Подшипник, вкладыш, предназначенный для размещения в подшипнике, и способ формирования механизма перераспределения масла на вкладыше опорного подшипника скольжения



Подшипник, вкладыш, предназначенный для размещения в подшипнике, и способ формирования механизма перераспределения масла на вкладыше опорного подшипника скольжения
Подшипник, вкладыш, предназначенный для размещения в подшипнике, и способ формирования механизма перераспределения масла на вкладыше опорного подшипника скольжения
Подшипник, вкладыш, предназначенный для размещения в подшипнике, и способ формирования механизма перераспределения масла на вкладыше опорного подшипника скольжения
Подшипник, вкладыш, предназначенный для размещения в подшипнике, и способ формирования механизма перераспределения масла на вкладыше опорного подшипника скольжения
Подшипник, вкладыш, предназначенный для размещения в подшипнике, и способ формирования механизма перераспределения масла на вкладыше опорного подшипника скольжения
Подшипник, вкладыш, предназначенный для размещения в подшипнике, и способ формирования механизма перераспределения масла на вкладыше опорного подшипника скольжения
Подшипник, вкладыш, предназначенный для размещения в подшипнике, и способ формирования механизма перераспределения масла на вкладыше опорного подшипника скольжения
Подшипник, вкладыш, предназначенный для размещения в подшипнике, и способ формирования механизма перераспределения масла на вкладыше опорного подшипника скольжения
Подшипник, вкладыш, предназначенный для размещения в подшипнике, и способ формирования механизма перераспределения масла на вкладыше опорного подшипника скольжения
Подшипник, вкладыш, предназначенный для размещения в подшипнике, и способ формирования механизма перераспределения масла на вкладыше опорного подшипника скольжения
Подшипник, вкладыш, предназначенный для размещения в подшипнике, и способ формирования механизма перераспределения масла на вкладыше опорного подшипника скольжения
Подшипник, вкладыш, предназначенный для размещения в подшипнике, и способ формирования механизма перераспределения масла на вкладыше опорного подшипника скольжения
Подшипник, вкладыш, предназначенный для размещения в подшипнике, и способ формирования механизма перераспределения масла на вкладыше опорного подшипника скольжения
Подшипник, вкладыш, предназначенный для размещения в подшипнике, и способ формирования механизма перераспределения масла на вкладыше опорного подшипника скольжения
Подшипник, вкладыш, предназначенный для размещения в подшипнике, и способ формирования механизма перераспределения масла на вкладыше опорного подшипника скольжения
Подшипник, вкладыш, предназначенный для размещения в подшипнике, и способ формирования механизма перераспределения масла на вкладыше опорного подшипника скольжения

 


Владельцы патента RU 2535954:

Нуово Пиньоне С.п.А. (IT)

Изобретение относится к подшипнику, вкладышу и способу формирования механизма перераспределения масла на вкладыше опорного подшипника скольжения. Подшипник (40) содержит кольцо (42), имеющее по меньшей мере одну удерживающую головку, по меньшей мере один вкладыш (44), расположенный в кольце (42) и имеющий нижнюю выемку, выполненную с возможностью помещения по меньшей мере одной удерживающей головки, механизм распределения масла, выполненный с возможностью введения масла на переднем крае по меньшей мере одного вкладыша (44) с обеспечением протекания к его заднему краю, и механизм перераспределения масла на по меньшей мере одном вкладыше (44), выполненный с возможностью перераспределения масла от заднего края по меньшей мере одного вкладыша (44) к его переднему краю. Передний край представляет собой первый край, а задний край представляет собой второй край по меньшей мере одного вкладыша (44), встречающийся при перемещении вдоль окружности кольца (42) в направлении вращения ротора, поддерживаемого по меньшей мере одним вкладышем (44). Технический результат: создание усовершенствованного подшипника, обеспечивающего лучшее масляное перераспределение без потребности во внешнем источнике энергии, уменьшая таким образом масляное голодание на вкладышах и увеличивая при этом грузоподъемность подшипника. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 16 ил.

