Сегментный подшипник скольжения

 

СОЮЗ СОНЕТСИИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1280222 А1 (51)4 Р 16 С 23 02! списочник изовгктьния (54) (57) 1 . СЕГИЕНТНЪ|И ПОДШИПНИК

СКОЛЬЖЕНИЯ, содержащий корпус, сег(21) 3866725/25-27 (22) 11.03.85 (46) 30.12.86. Бюл. № 48 (72) В.П.Воропаев, Г.А.Лучин и В.П.Смирнов (53) 621.822.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 164173, кл. F 16 С 25/04, 1963 °

Авторское свидетельство СССР

¹ 9 12963 кл. F 16 С 23/02, 1979. менты и упругие элементы, а также средства изменения жесткости каждого упругого элемента, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью обеспечения устойчивости при расширенном диапазоне частот вращения вала, он снабжен механизмами регулировки положения сегментов, а упругие элементы выполнены в виде пружин П-образного профиля, каждая из которых своей фронтальной-частью соединена через перемычку с сегментом, а боковыми частями — с корпусом.

1280222

2. Подшипник по и. 1, о т и и ч а ю щ и и .с я тем, что механизм регулировки положения каждого сегмента выполнен в виде двух регулируемых клиновых распорных брусьев, расположенных в пазах, образованных боковой частью упругого элемента и противолежащей ей поверхностью корпуса.

3. Подшипник по и. 1, о т .и и ч а ю шийся тем, что средство

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в опорных узлах высокоскоростных машин.

Целью изобретения является обеспечение устойчивости при расширенном диапазоне частот вращения вала, На фиг. 1 изображен подшипник, общий вид; на фиг. 2 — сечение А-A на фиг. 1; на фиг. 3, 4 и 5 — схемы, поясняющие процесс изменения положения сегмента относительно .вала.

Сегментный подшипник (фиг. 1) соскорпус« 1, в котором при по мощи пазов 2 — 5 выполнены сегменты

6 и упругие элементы 7. В сегменте 6 выполнена полость 8, которая через отверстия 9 сообщается с зазором

10 между сегментом 6 и валом 11, Через отверстие 12 полость 8 сообщается с источником смазки (не показан).

Упругий элемент 7 выполнен в виде

П-образной пружины, состоящей из фронтальной 13 и двух боковых 14 и

15 частей. Упругий элемент 7 перемычкой 16 соединен с сегментом 6. В пазах 5, образованных боковыми частями 14 и 15 упругого элемента 7 и противолежащими им поверхностями 17 и 18 корпуса 1, размещены распорные клиновидные брусья 19 и 20, которые могут радиально перемещаться в пазах 5 при помощи винтов 21 и 22. Против каждой из фронтальных частей 13 симметрично относительно их высот в корпусе 1 выполнены пазы 23, в которых размещены втулки 24 с ввернутыми в них регулировочными винтами 25, взаимодействующими через планки 26 на фронтальные части 13 упругих элементов 7, изменения жесткости упругого элемента в1 полнено в виде по меньшей мере одного регулируемого упора, расположенного между поверхностью фронтальной части упругого элемента и противолежащей ей поверхностью корпуса, а упор выполнен с возможностью его углового перемещения в пределах угла охвата фронтальной части упругого элемента.

Подшипник работает следующим образом.

В зависимости от диаметра вала, направления и частоты его вращения, 5 нагрузки, воспринимаемой подшипником, выбирается определенная величина и форма зазора 10 между сегментами 6 и валом 11 а также определенная жесткость упругого элемента 7. Заданная величина и форма зазора 10 устанавливается путем изменения положения каждого из сегментов 6 отно.сительно вала 11.

Изменение положения сегмента 6 в плоскости, перпендикулярной оси вала 11, поясняется фиг. 3, 4 и 5.

На фиг. 3 показано исходное положение сегмента 6 после монтажа подшипника, В данном положении величина зазора 10 должна быть минимальной (в предельном случае сегмент может касаться вала) по сравнению с величинами рабочих зазоров 10, что достигается при изготовлении подшипника и вала, При этом углы oh = g, (М:, g, — углы соответственно между боковыми частями 14 и 15 упругого элемента 7 и плоскостью их заделки) и Sg = Бв (S, S — величины зазора 10 по боковым б кромкам сегмента 6).

На фиг. 4 показано положение сегмента 6 после того, как брусья 19 и

20 при помощи винтов 21 и 22 были радиально перемещены на одинаковое расстояние от центра подшипника. Так как жесткость поверхностей 17 и 18 в корпусе 1 значительно выше жесткости противолежащих им боковых час40 тей 14 и 15 упругого элемента 7, то под давлением расклинивающих усилий, 1280222 обусловливающих перемещение брусьев

19 и 20, деформируются только боковые части 14 и 15. В результате этого боковые части 14 и 15 отгинаются от исхоцного состояния на некоторый 5 угол, что вызывает увеличение стре лы прогиба фронтальной части 13, а следовательно, и увеличение зазора 10.

Ввиду того, что при одинаковом смещении брусьев 19 и 20 ось симметрии упругого элемента 7 при прогибе фронтальной части 13 не изменит своего положения по сравнению с исходным, следовательно, и ось симметрии сегмента 6 не изменит своего положе-! ния и величины S и Б зазора 10, увеличившись по сравнению с исходным положением, останутся равны между собой.

Таким образом, при одинаковом сме- щекин брусьев 19 и 20 от центра под шипника сегмент 6 перемещается также от центра подшипника, при этом ось симметрии сегмента 6 не изменяет своего положения.

