Сферическая опора

 

Изобретение относится к машиностроению и может, быть использовано для крупногабаритных тяжелонагруженных сферических опор скольжения. Цель изобретения - сокращение потерь на трение. В сферической опоре, содержащей пяту и.вкладыш из антифрикционного материала, последний выполнен в виде симметричных сферических элементов. Оси симметрии элементов меридионально расходятся из общего центра, расположенного на полюсе пя ты. Ось пяты совпадает с преимущественным направлением эксплуатационной нагрузки. Форма и размеры элемен тов связаны определенным соотношением . За счет обеспечения равномерного распределения давлений между трущимися поверхностями значительно снижаются потери на трение. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ1УБЛИН (19) (11) (511 4 F 16 С 17/08, 23/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 3978887/25-27 (22) 10.11.85 (46) 23..01.88. Бюл. 9 3 (72) С. А. Бреус, В. Д. Сушков, Ф. П. Санин, И. Н. Пистунов, И. П. Казимиров и С. А. Ефремкин (53) 621.822.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 769135, кл. F 16 С 27/02, .1980.

Авторское свидетельство СССР

Р 964285, кл. F 16 С 11/06, 1982. (54) СФЕРИЧЕСКАЯ ОПОРА (57) Изобретение относится к машиностроению и может. быть использовано для крупногабаритных тяжелонагруженных сферических опор скольжения.

Цель изобретения — сокращение потерь на трение. В сферической опоре, содержащей пяту и.вкладыш из антифрикционного материала, последний выполнен в виде симметричных сферических элементов. Оси симметрии элементов меридионально расходятся из общего центра, расположенного на полюсе пяты. Ось пяты совпадает с преимущественным направлением эксплуатационной нагрузки. Форма и размеры элементов связаны определенным соотношением. За счет обеспечения равномерного распределения давлений между трущимися поверхностями значительно снижаются потери на трение. 3 ил.

PMakc COS Я

) "6

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для крупногабаритных тяжелонагруженных сферических опор скольжения различных машин и механизмов.

Целью изобретения является обес-печение минимальных потерь на трение в сферической опоре скольжения за счет обеспечения равномерного распре деления давлений между трущимися по- верхностями и обеспечения эксплуатации антифрикционного материала вкла : дьппа в оптимальном режиме.

На фиг. ) представлена сферичес"кая опора скольжения, продольный раз рез; на фиг, 2 — вид на пяту со стороны сферической ее части; на фиг. 3 — пример построения развертки сферического элемента антифрикционно"= го вкладыша.

Сферическая опора скольжения вклю чает в себя основание ), пяту 2 и вкладыш 3 из антифрикционного матери ала. Вкладьпп 3 состоит из отдельных

1 симметричных сферических элементов, прикрепленных, например, при помощи клеевого соединения к шаровой поверх ности пяты. Допускается крепление элементов вкладыша и на сферической поверхности основания, но только в том случае, если эксплуатационная нагрузка приложена к основанию и па= редается через вкладыш пяте, Располс. жение сферических элементов на шаро.вой поверхности пяты таково, что ме=: ридиональные оси симметрии элементов пересекаются в точке А, лежащей на полосе пяты. В случае крепления вкла-дыша к сферической поверхности осно-: вания меридиональные оси симметрии должны пересекаться в точке„ лежащей на оси основания. Форма и размеры сферических элементов определяются по следующей формуле: — угол между осью пяты и уровнем, на котором определяется ширина сферического элемента;

Ч, - максимальный угол охвата рабочей поверхности пяты одним сферическим элементом вкладьппа.

)д Работа сферической опоры скольжения осуществляется следующим образом.

Эксплуатационная нагрузка, приложенная к сферической опоре скольжения, направлена вдоль оси пяты и пе;5 редается основанию через антифрикционный вкладьпц, При этом пята может совершать вращательное или качательное движение. Так как элементы вкладыша прикреплены к сферической части пяты, .то изменение угла наклона пяты не изменяет характер распределения удельных давлений на материал вкладыша. В процессе работы в зоне контак- так возникают силы трения. Снижение силы трения способствует применение вкладыша из антифрикционных материа= лов.

Чтобы реализовать равномерное рас= пределение удельных давлений необхоЗб димо, чтобы пропорционально удельным давлениям изменялась и площадь вкладыша из антифрикционного материала.

Если выделить на сферической поверхности кольцевую площадку dS (фиг. 3), определяемую при постоянном радиусе кривизны 1с углом (, то нормальное давление ЙР, действующее на нее, равно

ЙР = Р,, 2Т ° R. sand ° 61 где P - удельное давление на данном

Ч уровне, определяемое по косинусоидальному закону

Я sin. 2 1

Ч п ° R ° sin q, R

И

- мокc п Нг, з г ширина сферического элемен-- c,"0 та на уровне, определяемом углом (; общая площадь антчфрикцион= ного вкладьппа; радиус сферической части пя:ты; количество сферических эле"ментов, из которых состоит вкладьпп; где Р „„, — максимальное удельное давление, возникающее в контакте двух сферических поверхностей.