 

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Варианты выполнения раскрытого здесьь изобретения в целом касаются способов и систем, а более конкретно механизмов и способов для перераспределения масла к опорным вкладышам внутри подшипника.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Область турбостроения быстро развивается, при этом последняя технология в этой области использует высокоскоростные подшипники. Во многих областях конструкций подшипников конструкция системы подшипника ротора непосредственно влияет на рабочие характеристики механизма. Традиционные конструкции использовали подшипники с роликами, то есть колодки или вкладыши, которые могут поворачиваться вокруг удерживающей головки во время поддержки ротора. Однако при высоких скоростях и/или при высоком давлении грузоподъемность и предельная величина жесткости роликов превышаются и, таким образом, рабочие характеристики и прогнозируемый срок службы механизма уменьшаются. Например, на окружных скоростях выше обычной скорости для традиционных турбин шарикоподшипники, помещенные на концы вращающегося вала, чтобы приспособиться под ограничение скорости подшипника, могут привести к сверхкритической работе (то есть работе выше критической скорости), которая может привести к неустойчивой работе ротора, подверженного разрушительным и непредотвратимым субсинхронным оборотам и большим радиальным отклонениям.

Тогда как при традиционном применении турбин используется традиционная окружная скорость, выясняется, что механизм, который может работать на более высоких скоростях, улучшает, среди других преимуществ, энергопотребление и теплораспределение во вкладышах. Однако эти более высокие, чем оптимальные, скорости могут приводить к другим проблемам, которые обсуждены далее.

Чтобы уменьшить трение между ротором и подшипником, может быть введено масло, чтобы разделить два элемента механизма. В технике эта система известна как опорный подшипник скольжения. Вал и подшипник в целом представляют собой простые полированные цилиндры со смазкой, заполняющей зазор между концом вала и колодками подшипника. Кроме выполнения смазкой функции только "снижения трения" между поверхностями вала и колодок, обеспечивая более легкое скольжение одного по другому, смазка является достаточно толстой, так что, придя во вращение, поверхности вообще не приходят в соприкосновение. Если используется масло, то оно обычно подается в отверстие в подшипнике под давлением, как сделано для нагруженных подшипников.

Такой пример показан на Фиг.1, который является иллюстрацией Фиг.1 патента США №6361215, все содержание которого включено в этот документ посредством ссылки. Фиг.1 показывает опорный подшипник 10 скольжения, в котором помещен вал 12, вращающийся в направлении, как показано стрелкой 14. Опорный подшипник 10 скольжения содержит пять вкладышей 16, которые удерживаются на месте посредством кольца 18. Каждый вкладыш 16 содержит опору 20, вставленную в выемку 22 во вкладыше 16. Опора 20 вкладыша соединена со вставкой 24, которая прикреплена к кольцу 18. У каждой опоры 20 вкладыша и выемки 22 имеются взаимодействующие сферические поверхности, обеспечивающие вкладышу 16 возможность свободно поворачиваться в любом направлении, чтобы соответствовать поверхности вала 12, когда тот вращается. Кроме того, опорный подшипник 10 скольжения имеет устройства 26 подачи масла, равномерно расположенные в кольце 18 с обеспечением подачи масла между вкладышами 16 и валом 12.

Однако когда вал 12 вращается относительно вкладышей 16 выше определенной скорости, одной из проблем, существующих в традиционных турбинах, является масляное голодание. Эта проблема усиливается с увеличением окружной скорости вала. Масляное голодание представляет собой нехватку достаточного количества масла для вращающегося вала и/или вкладышей, так что масляная пленка между валом и вкладышами прерывается, что может привести к высокому трению между валом и вкладышами, приводя к высокой температуре и последующему повреждению.

