Опорный подшипниковый узел

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s F 16 С 32/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

9 (21) 4884874/27 (22) 26.11.90 (46) 07.04.93. Бюл, М 13 (71) Сумское машиностроительное научно-производственное объединение им.M.Â.Ôðóíçå (72) Л.B.×åðånîâ, А,Б.Лоза, В.Г,Гриценко, В.С.Марцинковский и В.В.Усенко (56) Авторское свидетельство СССР

М 1682661, М 4718393/27, кл. F 16 С 32/06, 13.07.89. (54) ОПОРНЫЙ ПОДШИПНИКОВЫЙ УЗЕЛ

„„. Ж „„1807268 А1 (57) Использование; для повышения надежности за счет улучшения теплоотвода.

Сущность изобретения: опорный подшипниковый узел содержит корпус 1 с каналами

2 подвода смазки и сливной полостью 3, цэпфу вала 4. Самоустанавливающиеся колодки 5 охватывают цапфу вала 4 и выполнены в центральной части рабочей поверхности 6 с "радиальными отверстиями

7. У входной 8 и выходной 9 кромок каждой колодки выполнены распределительные ка1807268

15

I

45 навки 10 и 1 1. Канавка 10 соединена через канал 12 в теле колодки с каналами 2 подвода смазки, Канавка 11 выполнена сквозной и расположена параллельно продольной оси 13 подшипникового узла. Узел снабжен

Ч-образным уплотнением 14 иэ износостойкого материала. В теле каждой колодки 5 выполнены сквозные отверстия 17 с изменяющимися сечениями. Каждое уплотнение

14 установлено в сквозной канавке 11 с обИзобретение относится к машиностроению, а именно к самоустанавливающимся колодочным подшипникам, и может быть использовано в конструкциях быстроходных компрессоров, газовых и паровых турбин, насосов и других роторных машин, Целью изобретения является повышение,надежности за счет улучшения теплоотвода от теплонагруженной части каждой колодки, снятия нагретой масляной пленки с рабочей поверхности выходной кромки колодки подшипника и предотвращения попадания ее на входную кромку последующей по ходу вращения вала колодки.

На фиг.1 изображен опорный подшипниковый узел, поперечный разрез; на фиг.2 — сечение А — А на фиг,1; на фиг.3 — внешний вид самоустанавливающейся колодки со стороны рабочей поверхности.

Опорный подшипниковый узел содержит корпус 1 с каналами 2 подвода смазки и сливной полостью 3, цапфу вала 4, охватывающие цапфу вала 4 самоустанавливающиеся колодки 5 с. выполненными в центральной части рабочей поверхности 6 радиальным отверстием 7 и у входной 8 и выходной 9 кромок распределительными канавками 10 и 11, одна (10) из которых, у входной кромки 8, соединена через каналы

12 в теле колодки 5 с каналами 2 подвода смазки, а другая (11), у выходной кромки 9, выполнена сквозной и расположена парал. лельно продольной оси 13 подшипникового узла. Подшипниковый узел снабжен V-образным уплотнением 14 из износостойкого материала, участок рабочей поверхности 6 между распределительной канавкой 10 и входной кромкой 8 в зоне расположения этой канавки 10 выполнен с углублением 15; а с противоположной стороны выполнен скос 16 в сторону канавки 10 в зоне ее расположения. В теле каждой колодки 5 между сквозной канавкой 11 и радиальным отверстием 7 выполнены сквозные параллельные продольной оси 13 подшипникового узла разованием камеры 24 с возможностью разворота в сторону цапфы вала 4. Постоянное поджатие уплотнения 14 к цапфе вала 4 обеспечивается повышенным давлением смазки в камере 24, Это обеспечивает перемещение уплотнения 14 к валу 4 по мере его истирания. Сквозные отверстия 17 предназначены для тепловой разгрузки колодки, т.к, через них циркулирует холодная смазка. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. отверстия 17 с изменяющимися сечениями, увеличивающимися к выходной кромке 9 колодки 5. При этом в корпусе 1 в зоне расположения сквозных отверстий 17 выполнены продольные каналы 18, а на торцевой поверхности 19 корпуса 1 — кольцевая канавка 20, сообщающие сквозные отверстия 17 с каналами 2 подвода смазки. На противоположной торцевой поверхности 21 корпуса 1 со стороны сливной полости 3 выполнена кольцевая канавка 22 для отвода смазки из сквозных отверстий 17. Каждое уплотнение

14 установлено в сквозной распределительной канавке 11 с образованием между ним, боковой поверхностью 23 канавки

11 и валом 4 камеры 24 и с возможностью разворота в сторону вала 4. В качестве износостойкого материала уплотнения 14 может быть использован фторопласт

Опорный подшипниковый узел работает. следующим образом.