На фиг. 5 показано положение сегмента 6 после того, как брус 19 остался в исходном положении, а брус

20 был перемещен радиально от центра подшипника. В результате этого после прогиба фронтальной части

13 ось симметрии упругого элемента

7 изменит свое положение и составит некоторый угол с исходным положением, на этот же угол повернется 35 и ось симметрии сегмента 6, что приведет к неодинаковому изменению ве2 2 г личины S и Б зазора 10 (SS. ($ ) и образованию клиновидной формы зазора 10.

Кроме изменения величины и формы зазора 10 в плоскости, перпендикулярной оси подшипника, предлагаемая конструкция позволяет изменять угол наклона каждого из сегментов 6 в плоскости, параллельной оси подшипника, за счет установки брусьев 19 и 20 в наклонное положение относительно оси подшипника. Это достигается путем неодинакового перемещения концов брусьев 19 и 20 винтами

21 и 22, По этой причине различные по высоте сечения фронтальной части 13 упругого элемента 7 будут иметь различную стрелу прогиба, большую в том сечении, которое соответствует сечениям брусьев 19 и 20, имеющим большие перемс щения от центра подшипника и наоборот, в результате чегп сечение се1мента 6, проходящее через плоскость егп симметрии, будет изменять угол наклона к оси подшипника, повторяя направление наклона брусьев 19 и 20.

Таким образом, конструкция подшипника обеспечивает изменение положения каждого из сегментов 6 в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, что позволяет установить заданную величину и форму зазоров 10.

Кроме того, конструкция может о обеспечить и самоустановку сегментов

6 при работе подшипника благодаря упругим свойствам элементов 7.

Настройка подшипника на заданные грузоподъемность и частоту вращения производится за счет изменения жесткости упругих элементов 7. Это достигается путем введения, по крайней мере, одной дополнительной плоскости опирания, которая выполнена в виде планки 26, последняя шарнирно закреплена на головке винта 25. Винт 25 ввернут во втулку 24, которая может перемещаться вдоль паза 23. При перемещении втулки 24 вместе с винтом 25 и планкой 26 в пределах угла охвата фронтальной части 13 упругого элемента 7 изменяется положение дополнительной плоскости опирания упругого элемента 7, а следовательно, и его жесткость. По мере приближения оси винта 25 к оси симметрии сегмента 6 жесткость упругого элемента 7 будет возрастать, при этом будет возрастать и часть усилия от нагрузки, воспринимаемого винтом

25. В момент совпадения оси винта 25 с осью симметрии сегмента 6 практически все усилие, передаваемое со стороны вала 11 на сегмент 6, будет восприниматься винтом 25.

Таким образом, конструкция подшипника с упругим опиранием сегментов при совпадении осей симметрии сегментов 6 с осями винтов 25 трансформируется в конструкцию с жестким опиранием сегментов, которая при прочих равных условиях обладает более высокой грузоподъемностью.

При этом возможен также и вариант, когда часть сегментов имеет жесткое опирание, а часть — упругое. Такая схема используется, например, при работе подшипников с вертикальными

1280222 валами когда для повышения pcòÎÉ÷è ности вала при помощи подпружиненных сегментов его смещают эксцентрично в сторону жестко опертых сегментов.

Для того, чтобы предотвратить поворот оси симметрии упругого элемента

7 при прогибе фронтальной части 13 и тем самым предотвратить, в необходимых случаях, поворот оси симметрии сегмента 6 при приложении к нему нагрузки, необходимо ввести еще одну дополнительную плоскость опирания, .симметрично расположенную первой относительно оси симметрии сегмента 6.

При этом жесткость упругого элемента 7 возрастает.

Кроме изменения жесткости упругого элемента 7 регулировочное устрой- ,ство, состоящее из планки 26, винта

25 и втулки 24, может быть использовано и для изменения величины и формы зазора l0 в случаях, когда исходная величина зазора 10 за счет погрешности изготовления подшипника вала, а также несоосности установки подшипников получилась больше задан»ой ° Это достигается путем нажатия винтами 25 через планки 26 на фронтальную часть 13, при этом для получения одинаковой величины зазора 10 на входной и выходной кромках сегмента 6 величина радиального перемещения обоих планок 26 должна быть одинаковой при симметричном их расположении относительно оси симметрии сегмента 6. Для получения клиновидной формы зазора l0 планки 26 должны перемещаться неодинаково.

При одновременном использовании винтов 25 в качестве регулятора жесткости упругого злемента 7 и регулятора величины и формы зазора 10 вначале устанавливают оси винтов 25 на угол, соответствующий требованиям к

5 жесткости упругого элемента 7, а затем путем поворота винтов 25 добиваются заданной величины и формы зазора 10.

Таким образом, возможность установки заданных жесткости упругого элемента 7 и величин и формы зазора

10 позволяет расширить диапазон частот устойчивой работы вала.

После установки описанным способом заданных жесткости упругого элемента 7, а также величины и формы зазора 10 путем подачи смазки в зазор

10 гидростатически вывешивают вал и раскручивают его до заданной частоты, после чего при достижении требуемых гидродинамических сил в смазочном слое подачу смазки уменьшают до количества, обеспечивающего гидродинамический режим работы.

При остановке вала вновь применяют гидростатическое его вывешивание.

Таким образом, исключается контакт рабочих поверхностей сегментов 6 и вала 11, за счет чего увеличивается долговечность и надежность работы подшипника.

Конструкция подшипника позволяет

35 улучшить эксплуатационные качества подшипника за счет расширения диапазона частот вращения вала, в котором обеспечивается его устойчивость,увеличение грузоподъемности, увеличение

40 долговечности и надежности работы.

l380237 ,4 4

Z7

Фиг Z

1280222

Составитель В.Городничев

Редактор M.Áàíäóðà Техред В.Кадар Корректор И.Муска

Заказ 7040/34 Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4