Радиальная опора вала с самокомпенсацией износа

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в высоконагруженных опорах механизмов. Цель изобретения - улучшение триботехнических характеристик и повышение надежности работы опоры. Подшипниковая опора содержит корпус, износостойкую несущую втулку и полую цапфу вала с антифрикционными опорными сегментами. Каждый из сегментов имеет однотипные боковые и рабочие поверхности и автономно связан с телом цапфы расположенными попарно вдоль оси вала радиальными поршнями. Боковые поверхности сегментов выполнены шевронными, по окружности, параболитическими или комбинированного профиля. Внутрь цапфы вмонтирован двухпозиционный распределительный золотник с напорными и сливными элементами. Поршни соседних опорных сегментов смещены друг относительно друга на величину хода золотника. В теле цапфы выполнены каналы, соединяющие напорные элементы гидрозолотника с разноименными полостями поршней соседних сегментов. По мере изнашивания рабочих поверхностей опорные сегменты автоматически выдвигаются, что обеспечивает самокомпенсацию износа. Гидрозолотник позволяет переключить сегменты из работающих в резервные. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК () ур

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ПРИ ГКНТ СССР! (21) 4665301/31-27 (22) 23.03.89 (46) 07.12.90. Бюл. № 45 (71) Рыбинский авиационный технологический институт (72) Ю. П. Замятин, Л. А. Замятина и Г. H. Телегин (53) 621.822.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1333904, кл. F 16 С 32/00, 1985. (54) РАДИАЛЬНАЯ ОПОРА ВАЛА С САМОКОМПЕНСАЦИЕЯ ИЗНОСА . (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в высокочагруженных опорах механизмов. Цель изобретения — улучшение триботехнических характеристик н повышение надежности рабо. ты опоры. Подши пни кова я опора содержит корпус, износостойкую несущую втулку и полую цапфу вала с антифрикционными опорными сегментами. Каждый из сегментов

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в высоконагруженных узлах машин и механизмов.

Цель изобретения — улучшение триботехнических характеристик, повышение надежности радиальной опоры скольжения, резервирования опорных сегментов и возможности их периодической смены.

На фнг. представлена предлагаемая . опора, осевое сечение; на фиг. 2 — разрез

А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б — Б на фиг. 1.

Опора состоит. из корпуса 1, установленной в нем износостойкой несущей втулки 2, полой цапфы вала 3 с радиальными поршневыми отверстиями 4 и соединительными каналами 5 — 8, опорных антифрикцнонных сегментов 9 с поршнями !О, двух-. позиционного распределительного гидрозолотника 11 с кольцевыми наружнымн канав-.

„„SU„„!И 2130 имеет однотипные боковые и рабочие поверхности и автономно связан с телом цапфы расположенными попарно вдоль осн вала радиальными поршнямн. Боковые поверхности сегментов выполнены шевронными, Ro окружности, параболическими нли комбинированного профиля. Внутрь цапфы вмонтирован двухпозиционный распределительный золотник с напорными и сливными элементами. Поршни соседних опорных сегментов смещены друг относительно друга на величину хода золотника. В теле цапфы выполнены каналы, соединяющие напорные элементы гидрозолотннка с разноименными. полостями поршней соседних сегментов. По мере изнашивания рабочих поверхностей опорные сегменты автоматически выдвигаются, что обеспечивает самокомпенсацню износа. Гндрозолотник позволяет переключить сегменты из работающих в резервные. 3 ил. камн 12 — 14, осевым глухим !5 и радиальнымн !6 каналами, Общее количество опорных сегментов в данной опоре принято равным шести, но оно может быть я иным.

Поршни 10 сегментов 9 установлены в отверстия 4 и образуют с их твердыми стенками поршневые пары. Геометрические оси последних расположены в двух пло-"костях, смещенных друг относительно друга на ход золотника l l. Поршневые пары соседних сегментов занимают положение, соответствующее разным плоскостям.

Осевой 15 канал распределнтельного золотника 11 связан с регулируемым источником давления, подающим смазочный материал, например с маслонасосом (не показан) .

Установка золотника l l в одном из положений осуществляется либо вручную, либо а втоматнчески.

1612130

Боковые поверхности опорных сегментов выполнены, преимущественно, криволинейными в виде шеврона, окружности, параболы или иной формы. Это позволяет, с одной стороны, расширить зону контакта и снизить контактные давления, а с другой, обеспечить, в каждом конкретном случае наиболее благоприятные условия для образования между трущимися поверхностями монолитной масляной пленки и оптимизации гидродина.мических явлений в зоне трения. Для исключения отрицательного влияния. краевых эффектов рабочие поверхности сегментов Могут быть выполнены бомбинированными.

Введение гидрозолотника 11 и смещение осей поршневых пар опорных сегментов друг относительно друга на величину хода золотника, выполнение в теле цапфы каналов, соединяющих напорные элементы гидрозо-лотника с разноименными полостями поршней соседних сегментов, дает возможность при подаче напорной среды от одного источника вводить в контакт не все сразу сегменты, а через один или другим заданнйм образом.

