Патент на изобретение №2334138

(54) ПОДШИПНИК КОМБИНИРОВАННЫЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к машиностроению, конкретно к подшипникам, используемым в опорах различных устройств и механизмов. Подшипник комбинированный содержит подшипник качения с наружным и внутренним кольцами, между которыми установлены тела качения, а также радиально-торцевой подшипник скольжения, закрепленный неподвижно на радиальной и торцевых поверхностях внутреннего или наружного кольца подшипника качения. Радиально-торцевой подшипник скольжения выполнен в виде вкладыша в форме объемной тороидальной фигуры, имеющей корытообразное сечение. Радиально-торцевой подшипник скольжения выполнен из антифрикционного самосмазывающегося композитного материала, например технической ткани из волокон полифена и аримида, пропитанной по всей толщине связующим, например ГИПК-114 и твердосмазочным приработочным слоем СУРМ-1, реализующим при трении с контртелом эффект избирательного переноса (эффект безызносности). Технический результат: создание комбинированного подшипника с повышенным ресурсом, работающим при низких скоростях и повышенных нагрузках в условиях абразивного износа. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению, конкретно к подшипникам, используемым в опорах различных устройств и механизмов.

Известна комбинированная опора, содержащая корпус и размещенный в нем подшипник скольжения и концентрично расположенный в последнем подшипник качения. Конструкция опоры позволяет выполнить разделение скоростей (нагрузок) между подшипниками (патент Франции N 2182551, МПК F16C 32/00, публикация 1973 г.).

Однако данное устройство имеет недостатки: при отсутствии давления питания происходит ухудшение динамических характеристик опоры, так как не будет центрирования вала в радиальном зазоре ГСП; возможен износ рабочих поверхностей и, кроме того, предлагается зависимость режимов работы опоры от внешнего источника питания.

Для работы в широком диапазоне нагрузок и скоростей известна комбинированная опора, состоящая из подшипника качения, подшипника скольжения и переключающего механизма (а.с. СССР №1379509, МПК F16C 21/00, публикация 1987 г.).

Эти опоры не нашли широкого распространения из-за повышенной габаритности, конструктивной сложности и, как следствие, недостаточной технологичности и надежности.

Известна комбинированная опора, содержащая подшипник качения с внутренним и наружным кольцами, телами качения и сепаратором, а также подшипник скольжения по внутренней поверхности наружного кольца подшипника качения и подшипник скольжения по наружной поверхности внутреннего подшипника качения. Сепаратор выполнен в виде соединенных распорками двух боковых шайб, а подшипники скольжения в виде сегментных самоустанавливающихся вкладышей, размещенных на распорках сепаратора с возможностью взаимодействия каждого вкладыша с соответствующей поверхностью кольца подшипника качения и со смежными телами качения. (патент РФ №2079015, МПК F16C 21/00, публикация 1997 г.).

К недостаткам известной опоры относится ее конструктивная сложность и недостаточная надежность.

Известен подшипниковый узел сателлита, содержащий свободно установленный в сателлите и закрепленный в щеках опоры валик, при этом узел снабжен плавающей втулкой, размещенной на валике между щеками водила и установленными в его щеках между валиком и сателлитом торцовыми вкладышами с криволинейной вогнутой поверхностью, покрытой антифрикционным слоем и контактирующей с ответной внутренней поверхностью сателлита (а.с. СССР №1090941, МПК F16C 17/00, публикация 1984 г.).

В данном подшипниковом узле реализуется два вида трения: при пуске, останове и аварийных режимах работают два подшипника скольжения в виде торцевых вкладышей, рабочая поверхность которых покрыта антифрикционным слоем, а в рабочем режиме при подаче рабочей жидкости в зазоре между плавающей втулкой и осью сателлита включается в работу гидродинамический вид трения.

Такие подшипники комбинированного трения работоспособны при высоких скоростях и незначительных нагрузках, создающих режим гидродинамического трения при отключенных от работы подшипников качения или скольжения.

При этом режим гидродинамического трения в известных устройствах является основным при эксплуатации подшипника комбинированного трения, а режим трения качения или скольжения используется в основном при пуске, остановке или аварийной ситуации например не подается рабочая жидкость.

