения; на фиг.3 - общий вид антифрикционной вставки.
Подшипник скольжения содержит опорную втулку 1, антифрикционный вкладыш 2 и теплопередающий элемент в виде вставок 3 из антифрикционного материала, например из бронзы.
Прочность антифрикционного вкладыша 2 обеспечивается при прессовании и сборке подшипника. Стабильного положения металлических вставок 3 добиваются благодаря предварительному прессованию древесных брусков, которые при окончательном прессовании имеют повышенную твердость. При этом каждый брус имеет паз 4 по наружному краю. При сборке в этих пазах размещаются полки металлических вставок с зазором относительно боковых стенок пазов. Ширина зазора выбирается из расчета того, что размер абразивных частиц 0,5-1,5 мм. Для обеспечения формы внутренней поверхности подшипника скольжения, верхняя полка металлических вставок выполнена с радиусом кривизны d/2, равным радиусу рабочей поверхности подшипника. При сборке подшипника набор брусков с расположенными между ними вставками помещают в цилиндр из натуральной древесины и прессуют по известной технологии.
Подшипник скольжения работает следующим образом: подшипник устанавливают на его рабочее место в машине так, что вкладыши 2 (древесные бруски) и металлические вставки 3 взаимодействуют с шейкой вала (не показан). При работе машины нагрузка, вследствие наличия вставок, перераспределяется между вкладышем и вставками. Причем, большую часть нагрузки воспринимают вставки, что снижает давление в зоне трения “сталь-древесина” и уменьшает нагрев древесных брусков. Наличие вставок 3 способствует увеличению теплоотдачи в окружающую среду. Абразивная стойкость обеспечивается благодаря наличию зазоров "а", имеющихся между металлическими вставками и вкладышем. Абразивные частицы, попадая в зону контакта, перемещаются в зазоры и в дальнейшем не являются опасными.
Выполненный анализ показал, что существует оптимальное сочетание геометрических размеров металлических вставок и их количества. Соотношения могут иметь вид где d - диаметр вала, b - ширина древесных брусков, b1 - ширина металлических вставок, h - высота брусков, h1 - высота ножки металлической вставки, x1 - толшина полки вставки, x2 - толщина ножки вставки. Анализ выполнялся по двум критериям: увеличение общей теплопроводности поверхностного слоя (для древесной части), уменьшение схватывания (для металлических вставок). Геометрические размеры вставок для некоторых диаметров валов представлены в таблице.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Подшипник скольжения, содержащий опорную втулку и установленный в ней антифрикционный вкладыш с внутренней охватывающей поверхностью для теплопередающего элемента, отличающийся тем, что охватывающая поверхность вкладыша выполнена с продольными пазами, а теплопередающий элемент - в виде вставок, которые закреплены в пазах, при этом радиус кривизны рабочей поверхности вставок равен радиусу внутренней поверхности вкладыша, а полки вставок размещены в пазах с зазором относительно боковых стенок пазов.
2. Подшипник скольжения по п.1, отличающийся тем, что вставки выполнены из антифрикционного металлического материала, например из бронзы.
3. Подшипник скольжения по пп.1 и 2, отличающийся тем, что металлические вставки выполнены в виде тавров или уголков.
Независимый научно технический портал
На главную страницу раздела