Тем самым создаются условия для их попеременного участия в трении для предоставления отдыха сегментам, в поверхностных слоях которых накопились усталостные дефекты и повреждения.

Опора работает следующим образом.

При фиксировании распределительного гидрозолотника 11 в положении, указанном на фиг, 1, и подаче напорной среды (смазочного материала) в его центральной осевой 15 канал среда через радиальные 16 каналы золотника направляется в канавки

13. Из них она попадает либо непосредственно под находящиеся в радиальных каналах 4. поршни 10 сегментов 9, поршне-1 вые пары которых вошли в разрезы типа, А — А (фиг. 2), либо по каналам 5 в штоковые полости поршневых пар сегментов, soшедших в разрезы типа Б — Б (фиг. 3). Первая группа сегментов определенным усилием прижимается к внутренним стенкам втулки 2, вмонтированной в корпус 1, вторая — образует с ними некоторый зазор. При вращении цапфы вала 3 анти фри кционные опорные сегменты 9, вошедшие в контакт с износостойкой втулкой 2, подвижно взаимодействуют с последней по значительной части ее периметра в условиях контактирования, трения и смазки, близких к оптимальным или оптимальных. Это значительно снижает уровень контактных нагрузок, обеспечивает равномерность износа втулки 2. По мере изнашивания контактирующих поверхностей сегменты 9 автоматически и непрерывно выдвигаются, чем достигается самокомпенсация .износа. В случае появления динамических нагрузок они гасятся за счет временного упругого смещения сегментов и не передаются на втулку 2 и несущий корпус 1.

Со временем рабочие поверхности .сегментов под действием тепла, выделяющегося при трении, нагреваются и в них накапливаются изменения, связанные с усталостными явлениями. Для того чтобы накопленные изменения не переросли в повреждения и интенсивный износ, отработавшим заданное время сегментам представляется отдых. С этого момента вводятся во взаимодействие с втулкой 2 сегменты, находившиеся в резерве. Переключение сегментов из работающих в резервные и наоборот осуществляется

10 переводом золотника 1! (в данном случае в правое крайнее положение). В этом случае напорная среда через канавки 13 подается под поршни 10 бывших резервных сегментов 9, а через канавки 13 и каналы 7 в што15 ковые полости бывших рабочих сегментов.

Слив смазочного материала из-под поршйей бывших рабочих сегментов в зону трения осуществляется через канавки 12 и каналы 8.

Слив среды из штоковых полостей бывших резервных сегментов производится по кана20 лам 5, канавкам 12 и каналам 8.

Затем через заданное время золотник 11 вновь переводится в первоначальное (крайнее левое) положение. В работу вновь вступает первая группа сегментов. Слив масла в зону трения осуществляется по каналам 6

25 и 7 и канавке 14.

Таким образом, золотник 11 позволяет управлять временем работы и отдыха сегментов 9, а следовательно, нзносостойкостью и надежностью опоры. Гидродинамика смазки

З0 опоры зависит от конфигурации боковых и рабочих поверхностей опорных сегментов, а также величины зазора между резервными сегментами и втулкой.

Применение предлагаемой опоры позволяет оптимизировать гидродинамический режим смазки и эпюру давлений в зоне трения, уменьшить интенсивность износа по периметру трения втулки, обеспечить самокомпенсацию износа, а также возможность отдыха сегментам 9, свести до минимума отрицательные динамические . воздействия. Все это существенно повышает несущую способность и надежность опоры, снижает потери на трение.

Формула изобретения

Радиальная опора вала с самокомпенсацией износа, содержащая охватывающую цапфу вала несущую втулку и смонтированные в радиальных пазах цапфы вала посредством попарно уста новленных поршней антифрикционные опорные сегменты, отличающаяся тем, что, с целью улучшения

50 триботехнических характеристик, повышения надежности работы оптимизации контактных давлений и обеспечения возможности резерником с напорными и сливными элементами, цапфа вала выполнена с центральным отверстием для размещения в нем распреде вирования в работе опорных сегментов, она

55 снабжена распределительным гидрозолотi×2iÇÎ

1 2 5 У /2

1 лнтельного гидрозолотника и с каналами, соединяющими напорные элементы гидрозолотника с разноименными полостями порш: невых пар соседних сегментов, поршни со-сенник опорных сегментов смещены друг относительно друга на величину хода золотника, прн этом боковыс tloDcj)xHocTH опор- . ных сегментов выполнены криволинейными.

I6I2I30

Составитель Т. Хромова

Редактор В. Бугренкова Техред А. Кравчук Корректор Л. Г!илипснко

Заказ 3822 Тираж 535 Подписное

ВНИИГ1И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

l 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб.„д. 4/5

Г!роизводственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101