В ответ на эту проблему вышеупомянутый патент США №6361215 предлагает решение, показанное на Фиг.2, который соответствует Фиг.3 указанного патента. Фиг.2 показывает поверхность 16а вкладыша 16, имеющую передний край 28а и задний край 28b. У вкладыша 16 имеется устройство 26 подачи масла, находящееся в проточном сообщении с углублением 30. Таким образом, масло первоначально подается на поверхность 16а в углубление 30. Оттуда масло захватывается ротором (при вращении в направлении 14) к внутренней части поверхности 16а вкладыша 16. Однако как объяснено в патенте США №6361215 в колонке 5, строки 43-47, масло принудительно подается из центра поверхности 16а к краям 32а и 32b вкладыша 16. Чтобы улучшить распределение масла по поверхности 16а, патент США №6361215 предлагает добавить углубления 34а и 34b на боковых сторонах вкладыша 16, чтобы захватывать масло, перемещающееся из центра вкладыша к краям 32а и 32b для перераспределения этого масла. Таким образом, углубления 34а и 34b в патенте США №6 361 215 имеют две области, первые области 36а и 36b, которые параллельны краям 32а и 32b, и вторые области 38а и 38b, которые расположены под углом, чтобы облегчить распределение масла от боковой стороны к центру вкладыша 16.

Однако этот способ обеспечивает перераспределение масла только вблизи заднего края 28b, где расположены вторые области 38а и 38b углублений 34а и 34b, при этом перераспределение происходит от краев вкладыша 16 к центру вкладыша 16. Таким образом, перераспределение масла ограничено геометрией вторых областей 38а и 38b. Фиг.3 показывает распределение давления масла по ширине W вкладыша 16, и иллюстрирует, почему масло из центра поверхности 16а, изображенной на Фиг.2, принудительно проходит к краям 32а и 32b при вращении вала 12.

Другой проблемой, которая может появиться в традиционной турбине, является кавитация. Кавитация представляет собой формирование пузырей пара протекающей жидкости (например, масла) в области, в которой давление жидкости падает ниже давления ее пара. Поскольку ротор вращается с высокой скоростью, давление масла может упасть ниже давления его пара, приводя к кавитации и формированию ударных волн. Поскольку ударные волны, образованные кавитацией, достаточно сильны, чтобы значительно повредить движущиеся детали, кавитация является нежелательным явлением.

Поскольку окружная скорость вала в новых применениях требует скоростей, выше заранее установленной скорости вышеупомянутые вкратце изложенные проблемы должны быть рассмотрены и решены для этих применений, чтобы механизм мог функционировать надлежащим образом. Хотя вышеупомянутые проблемы были обсуждены в контексте опорных подшипников скольжения, эти проблемы имеются и в других подшипниках, в которых вал вращается относительно вкладышей с высокой скоростью.

Соответственно, было бы желательно обеспечить устройства, системы и способы, которые свободны от описанных выше проблем и недостатков, а также и других проблем и недостатков, которые станут понятны специалистам после рассмотрения раскрытого ниже предмета изобретения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с одним иллюстративным вариантом выполнения предложен подшипник, который содержит кольцо, имеющее по меньшей мере одну удерживающую головку, по меньшей мере один вкладыш, расположенный в кольце и имеющий нижнюю выемку, выполненную с возможностью помещения указанной по меньшей мере одной удерживающей головки, механизм распределения масла, выполненный с возможностью введения масла на переднем крае указанного по меньшей мере одного вкладыша с обеспечением протекания к его заднему краю, и механизм перераспределения масла на указанном по меньшей мере одном вкладыше, выполненный с возможностью перераспределения масла от заднего края указанного по меньшей мере одного вкладыша к его переднему краю. Передний край представляет собой первый край, а задний край представляет собой второй край по меньшей мере одного вкладыша, встречающийся при перемещении вдоль окружности кольца в направлении вращения ротора, поддерживаемого указанным по меньшей мере одним вкладышем.

В соответствии с другим иллюстративным вариантом выполнения предложен вкладыш, предназначенный для размещения в подшипнике. Вкладыш содержит основную часть, имеющую нижнюю выемку, выполненную с возможностью помещения удерживающей головки кольца подшипника, механизм распределения масла, выполненный с возможностью введения масла на переднем крае вкладыша с обеспечением протекания к заднему краю вкладыша, и механизм перераспределения масла на вкладыше, выполненный с возможностью перераспределения масла от заднего края вкладыша к его переднему краю. Передний край представляет собой первый край, а задний край представляет собой второй край вкладыша, встречающийся при перемещении вдоль окружности кольца в направлении вращения ротора, поддерживаемого вкладышем.

