Патент на изобретение №2383788
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) УПОРНЫЙ ПОДШИПНИК СКОЛЬЖЕНИЯ
(57) Реферат:
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкциям упорных подшипников, работающих в режимах граничного или смешанного режимов смазки и используемых в станкостроительной, машиностроительной и других отраслях промышленности. Упорный подшипник скольжения содержит неподвижную опору и вал. Торцевая опорная поверхность вала выполнена в виде трех участков, форма которых описывается уравнениями:
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкциям упорных подшипников, работающих в режимах граничного или смешанного режимов смазки и используемых в станкостроительной, машиностроительной и других отраслях промышленности. Известна также конструкция упорного подшипника скольжения, содержащая обойму, сопряженный с ней по сопрягаемой поверхности вкладыш с опорной поверхностью, при этом на одной из сопряженных поверхностей вкладыша или обоймы нанесена сетка мелких канавок и канавки соединены с источником жидкой смазки (патент РФ Данная конструкция обеспечивает снижение коэффициента трения при разных режимах эксплуатации. Недостатком данной конструкции является относительно низкая динамическая прочность подшипника при работе в условиях граничного или смешанного режимов смазки. Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является упорный подшипник скольжения, содержащий неподвижную опору и вал (патент РФ Недостатком данного подшипника является повышенный и неравномерный износ опорных торцевых поверхностей, обусловленный тем, что выполнение торцевых поверхностей максимально приближенными друг к другу с нулевым зазором приводит к неравномерности контактного давления поперек кольцевой площадки контакта, что в конечном итоге снижает ресурс работы упорного подшипника скольжения. Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в повышении ресурса работы упорного подшипника скольжения. Поставленная задача решается за счет того, что в упорном подшипнике скольжения, содержащем неподвижную опору и вал, торцевая опорная поверхность вала выполнена состоящей из трех участков, форма которых описывается уравнениями:
у=0,
Значения величин a1; а2; n1; n2 – коэффициенты, характеризующие трибофизические свойства материалов и режимы работы. На фиг.1 представлен общий вид упорного подшипника скольжения. На фиг.2 представлены эпюры контактных давлений р(r) вдоль радиуса в упорном подшипнике скольжения с плоскими торцевыми поверхностями вала 1 и неподвижной опоры 2, возникающих в результате действия внешней нагрузки Q. На фиг.3 представлены эпюры контактных давлений р(r) радиуса r в упорном подшипнике скольжения, в котором торцевая поверхность вала 1 выполнена по профилю: – участок R1A: – участок АВ: у=0; – участок BR2: Из физико-химической механики поверхностного разрушения материалов при трении (трибология) известно, что износ материалов при граничном или смешанном режимах смазки h равен произведению пути трения на контактное давление р в степени m: h=kLpm, где k и m – коэффициенты, зависящие от трибофизических свойств трущихся материалов. Для обеспечения максимального ресурса работы упорного подшипника скольжения и ускорения процессов приработки поверхностей необходимо, чтобы износ в каждой точке площадки контакта поверхностей был постоянным (h=const при R1 Из механики контактного взаимодействия цилиндрических торцевых поверхностей известно, что на кольцевой площадке контакта упорного подшипника под действием осевой нагрузки Q возникают переменные контактные давления р(r), резко возрастающие по краям этой площадки r=R1; r=R2 (фиг.2). В свою очередь, при вращении вала 1 пути трения для точек площадки контакта подшипника увеличиваются прямо пропорционально расстоянию этих точек от оси вращения вала: L=2 На эпюру контактных давлений можно влиять путем придания начальных зазоров между поверхностями трения при Q=0. Выбрав соответствующую форму торцевой поверхности вала 1, можно обеспечить необходимую уменьшающуюся эпюру контактных давлений поперек кольцевой площадки контакта, которая при работе торцевого подшипника обеспечит равномерный минимальный износ, а значит и максимальный ресурс работы подшипника. Для этого площадка контакта в поперечном сечении упорного подшипника разбивается вдоль радиуса на три участка: R1A, AB, BR2 (фиг.3). На каждом из этих участков форма опорной поверхности вала 1 описывается уравнениями: – участок R1A: – участок AB: у=0; – участок BR2:
Формула изобретения
Упорный подшипник скольжения, содержащий неподвижную опору и вал, отличающийся тем, что торцевая опорная поверхность вала выполнена состоящей из трех участков, форма которых описывается уравнениями:
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
, y=0, 
, где x1, x2 – текущие координаты в системе прямоугольных координат x1O1y1 и x2O2y2; a1, а2, n1, n2 – коэффициенты, характеризующие трибофизические свойства материалов и режимы работы подшипника. Технический результат: повышение ресурса работы упорного подшипника скольжения. 3 ил.
2159876 по кл. F16С 23/00 от 27.11.2007 г.).
,
, где x1, x2 – текущие координаты в системе прямоугольных координат x1O1y1 и x2O2y2.
, где r=А; r=В.
r. Поэтому для обеспечения равномерного изнашивания опорных поверхностей подшипника скольжения контактное давление должно плавно снижаться от точек r=R1 до точек r=R2: p=p1(R1/r)1/m (фиг.3).
, где r=А; r=В.