Такие подшипники не могут эксплуатироваться в опорах, где отсутствует условие образования гидродинамического режима, например при низких скоростях и значительных нагрузках. Такой подшипник работает только как обычный подшипник качения. При этом низко снижается его ресурс, и при таких режимах он не работоспособен.

Технической задачей создания заявляемой конструкции является создание комбинированного подшипника с повышенным ресурсом, работающим при низких скоростях и повышенных нагрузках в условиях абразивного износа, например в опорных узлах роликов конвейеров, колес напольных тележек различного назначения, подвесных конвейеров и т.п.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.

Подшипник комбинированный содержит подшипник качения с наружным и внутренним кольцами, между которыми установлены тела качения, а также радиально-торцевой подшипник скольжения, закрепленный неподвижно на радиальной и торцевых поверхностях внутреннего или наружного кольца подшипника качения.

Радиально-торцевой подшипник скольжения выполнен в виде вкладыша в форме объемной тороидальной фигуры, имеющей корытообразное сечение.

Радиально-торцевой подшипник скольжения выполнен из антифрикционного самосмазывающегося композитного материала, например технической ткани из волокон полифена и аримида, пропитанной по всей толщине связующим, например ГИПК-114 и твердосмазочным приработочным слоем СУРМ-1, реализующим при трении с контртелом эффект избирательного переноса (эффект безызносности).

На фиг.1 и 2 представлен комбинированный подшипник.

Комбинированный подшипник содержит подшипник качения с внутренним кольцом 1 и наружным кольцом 2, между которыми установлен сепаратор 3 с элементами трения качения 4, размещенными равномерно по окружности в сепараторе.

Комбинированный подшипник также содержит радиально-торцевой подшипник скольжения, выполненный в виде внутреннего вкладыша 5 (фиг.1), закрепленного на внутренней поверхности А и торцевых поверхностях Б внутреннего кольца 1 подшипника качения, или в виде наружного вкладыша 6 (фиг.2), закрепленного на наружной поверхности В и торцевых поверхностях Г наружного кольца 2 подшипника качения.

Вкладыши 5 и 6 имеют форму объемной тороидальной фигуры с корытообразным сечением.

Вкладыши 5 и 6 выполнены из антифрикционного самосмазывающегося композитного материала, например технической ткани из волокон полифена и аримида, пропитанной по всей толщине связующим, например ГИПК-114 и твердосмазочным приработочным слоем СУРМ-1, реализующим при трении с контртелом эффект избирательного переноса (эффект безызносности).

Допуски размеров внутренних и наружных диаметров колец с вкладышами 5 и 6 выполняются по посадкам движения.

Комбинированный подшипник работает следующим образом.

В начале в режиме пуска и в рабочем режиме работает подшипник качения, реализуя вид трения качения. По мере повышения коэффициента трения качения по различным причинам (отсутствие смазки, износ, обледенение) периодически включается в работу пара трения скольжения «внутреннее кольцо – вал металлический» или «наружное кольцо – корпус опоры». При этом происходит процесс приработки пар трения скольжения. Постепенно наступает момент, когда происходит отказ подшипника качения и включается в работу пара трения скольжения комбинированного подшипника, который работает в режиме безызносности (избирательного переноса) без смазки.

Предложенный комбинированный подшипник позволяет увеличить надежность, ресурс опор трения при работе в нештатных, экстремальных условиях.

Формула изобретения

1. Подшипник комбинированный, содержащий подшипник качения с наружным и внутренним кольцами, между которыми установлены тела качения, отличающийся тем, что он снабжен радиально-торцевым подшипником скольжения, закрепленным неподвижно на радиальной и торцевых поверхностях внутреннего или наружного кольца подшипника качения.

2. Подшипник комбинированный по п.1, отличающийся тем, что радиально-торцевой подшипник скольжения выполнен в виде вкладыша в форме объемной тороидальной фигуры, имеющей корытообразное сечение.

3. Подшипник комбинированный по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что радиально-торцевой подшипник скольжения выполнен из антифрикционного самосмазывающегося композитного материала, например, технической ткани из волокон полифена и аримида, пропитанной по всей толщине связующим, например, ГИПК-114 и твердосмазочным приработочным слоем СУРМ-1, реализующим при трении с контртелом эффект избирательного переноса (эффект безызносности).

РИСУНКИ