В соответствии с другим иллюстративным вариантом выполнения предложен способ формирования механизма перераспределения масла на вкладыше опорного подшипника скольжения, выполненного с возможностью поддержания ротора. Способ включает формирование от боковой стороны вкладыша прямого прохода во вкладыше, который проходит вдоль длины вкладыша, формирование первого и второго каналов, проходящих через поверхность вкладыша, которая обращена к ротору, в радиальном направлении, которое по существу перпендикулярно длине вкладыша, при этом первый и второй каналы находятся в проточном сообщении с проходом, и блокирование конца прохода, находящегося в проточном сообщении с боковой стороной вкладыша с предотвращением протекания жидкости из прохода.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Сопровождающие чертежи, которые включены в это описание и составляют его часть, иллюстрируют один или большее количество вариантов выполнения и вместе с описанием объясняют эти варианты выполнения. На чертежах:

Фиг.1 схематически изображает обычный опорный подшипник скольжения;

Фиг.2 изображает поверхность вкладыша опорного подшипника скольжения, показанного на Фиг.1;

Фиг.3 представляет собой график распределения давления по ширине вкладыша, изображенной на Фиг.2;

Фиг.4 схематически изображает опорный подшипник скольжения в канале и/или в углублении, выполненном для перераспределения масла, в соответствии с иллюстративным вариантом выполнения;

Фиг.5 схематически изображает поверхность вкладыша, имеющую канал для перераспределения масла, в соответствии с иллюстративным вариантом выполнения;

Фиг.6 представляет собой график, изображающий распределение давления масла по центральной области вкладыша, в соответствии с иллюстративным вариантом выполнения;

Фиг.7 иллюстрирует распределение давления масла по поверхности вкладыша, в соответствий с иллюстративным вариантом выполнения;

Фиг.8 изображает поперечное сечение вкладыша, имеющего канал, в соответствии с иллюстративным вариантом выполнения;

Фиг.9 изображает поверхность вкладыша, имеющего два канала, в соответствии с иллюстративным вариантом выполнения;

Фиг.10 изображает поверхность вкладыша, имеющую несколько каналов, в соответствии с иллюстративным вариантом выполнения;

Фиг.11 изображает поверхность вкладыша, имеющую углубления для перераспределения масла, в соответствии с иллюстративным вариантом выполнения;

Фиг.12 изображает поверхность вкладыша, имеющую несколько углублений, в соответствии с иллюстративным вариантом выполнения;

Фиг.13 изображает поверхность вкладыша, имеющую каналы и углубления, в соответствии с иллюстративным вариантом выполнения;

Фиг.14 изображает вкладыш, имеющий каналы для обратного переноса масла, в соответствии с иллюстративным вариантом выполнения;

Фиг.15 изображает вкладыш, имеющий каналы, которые не параллельны углублениям, в соответствии с иллюстративным вариантом выполнения; и

Фиг.16 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую этапы способа формирования механизма перераспределения масла во вкладыше, в соответствии с иллюстративным вариантом выполнения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Следующее описание иллюстративных вариантов выполнения приведено со ссылкой на сопровождающие чертежи. На различных чертежах одни и те же номера позиций обозначают те же самые или подобные элементы. Последующее подробное описание не ограничивает изобретение. Вместо этого объем изобретения определяется приложенной формулой изобретения. Следующие далее варианты выполнения обсуждаются, для простоты, в отношении терминологии и конструкции опорных подшипников скольжения. Однако обсуждаемые далее варианты выполнения не ограничены этими конструкциями и системами, а могут быть применены к другим подшипникам и системам, которые содержат вал или ротор, который вращается и поддерживается вкладышами.

Ссылка повсюду в этом описании на "один вариант выполнения" или "вариант выполнения" означает, что конкретный признак, конструкция или характеристика, описанная в связи с вариантом выполнения, включена по меньшей мере в один вариант выполнения раскрытого предмета изобретения. Таким образом, появление фраз "в одном варианте выполнения" или "в варианте выполнения" в различных местах этого описания необязательно относится к одному и тому же варианту выполнения. Кроме того, конкретные признаки, конструкции или характеристики могут быть объединены любым подходящим образом в одном или нескольких вариантах выполнения.

