Судовой подшипниковый узел

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ БЛИН..SU„„1202966

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3778432/27-11 (22) 02.03.84 (46) 07.01.86. Бюл. У 1 (72) В.Н. Елизаров, А.В. Смыков, Н.И. Сергеев и В.К. Мацнев (53) 629. 1. 037. 5(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 178615, кл. F 16 С 33/26, 23.05.63 ° (54) (57) 1. СУДОВОЙ ПОДШИПНИКОВЫЙ

УЗЕЛ, содержащий вкладыш, охватывающий вал, установленный в обойму и выполненный из набора контактирующих между. собой колец, закрепленных с торцов вкладыша упорными элементами, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока его службы, нечетные кольца набора контактируют с валом, а четные — с обоймой и имеют на наружной поверхности по меньшей мере одну продольную сквозную канавку, при этом образующие наружной и внутренней поверхностей колец выполнены различной

СЮ4 В 63 Н 23/36 F 16 С 33/26 длины, а образующие поверхностей контакта колец составляют с линией, перпендикулярной их оси симметрии, острый угол, который больше угла трения материалов, иэ которых изготовлены кольца, причем радиальная высота контакта колец между собой равна или больше 2/3 максимальной толщины колец, а радиальные высоты частей колец, свободных от взаимного контакта, равны между собой и выбираются из условия

Р з

4> 0,01 к 3 где h — радиальная высота частей колец, свободных от взаимного контакта, — радиальная нагрузка на нечетное кольцо — диаметр вала; — изгибная жесткость нечетного кольца.

2. Уолпол. 1, отличающ и . и с я тем, что нечетные кольца выполнены из деклона, а четные— иэ капролона.

3. Узел по пг1. 1 и 2, о. т л ич а ю шийся тем, что образующая поверхности взаимного контакта колец спрофилирована по форме наклонной прямой.

4, Узел по пп. 1-3, о т л и— ч а ю шийся тем, что половина длины образующей внутренней поверхности каждого четного кольца больше половины образующей его на1202966 ружной поверхности, а у нечетного кольца — наоборот.

5. Узел по пп. 1-3, о т л и— ч а ю шийся тем, что половина длины образующей внутренней поверхности каждого нечетного кольца больше половины длины образующей его наружной поверхности, а у четного кольца — наоборот. .6. Узел по пп. 1, 2 и 5, о т— л и ч а ю шийся тем, что образующая поверхность взаимного контакта колец спрофилирована по форме кривой линии.

Изобретение относится к судостроению, в частности к судовым подшипниковым узлам, и может быть использовано в дейдвудных, рулевых и выдвижных устройствах.

Цель изобретения — увеличение срока службы подшипникового узла.

На фиг. 1 изображен судовой подшипниковый узел, продольный разрез, на фиг. 2 - (разрез А-А на фиг. 1), на фиг. 3 " подшипниковый узел второй модификации, продольный разрез; на фиг. 4 — то же, третьей модификации, продольный разрез.

Судовой подшипниковый, узел, содержащий охватывающий вал 1 (фиг. 1) вкладыш, установленный в обойму 2, состоящий из нечетных колец 3, например, из деклона, контактирующих с валом 1, и четных колец 4, например, иэ капролона, контактирующих с обоймой 2, закрепленных с торцов вкладыша упорными элементами

5, например кольцами. Длины образующих наружных поверхностей кольца

3 (И и кольца 4 (d,) и образующих внутренних поверхностей кольца

3 (e I и кольца 4 (e) различны. Например, 3 8, à P, ) В,, Образующая 6 поверхности контакта колец

3 и 4 составляет с линией 7, перпендикулярной оси 8 колец 3 и 4, острый угол Р больший угла трения материалов колец 3 и 4, например Р 30 . Высота h, контакта колец 3 и 4 равна или больше 2/3

2 толщины h колец 3 и 4. Высоты частей h колец 3 и 4,.свободных от контакта, равны между собой и выбираются из выражения. где I — радикальная нагрузка на !

О кольцо 3, — диаметр вала 1;

Е 3 — изгибная жесткость кольца 3.

Кольца 4 имеют на наружной по15 верхности продольную сквозную канавку 9. При этом, например в дейдвудных узлах, должно быть выполнено дренажное отверстие 10, сделанное, например, в упорном эле20 менте 5 и соединяющее кольцевой зазор 11 между наружной поверхностью кольца 3 и обоймой 2 с забортным пространством. В кольцевом зазоре 11 и кольцевом зазоре 12

25 между кольцом 4 и .налом 1 находится смазочная жидкость, например вода.