Для приработанных поверхностей и для случая, когда антифрикционные вкладьппи формуются непосредственно в сферической опоре, т.е. когда обеспечивается полное (беззазорное) при-* легание трущихся поверхностей, Р„o„ определяетоя по следующей формуле:

N т,к. опт х 27 R $1пч dl, йР Р 6Я

= 88„5 —, см р опт —,ц „, Для с = 0

3 =15 =105см

q 9

q> = 15 (1)

45 (2) х 2Т ° зз.п у ° (Ц.; з 13685 где N — общая нагрузка на сферическую опору;

R — радиус сферической части пяты;

Ч, - максимальный угол охвата поверхности пяты одним сферическим элементом .вкладьг" ша.

Значение с определяется макси- 1р мальным углом перекоса осей пяты и основания, а также углом охвата сферической поверхности пяты рабочей поверхностью основания. Значение угла (р, находится в пределах О - 90

Тогда dP, = ., cosy п R sin (g

С другой стороны, для обеспечения эксплуатации материала с оптимальной удельной нагрузкой Р необходимо опг 25 обеспечить равенство где dS - элементарная площадка обе1 9

30 спечив ающая оптимальную эксплуатацию материала вкладыша на данном уровне.

При этом обязательно должно удовлетворяться условие

Поверхность вкладьппа на данном уровне можно представить состоящей из и частей размером dl 1 о (где 1 — ширина элемента на данном уровне) dS, = dl 1Ч. и, тогда dP> Р,щ, с31 ° и,.

Приравнивая выражения (1) и (2), получаем

Б

Р п 1 dl 2 г сов ч Д R2.sin j<

N ° 2 ваап Ч ° cos N sin 2q

R sin Ч. P,„, n R sin, ы то 1

Я Ч n. .R sin2Ч, Количество сферических элементов, составляющих вкладьпп, выбирается по конструктивным соображениям, учитывая технологичность изготовления развертки сферических элементов и возможности выкладывания элементов на сферической поверхности, Форма сферических элементов принимается симметричной для более равномерного распредег ления давлений на основание Сферической опоры и на пяту, Предположим„ что к сферической опоре скольжения приложена эксплуатационная нагрузка И = 10000 кгс, действующая вдоль оси пяты, радиус шаровой поверхности которой R = 6 см, то

Ч, =90

Максимальное напряжение, возникающее в контакте двух сферических тел, N 1000

„В

Выполняя условие P P выбирается антифрикционньп материал вкладьг" г. ша, для которого Р„= 100 кгс/см..

Принимается количество сферических элементов, составляющих вкладьпп, n=8.

Далее определяется точность, с которой необходимо построить развертку.

1000 sin 2 О О.

q 100 8 . 6

q = 30 l = 30 = 1,8 см;

q = 45 1 = 45 = 2,1 см; с = 60 1 = 60 1,8 см;

q= 75 1 = 75 =1,05;

q - =9O 1 = 9O = О.

Размер 1 откладывается симметрично относительно оси симметрии элемента вкладыша. Полученные точки соединяются плавной линией.

368517 6 лью сокращения потерь на трение, вкладыш выполнен в виде соединенных между собой на полюсе сферы с мериди5 онально направленными осями симметрии сферических элементов форма и размеры которых связаны соотношением

S sin 2(p

V n ° R. sin g, где 1, R и елом, 2Î ормула изобретения

Предлагаемое устройство сферичесicoA опоры отличается от известного ем, что в нем вкладыш из антифриконного материала выполнен из отельных сферических элементов, мериональные оси симметрии которых песекаются в точке, лежащей на оси ты.

Использование сферической опоры в азличных машинах и механизмах для яжелонагруженных узлов, работающих и низких скоростях скольжения, позоляет снизить необходимую мощность риводов, их вес, повысить, в конечом итоге, эксплуатационные характеистики всего механизма и машины в

Сферическая опора, включающая ирающуюся на основание сферическую ту и закрепленный на поверхности ты антифрикционный вкладыш, о т— и ч а ю щ а я с я тем, что, с цеширина сферического элемента на уровне, определяемом углом ц, общая площадь антифрикционного вкладыша; радиус сферы пяты; количество сферических эле- ментов; угол между осью пяты и уров=нем, на котором определяет- ся ширина сферического элемента; максимальный угол охвата рабочей поверхнссти пяты элементами вкладьпыа.

1368517

Составитель Т. Храмова

Редактор В. Бугренкова Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Л. Патай

Заказ 260/33

Тираж 757 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретенийи открытий

113/35, Москва, R-35, Раушская наб., д. 4/5

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