В соответствии с иллюстративным вариантом выполнения, изображенном на Фиг.4, опорный подшипник 40 скольжения содержит кольцо 42, которое выполнено с возможностью удержания нескольких вкладышей 44, каждый из которых имеет рабочую поверхность 44а. Вкладыши 44 удерживаются блокировочной пластиной 46, которая препятствует их скольжению в направлении вращения, когда вал (не показан) вращается с высокими скоростями (например, между 100 и 170 м/с или больше) в направлении А. Соответствующие удерживающие пластины 48, предназначенные для предотвращения осевого смещения, удерживают вкладыши 44 вблизи кольца 42. Удерживающие пластины 48 изображены на Фиг.4 прикрепленными к кольцу 42 винтами 50. В других применениях удерживающие пластины 48 могут быть прикреплены к кольцу 42 другими способами, как должны понимать специалисты. Кольцо 42, блокировочная пластина 46 и удерживающие пластины 48 ограничивают заданный объем, в котором вкладыш 44 может поворачиваться вокруг удерживающей головки (не показана). Подробности удержания вкладыша 44 на кольце 42 описаны, например, в заявке на патент США, серийный номер хххх, поданной ууу, названной "Подшипник, Механизм Удержания и Способ Удержания по меньшей мере Одного Вкладыша", которая принадлежит первому автору С.Пэломба настоящей заявки, причем все раскрытие этого документа включено в настоящий документ посредством ссылки.

В соответствии с иллюстративным вариантом выполнения, изображенным на Фиг.5, на поверхности 44а вкладыша 44 могут быть выполнены различные углубления и/или каналы для помощи обратному переносу масла. Чтобы определить процесс обратного переноса масла, считается, что ротор (не показан на Фиг.5) вращается с заданной внешней скоростью V (линейной скоростью точки на роторе, наиболее удаленной от оси вращения ротора), а направление вращения относительно вкладыша 44 - от переднего края 52а к заднему краю 52b. Края вкладыша 44, которые соединяют передний край 52а с задним краем 52b, обозначены как 54а и 54b. Прямой перенос масла происходит, когда масло между вкладышами 44 и ротором перемещается в направлении от переднего края 52а к заднему краю 52b. Обратный перенос масла происходит, если масло перемещается во встречном направлении, то есть от заднего края 52b к переднему краю 52а.

Фиг.2 иллюстрирует традиционный вкладыш, в котором для перераспределения масла используется прямой перенос масла. Считается, что вкладыш может испытывать прямой перенос масла, когда скорость ротора относительно вкладыша низка (меньше чем 70 м/с). Однако для более высоких скоростей и для различных расположений углублений и или каналов считается, что преобладает обратный перенос масла, как будет обсуждено далее.

Фиг.5 показывает вариант выполнения, в котором во вкладыше 44 выполнены только каналы. Один канал 56 может включать входной канал 56а, выходной канал 56b и проход 56с, соединяющий входной канал 56а с выходным каналом 56b. Следует отметить, что входной канал 56а предусмотрен ближе к заднему краю 52b, чем к переднему краю 52а, по следующей причине. Хотя на Фиг.5 входной канал 56а и выходной канал 56b показаны расположенными на определенном расстоянии от края 54а, входные и выходные каналы могут быть предусмотрены ближе к краю 54а или ближе к центральной части вкладыша 44. Входной канал 56а и выходной канал 56b изображены на Фиг.8 имеющими канальчатую структуру. Давление, вычисленное вдоль канала 56, показано на Фиг.6. На Фиг.6 также показана часть вкладыша 44 (разрезанная вдоль оси X на Фиг.5) вдоль линии А-А. Следует отметить, что самое высокое давление Р0 ближе к заднему краю 52b. Давление Р1 во входном канале 56а выше, чем давление Р2 в выходном канале 56b, который ближе к переднему краю 52а. Таким образом, перепад давлений ΔР между входным каналом 56а и выходным каналом 56b определяет поток масла. Так как входное отверстие и выходное отверстие расположены на вкладыше, так что их перепад давлений положителен, достигается процесс обратного переноса масла.

