Опорный подшипник скольжения

 

Изобретение относится к области машиностроения , а именно к конструкциям подшипников скольжения, Цель изобретения - повышение надежности подшипника скольжения за счет увеличения протяженности несущего масляного слоя путем снижения вихреобразования. Опорный подшипник скольжения содержит втулку с выборкой, выполненной на рабочей поверхности втулки в ненагруженной области. При этом каждый концевой участок выборки выполнен переменной глубины с профилем дна выборки в виде кубической параболы, а длина каждого концевого участка определяется из соотношения V3 A d - 6 Д , где d -диаметр опорной цилиндрической поверхности втулки подшипника, А- глубина канавки. 2 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 16 С 9/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4807807/27 (22) 28.03.90 (46) 07.06,92. Бюл, № 21 (71) Нижегородский филиал Института машиноведения им, А.А,Благонравова (72) Б,Ф.Нормухамедов, Г,К.Сорокин.

P.М.Лапшин, П.Э,Сыркин и К,И,Магдиев (53) 621.822.5(088.8) (56) Заявка Японии ¹ 60-245825, кл, F 16 С 17/02, 1985.

Авторское свидетельство СССР

¹ 11006622444433, кл. F 16 С ЗЗ/02, 1980.

Орлов П.И. Основы конструирования.

М,; Машиностроение, 1977, кн. 2, с. 407, табл, 32, эскиз 9. (54) ОПОРНЫЙ ПОДШИПНИК СКОЛЬЖЕНИЯ

Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкциям подшипников скольжения, и может быть использовано в опорах валов двигателей внутреннего сгорания.

Известен радиальный подшипник скольжения типа втулки, которая состоит из верхнего и нижнего полувкладышей, В верхнем полувкладыше выполнена широкая маслопроводящая кольцевая канавка, которая после сборки подшипника соединяется с двумя канавками такой же ширины, располагаемыми у поверхности разъема, причем в окружном направлении эти канавки имеют небольшую протяженность, Дополнительно в центральной части нижнего полувкладыша выполняется смазочная канавка в форме осевого паза. Выполнение канавок в верхнем и нижнем полувкладышах увеличивает

„„. Ы„„1739098 А1 (57) Изобретение относится к области машиностроения, а именно к конструкциям подшипников скольжения, Цель изобретения— повышение надежности подшипника скольжейия за счет увеличения протяженности несущего масляного слоя путем снижения вихреобразования. Опорный подшипник скольжения содержит втулку с выборкой, выполненной на рабочей поверхности втулки в ненагруженной области, При этом каждый концевой участок выборки выполнен переменной глубины с профилем дна выборки в виде кубической параболы, а длина каждого концевого частка оп еделяется из соотношения 3 Л d — 6 Л, где d — диаметр опорной цилиндрической поверхности втулки подшипника, Л вЂ” глубина канавки. 2 ил. зазор в подшипнике, что приводит к увеличению относительного эксцентриситета, а следовательно, к повышению устойчивости к вибрациям, Недостатком радиального подшипника скольжения является введение осевого смазочного паза в центральную часть нижнего полувкладыша, являющуюся зоной максимальных давлений при гидродинамическом режиме трения вклады ша и вала, что снижает несущую способность поверхности подшипника и надежность узла трения.

Кроме того, в зоне обрыва канавок в нижнем полувкладыше течение смазки характеризуется в окружном направлении большими градиентами давления, что способствует возникновению масляного вихря, уменьшающего протяженность масляного слоя, что также снижает надежность узла трения.

1, 4

Сд

О

О ! О

1 » !.

1739098

Известен подшипник скольжения, содержащий вал и вкладыш, на рабочей поверхности которого выполнена круговая незамкнутая канавка и ряд параллельных дополнительных канавок с выходом в наименее нагруженную зону подшипника.

Выполнение круговой канавки и ряда дополнительных с выходом в наименее нагруженную зону при работе узла в режиме граничноготрения повышаетдолговечность подшипника скольжения за счет улучшения температурного режима в результата интенсивной прокачки масла. Однако введение ряда дополнительных канавок в наиболее нагруженную зону подшипника, работающего в режиме жидкостного трения между вкладышем и валом, приводит к дроблению несущей поверхности и нарушению ее гладкости, а также к боковой утечке масла из несущего масляного слоя, в результате чего снижается несущая способность подшипника и его надежность, Наиболее близким по технической сущности к изобретению является подшипник скольжения, содержащий втулку с выборкой, выполненной на рабочей поверхности втулки в ненагруженной области.

Расположение выборки в наименее нагруженной зоне освобождает нагруженную часть втулки от канавок и выборок, нарушающих гладкость поверхности и снижающих способность подшипника.

Недостатком известного подшипника является вихреобразование в конце обрыва выборки, т.е. на входе в наиболее нагруженную область, где в результате резкого изменения проходного сечения выборки, а следовательно, и длины втулки в осевом направлении образуется зона высоких градиентов давлений, вызывающих образование вихрей, которые затрудняют формирование эпюры давления в круговом масляном канале. Это приводит к уменьшению протяженности несущего масляного слоя и снижению надежности подшипника, работающего в режиме жидкостного трения.