При вращении вала 4 смазочное масло по каналам 2 подвода смазки и каналам 12 в теле колодки 5 поступает к рабским поверхностям 6 самоустанавливающихся колодок 5 через распределительную канавку 10 у входной кромки 8. При работе такого подшипникового узла каждая колодка 5 опирается на самогенерируемую гидростатическую пленку смазки, Эта пленка создается в результате отбора посредством радиальных отверстий 7 небольшой части, порядка 107;, общего расхода гидродинамической пленки смазки на рабочей поверхности 6. Подача масла из распределительной канавки 10 по углублеwe 15 против направления вращения вала

4 позволяет увеличить зону, охватываемую холодным маслом, а выполнение скоса 16 на противоположной стороне канавки 10 усиливает поджатие потока смазочного масла в направлении, противоположном направлеwe вращения вала, и тем самым способствует предотвращению попадания горячего масла на рабочую поверхность 6 последую1807268 ще установленной по ходу вращения вала колодки 5. 3а счет улучшения наполняемости эпюры распределения давления на рабочей поверхности 6 колодки 5, создания положительных давлений в гидродинамической пленке у выходной кромки 9 и выравнивания зазора между колодкой 5 и валом 4. предотвращается касание выходной кромки 9 вала 4 при попадании гидродинамической пленки смазки в распределительную канавку 11. Кроме того, предотвращение касания вала 4 выходной кромкой 9 колодки 5 способствует установка в распределительной канавке 9 V-образного уплотнения 14. Благодаря присутствию гидростатической пленки на опорной поверхности колодки 5 уменьшаются изгибающие моменты на колодках 5 и их механические деформации, а также уменьшаются температурные градиенты на колодках 5, в результате чего сводится к минимуму возможная температурная деформация. Такое нагружение способствует уменьшению вибраций колодки 5 и снижению попадания масла, ведущего к опасности кавитационного повреждения рабочей поверхности 6, Устранение в подшипниковом узле каких бы-то ни было механических опор не только позволяет упростить конструкцию и избавляет от проблем, связанных с истиранием опор, а изолирующее и демпфирующее влияние гидростатической пленки на опорной поверхности колодки 5 благоприятствует процессу затухания вибраций и звуковых колебаний. Установка в распределительной канавке 11 V-образного уплотнения 14 позволяет удалить нагретый мас" ляный Слой с поверхности вращающегося вала 4. Постоянное поджатие уплотнения 14 к поверхности вала 4 обеспечивается повышенным давлением смазки в камере 24. Последнее обеспечивает перемещение уплотнения 14 к валу 4 по мере его истирания в процессе эксплуатации. Этомуже процессу перемещения уплотнения 14 способствуют силы упругости его материала, направленные на самокомпенсацию прижатия уплотнения 14 к валу 4.

Для тепловой разгрузки наиболее нагруженной части колодки 5 между сквозной канавкой 11 и радиальным отверстием 7 в теле колодки 5 выполняются сквозные отверстия 17, к которым подводится холодная смазка от каналов 2 подвода смазки по продольным каналам 18 в корпусе 1 и кольцевой канавке 20 на его торцевой поверхности

19. Отвод нагретой в сквозных каналах 17 смазки осуществляется посредством коль35

50 сквозных отверстий, каждое уплотнение

55 сторону вала

30 цевой канавки 22, выполненной на противо положной торцевой поверхности 21 корпуса

1 со стороны сливной полости 3. Перераспределению тепловых потоков в теле колодки

5 способствует увеличение проходных сечений сквозных отверстий 17 к выходной кромке 9 колодки 5, т.е, к наиболее нагруженной части самоустанавливающейся колодки 5, Формула изобретения

1. Опорный подшипниковый узел, содержащий корпус с каналами подвода смазки и сливной полостью, цапфу вала, охватьЪающие цапфу вала самоустанавливающиеся колодки с выполненными в центральной части рабочей поверхности радиальным отверстием и, у входной и выходной кромок распределительными канавками, одна из которых, у входной кромки, соединена через каналы в теле колодки с каналами подвода смазки, а другая, у выходной кромки, выполнена сквозной и расположена параллельно продольной оси подшипникового узла, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет улучшенйя теплоотвода от теплонагруженной части каждой колодки, он снабжен

V-образным уплотнением из износостойкого ма ериала, участок рабочей поверхности между распределительной канавкой и входной кромкой в зоне расположения этой канавки выполнен с углублением, с противоположной стороны распределительной канавки выполнен скос в сторону упомянутой канавки в зоне ее расположения, в теле каждой колодки между с ;возной канавкой и радиальным отверстием выполнены сквозные параллельные продольной оси подШипникового узла отверстия с изменяющимися сечениями, увеличивающимися к выходной кромке колодки, при этом в корпусе в зоне расположения сквозных отверстий выполнены продольные каналы, а на торцевой поверхности корпуса — кольцевая канавка, сообщающие сквозные отверстия с каналами подвода смазки, на противоположной торцевой поверхности корпуса со стороны сливной полости выполнена кольцевая канавка для отвода смазки из установлено в сквозной распределительной канавке с образованием между ним, боковой поверхностью упомянутой канавки и валом камеры с возможностью разворота в

2. Подшипниковый узел по п,1, о т л ич а ю шийся тем, что в качестве износостойкого материала использован фторопласт.

1807268

1807268

Составитель Л. Черепов

Редактор М. Кузнецова Техред M. Моргентал

Корректор, П,Гереши

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 1370 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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