Кривая давления, показанная на Фиг.6, зависит от многих факторов, например радиуса подшипника, длины, толщины пленки масла между вкладышем и ротором, вязкости масла, и т.д. Таким образом, кривая давления изменяется от одного опорного подшипника скольжения к другому, и от применения к применению. Однако для данного опорного подшипника скольжения и если для него известны вышеупомянутые факторы, то кривая давления, показанная на Фиг.6, может быть вычислена, например, с использованием уравнения Рейнольдса. Таким образом, для данного опорного подшипника скольжения и конкретных условий желательно, чтобы входной канал 56а был расположен ближе к Р0, а выходной канал 56b был расположен близко к P2. Однако, в зависимости от применения, входной канал 56а и выходной канал 56b необязательно соответствуют точкам высокого и низкого давления, соответственно Р0 и Р2. В одном иллюстративном варианте выполнения у места расположения входного канала 56а давление может быть выше, чем давление у места расположения выходного канала 56b, чтобы способствовать потоку масла назад, то есть от заднего края 52b к переднему краю 52а. При наличии этого распределения давления в канале 56 достигается режим обратного переноса масла.

Фиг.7 иллюстрирует двумерное представление расчетного давления масляной пленки выше вкладыша 44. Цифры от 1 до 8 представляют собой произвольный масштаб от самого высокого давления (8) до самого низкого давления (1). Следует отметить, что в центральной области вкладыша масло будет течь из области 8 к области 1 (см. линию 58), то есть будет осуществлен обратный перенос масла.

Канал 56, как показано на Фиг.8, может быть выполнен рассверливанием отверстия в боковой стороне вкладыша 44 вдоль прямой линии для формирования прохода 56с. Фиг.8 показывает ротор 60, вращающийся в направлении 14 относительно вкладыша 44. Входной канал 56а и выходной канал 56b можно сверлить, пока не будет достигнут проход 56с. Как показано на этом чертеже, как входной канал 56а, так и выходной канал 56b проходят от поверхности 44а во вкладыше 44. Затем к концу прохода 56с может быть привинчен, прикреплен болтами, приварен, и т.д. стопор 62, чтобы предотвратить выход из вкладыша 44 масла, поступающего во входной канал 56а. При работе масло, имеющее более высокое давление во входном канале 56а, чем в выходном канале 56b, входит во входной канал 56а, протекает по проходу 56с и выходит из выходного канала 56b, перераспределяя, таким образом, масло по вкладышу от заднего края к переднему краю.

Этот механизм "перераспределения" масла является добавочным и, кроме того, отличается от механизма "распределения" масла, связанного с каналом 64, который доставляет масло вкладышу 44. На Фиг.8 изображена удерживающая головка 65, выполненная с возможностью удержания вкладыша 44. В соответствии с иллюстративным вариантом выполнения как входной канал 56а, выходной канал 56b, так и проход 56с могут иметь диаметр 4 мм, а проход 56с может иметь длину приблизительно 10 мм. Однако эти числа являются лишь иллюстративными, и они зависят от фактического размера вкладыша, размера и веса ротора, и т.д.

Если два канала 56 выполнены на поверхности 44а вкладыша 44, распределение входных отверстий и выходных отверстий может быть таким, как показано на Фиг.9, то есть входные каналы 56а расположены ближе к заднему краю 52b по сравнению с местом расположения выходных каналов 56b относительно переднего края 52а. Кроме того, входные отверстия и/или выходные отверстия могут быть окружены областью 66, которая приподнята ниже поверхности 44а вкладыша 44, для того, чтобы хранить небольшое количество масла во входном отверстии и/или в выходном отверстии. Область 66 может быть выполнена с различными формами, как должно быть понятно специалистами. Фиг.9 также показывает источник 64 масла и направление 65 потока масла из источника 64.