В модификации изобретения (фиг. 1 и 2) образующая 6 выполнена

ЗО прямой, 0,5 В, > 0,5 Я, а °

0,5 0,> 0,5 0, В модификациях изобретения (фиг. 3 и 4) половина длины Р образующей внутренней поверхности ! кольца 3 больше половины длины

35 образующей наружной поверхности з 1 кольца 3, а половина длины 0 образующей наружной поверхности кольца 4 больше половины длины 6» .

В модификации изобретения (фиг. 4) образующая 6 выполнена криволинейной, например сферической. При этом кольцо 3 имеет выпуклую сферу, а кольцо 4 — вогнутую.

Судовой подшипниковый узел работает следующим образом.

После монтажа колец 3 и 4 внутрь их вводят вал 1 с гребным винтом, кольца 3 под действием статической нагрузки от массы вала

1 и гребного винта деформируются в радиальном направлении в нижней части узла, при этом, в зависимости от нагрузки по длине вкладыша, угла Р и других свойств материалов колец 3 и 4, уровень внутренних поверхностей колец 3 сравнивается с уровнем колец 4 или близок к ним. Из-за консольного расположения гребного винта деформация колец 3 со стороны гребного винта больше, чем у противоположной стороны вкладькпа. Дальнейшее перемешение колец 3 ограничивается упругим сопротивлением поверхностей контакта.6 колец 4 верхней части узла (фиг. 1) или в нижней части узла (фиг. 3 и 4), при этом в первом случае (фиг. 1) кольца 3 в основном работают на растяжение, во втором случае (фиг. 3 и 4).на сжатие. Кроме того, кольца 3 (фиг. 4) полностью (в зависимости от исполнения кольца 3) или только в нижней части поворачиваются относительно оси колец 4 и уменьшают угол наклона вала 1.

Во вкладыше при вращении вала 1 с гребным винтом кольца 3, деформи-. руясь в радиальном направлении, уве". личивают угол охвата вала 1 кольцами 3, что увеличивает площадь контакта вала 1 с кольцами 3 и уменьшаеи удельное давление в зоне трения.

Попадание смазочной жидкости, например воды, в зазоры 12 восстанавливает сплошность потока, улучшает промывку разного рода абразивных и стабилизирует процесс смазки и охлаждения вкладыша в рабочей зоне. Динамические нагрузки от гребного винта, вызывая перемещение колец 3, деформируются как за

202966 1

t5

55 счет упругих свойств материалов колец 3 и 4, так и за счет трения по поверхности образующей 6 контакта, а также эа счет вытеснения воды иэ зазора 11, в нижней части узла в зазор 11 в верхнюю часть узла и через отверстие 10 — в sa" бортное пространство. При этом канавки 9 способствуют равномерному распределению воды в зазорах

11. При увеличении осадки судна забортная вода, протекая через отверстие 10, увеличивает давление в зазорах 11, что увеличивает также демпфирующие свойства узла.

В случае прекращения подачи охлаждающей воды в зону трения или закупорки зазора между валом 1 и вкладышем у его торца со стороны гребного винта забортная вода, проникая через отверстие 10 в зазоры

11 а затем в зону трения, обеспечивает безаварийную работу узла.

Кроме того, опускание колец 3 в нижней части узла приводит к образованию зазора между кольцами 3 и 4! в одном случае в нижней части узла (фиг. 1), в который устремляется под давлением вода из зазора 11 в зазор 12, вымывая абразивные частицы из зоны трения и увеличивая подачу воды для охлаждения вкладыша, во втором случае (фиг. 3 и 4) зазор между кольцами 3 и 4 образовывается в верхней части узла и вода по этому зазору устремляется из зазора 11 в зазор 12, что увеличивает количество охлаждающей воды, теплоотвод и вымывание абразивных частиц из зоны трения. Разворот колец 3 (фиг. 4) вслед эа валом 1 приводит к уменьшению угла наклона вала 1 во вкладыше и снижению нагрузки на кольца 3 и напряжений изгиба вала 1. Уменьшенный зазор в кольцах 3 увеличивает несущую способность вкладыша и снижает колебания вала 1, и, следовательно, его изгибные напряжения.

При попадании абразивных частиц в зону трения между кольцом 3 и валом 1 кольцо

3 деформируется в радиальном направлении, не оказывая сильного давления абразивных частиц на поверхности вала 1 и колец З,что уменьшает износ трущейся пары. Кроме того, вращение вала 1 создает винтообраэноедвижение потока, который вымывает частицы в зазор 12 и дальше из зоны трения.

1202966

h-Э

Фи42

Вцщщи Заказ 8374/24 - Ти ак 434 Ло исиое филиал ППП "Патент, r.Óàrîðîä, ул.Проектная, 4