Цель изобретения — повышение надежности подшипника путем увеличения протяженности несущего масляного слоя за счет снижения вихреобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в опорном подшипнике скольжения, содержащем втулку с выборкой, выполненной на рабочей поверхности втулки в ненагруженной области; каждый концевой участок выборки выполнен переменной глубины с профилем дна выборки в виде кубической параболы, а длина каждого концевого участка определяется из соотношения

55 к" где Л вЂ” глубина выборки;

d — диаметр опорной цилиндрической поверхности втулки подшипника, Выполнив каждый концевой участок выборки переменной глубины с профилей дна выборки в виде кубической параболы на длине, определяемой соотношением диаметра опорной цилиндрической поверхности втулки подшипника и глубины выборки по формуле тт 3 Л б + б Л . понукают плавное сопряжение внутренних поверхностей концевых участков выборки с опорной поверхностью втулки и обеспечивают плавное формирование линий тока смазки на входе в нагруженную область подшипника и выходе из нее, что способствует снижению вихреобразования. В результате этого увеличивается протяженность несущего масляного слоя, увеличивается максимальный зазор в наиболее нагруженной части подшипника и повышается его надежность, На фиг.1 представлен предлагаемый опорный подшипник скольжения, поперечное сечение; на фиг,2 — развертка внутренней опорной поверхности втулки с заявляемой выборкой на участках входа в нагруженную область и выхода из нее.

Опорный подшипник скольжения содержит втулку 1, выборку 2, выполненную на рабочей поверхности 3 втулки 1 в ненагруженной области 4. Концевые участки 5 выборки 2 выполнены на длине l переменной глубины Л с профилем дна 6 в виде кубической параболы 7 и входят в наиболее нагруженную область 8 втулки 1, Смазка 9 подается в подшипник через отверстие 10, выполненное в верхней части втулки 1. Втулка 1, имеющая диаметр внутренней опорной поверхности d, может быть выполнена разъемной, состоящей из двух частей, Вал 11 вращается по направлению стрелки 12. Выборка 2 может выполняться различными технологическими способами обработки материала.

Опорный подшипник скольжения работает следующим образом.

Смазка 9 через отверстие 10 подается под давлением на рабочую поверхность 3 втулки 1 и по выборке 2 по направлению стрелки 12 вращения вала 11 поступает в наиболее нагруженную область 8 и выходит из нее по концевым участкам 5 выборки 2 на длине, соответствующей изменению глубины Л выборки 2 с профилем дна 6, изменяющегося по кубической параболе 7.

В ы пол н ение кон це вота участка выборки переменной глубины на входе в нагруженную область подшипника с профилем

1739098 дна в виде кубической параболы обеспечивает плавное сопряжение кривых внутренней поверхности втулки и выборки за счет равенства радиусов кривизны этих поверхностей. 5

Действительно, рассматривая развертку (фиг.2) внутренней поверхности втулки с выполненной, согласно заявляемому решению, выборкой, нетрудно получить уравнение переходной кривой у(х) из условий 10 сопряжения внутренней поверхности втулки и выборки (т,01 на фиг.2):

КР

y"® х =0 (5) (1)

15 (6) 20 получим уравнение для искомой величины у(х) =ах - Ьх

1 d д — — — +Л, 6— 2

25 (2) у(х) = Л(х/I) - (3 — 2х/I), откуда

Аналогично, рассматривая условия плавного сопряжения выходного участка (т.Ог на фиг.2), а именно 30 (7) (3) получаем уравнение переходной кривой в 35 виде у(х) = ax — Ьх + с, 40

Входящий в (4) и (2) параметр I определяется при наложении на кривую (1) дополнительного условия, а именно обеспечив в

T 01 радиус кривизны переходной кривой. 50 равный радиусу кривизны внутренней поверхности выборки. Это обеспечивает высокую степень плавности линий тока смазки на входе в масляный клин, т.е, дополнительноо снижает вихреобразование, Выполнение концевого участка выборки переменной глубины на выходе из нагруженной области с профилем дна в виде кубической параболы снижает момент трения в подшипнике и повышает несущую его при х = О, у(х) = О; у (x) = О при х = I, у(х) = Л, у (х) = О

1 где Л вЂ” глубина выборки, Условиям (1) отвечает кубическая парабола вида если положить а = ЗЛ/1, Ь = 2Л/I, где I— длина участка перехода, т.е. п ри х = О, у(х) = О, у (х) = О; при х = I, у(х) = О, у (x) = О, Л Л где а=2 —, b=3 —, с=А

p г т.е. у(х)=Л (2 (— — 3 (— ) -у1) . (4) способность в случае реверса вращения вала, Используя выражение радиуса кривизны приравнивая R

d — диаметр опорной цилиндрической поверхности втулки, и учитывая, что у"(х) i = (Л (— ) х х(3 — 2 )) I =6Л, 1

Выполнение каждого концевого участка выборки переменной глубины с профилем дна выборки в виде кубической параболы на длине, определяемой из соотношения диаметра внутренней опорной поверхности

d бины выборки Ь по формуле

3 d Л+ 6 hë,ïoçâîëèò уменьшить потери на трение в подшипниках на 0,1%, увеличить ресурс работы двигателя; уменьшить затраты на капитальный ремонт, сэкономить топлива на 0,1 улучшить экологическую обстановку, снизить расход металла за счет изготовления выборки (т.е. на резание металла выборки).

Формула изобретенияОпорный подшипник скольжения, содержащий втулку с выборкой, выполненной на рабочей поверхности втулки в ненагруженной области, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем . увеличения протяженности несущего масляного слоя за счет снижения вихреобразования, каждый концевой участок выборки выполнен переменной глубины с профилем дна выборки в виде кубической параболы, а длина каждого концевого участка определяется из соотношения

1739098

Редактор В.Данко

Заказ )990 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101! †где Л вЂ” глубина выборки;

d — диаметр опорной цилиндрической поверхности втулки подшипника, Составитель Г,Ларионова

Техред М,Моргентал Корректор Т,Палий