В соответствии с иллюстративным вариантом выполнения входной канал 56а и выходной канал 56b расположены далеко от краев 54а и 54b, чтобы избежать потенциального режима прямого переноса масла для низких скоростей. Конкретные расстояния, определяющие термин "расположенный далеко", могут варьироваться от применения к применению и зависеть от скорости ротора и других переменных, как должно быть понятно специалистам.

В соответствии с иллюстративным вариантом выполнения, изображенным на Фиг.10, вкладыш может иметь комбинацию больше чем двух каналов 56. Некоторые каналы 56 могут быть выполнены близко к центральной области вкладыша 44, а некоторые каналы 56 могут быть выполнены близко к краям 54а и 54b. Кроме того, в одном применении длина областей 56с для различных каналов 56 отличается, чтобы более однородно покрывать область 44а вкладыша.

В соответствии с иллюстративным вариантом выполнения, изображенным на Фиг.11, вместо того, чтобы иметь каналы 56 с проходом, полностью выполненным под поверхностью 44а вкладыша 44, углубления 80 могут быть выполнены между точками с высоким давлением и низким давлением на поверхности 44а. Каждое углубление 80 имеет первый конец 82а, расположенный ближе к заднему краю 52b, чем второй конец 82b, при этом масло, находящееся на конце 82а, из-за более высокого давления вынуждено протекать ко второму концу 82b, где давление ниже. Углубления 80 могут также обеспечить обратный перенос масла, если углубления расположены таким образом, что давление масла в концевых областях 82а выше, чем давление масла в концевых областях 82b.

В соответствии с иллюстративным вариантом выполнения углубления 80 выполнены таким образом, что ни один из концов 82а и 82b не сообщается с краями 52а и 52b. Полагают, что такие различия между углублениями 80 и углублениями 36а и 36b, показанными на Фиг.2, определяют различные режимы потока масла, то есть режим обратного переноса масла для углублений 80 (Фиг.11) и режим прямого переноса масла для углублений 36а и 36b. Кроме того, углубления 80а могут быть выполнены настолько близко к краям 54а и 54b, насколько это возможно, как показано на Фиг.12. В одном варианте выполнения, как показано на Фиг.12, можно иметь комбинацию углублений 80, выполненных ближе к центральной области вкладыша, и углубления 80а ближе к краям вкладыша. Длина этих нескольких углублений не должна быть одинаковой для всех углублений. В одном применении каждое углубление имеет длину, отличающуюся от длины других углублений, или же пара углублений имеет одну и ту же длину, но отличающуюся от длины других пар углублений, как также показано на Фиг.12.

В иллюстративном варианте выполнения, как показано на Фиг.13, поверхность 44а вкладыша 44 может иметь каналы 56, углубления 80 и углубления 80а и 80b. В одном применении можно иметь каналы 56 и углубления 80 и 80а, расположенные в разном порядке, то есть углубление 80а, канал 56, углубление 80, канал 56, углубление 80, углубление 80а, или в других порядках, как будет понятно специалистам. Кроме того, можно иметь углубления 80, наложенные на каналы 56, причем указанные углубления и каналы имеют одну и ту же длину или различную длину.

В иллюстративном варианте выполнения, показанном на Фиг.14, система распределения 64 масла проиллюстрирована более детально. Выходное отверстие 90 выполнено с возможностью подачи масла в углубление 92, которое проходит от одного края 54а к другому краю 54b, то есть по существу перпендикулярно проходу 56с каналов 56. Углубление 92 выполнено с возможностью накопления масла, поступающего из выходного отверстия 90, и распределение этого масла настолько широко по поверхности 44а вкладыша 44, насколько это возможно. В другом иллюстративном варианте выполнения выходные каналы 56b каналов 56 могут быть снабжены соответствующим углублением 56d для накопления масла, полученного из входного канала 56а, и для распределения этого масла более однородно обратно по поверхности 44а вкладыша 44. В соответствии с еще одним иллюстративным вариантом выполнения выходные отверстия двух или большего количества каналов 56 могут быть соединены тем же самым углублением 56е, как показано на Фиг.14. Число каналов 56 и/или углублений 80 может варьироваться от применения к применению, но предпочтительно лежит в диапазоне от 2 до 4.

В соответствии с другим вариантом выполнения, как показано на Фиг.15, каналы 56 могут быть не параллельными (то есть образовывать угол, меньший чем 90 градусов, более предпочтительно 45 градусов или меньше) с углублениями 80а или между собой. В другом применении углубления 80 и/или углубления 80а могут быть не параллельны краям 54а и 54b.

Одно преимущество одного или большего количества иллюстративных вариантов выполнения, обсужденных выше, состоит в том, что масло перераспределяется без потребности во внешнем источнике энергии, уменьшая, таким образом, масляное голодание на вкладышах.

В соответствии с иллюстративным вариантом выполнения, проиллюстрированным на Фиг.16, предусмотрен способ формирования механизма перераспределения масла на вкладыше опорного подшипника скольжения, выполненного с возможностью поддержания ротора. Способ включает этап 1602 формирования с боковой стороны вкладыша прямого прохода внутри вкладыша, проходящего по всей длине вкладыша; этап 1604 формирования первого и второго каналов через поверхность вкладыша, которая обращена к ротору, в радиальном направлении, которое по существу перпендикулярно длине вкладыша, причем первый и второй каналы находятся в проточном сообщении с проходом; и этап 1606 блокировки конца прохода, находящегося в проточном сообщении с боковой стороной вкладыша, таким образом, чтобы текучая среда не просачивалась из прохода.

Раскрытые иллюстративные варианты выполнения обеспечивают подшипник и вкладыш, имеющие механизм перераспределения масла. Нужно понимать, что это описание не предназначено для ограничения изобретения. Напротив, иллюстративные варианты выполнения распространяются на альтернативы, модификации и эквиваленты, которые включены в сущность и объем изобретения, как определено в приложенной формуле изобретения. Кроме того, в подробном описании иллюстративных вариантов выполнения многочисленные конкретные детали сформулированы, чтобы обеспечить всестороннее понимание заявленного изобретения. Однако специалисты должны понимать, что различные варианты выполнения могут быть осуществлены без таких конкретных деталей.

Хотя признаки и элементы настоящих иллюстративных вариантов выполнения описаны в конкретных комбинациях, каждый признак или элемент могут использоваться каждый по себе, без других признаков и элементов вариантов выполнения, или в различных комбинациях с другими признаками и элементами, раскрытых в этом документе, или без них.

Представленное здесь описание для раскрытия изобретения использует примеры, включая лучший режим, и также обеспечивает возможность любому специалисту осуществлять изобретение на практике, включая создание и использование любых устройств или систем и осуществления любых объединенных способов. Заявляемый объем изобретения определен формулой изобретения и может включать другие примеры, которые могут придти в голову специалистам. Такой другой пример также попадает под объем формулы изобретения, если у него есть конструктивные элементы, которые не отличаются от буквальной формулировки пунктов формулы изобретения, или если они включают эквивалентные конструктивные элементы в пределах, попадающие под буквальную формулировку пунктов формулы изобретения.

1. Подшипник, содержащий:
кольцо, имеющее по меньшей мере одну удерживающую головку,
по меньшей мере один вкладыш, расположенный в кольце и имеющий нижнюю выемку, выполненную с возможностью помещения указанной по меньшей мере одной удерживающей головки,
механизм распределения масла, выполненный с возможностью введения масла на переднем крае указанного по меньшей мере одного вкладыша с обеспечением его протекания к заднему краю указанного по меньшей мере одного вкладыша, и
механизм перераспределения масла на указанном по меньшей мере одном вкладыше, выполненный с возможностью перераспределения масла от заднего края указанного по меньшей мере одного вкладыша к его переднему краю,
при этом передний край представляет собой первый край, а задний край представляет собой второй край указанного по меньшей мере одного вкладыша, встречающийся при перемещении вдоль окружности кольца в направлении вращения ротора, поддерживаемого указанным по меньшей мере одним вкладышем.

2. Подшипник по п.1, в котором механизм перераспределения масла содержит:
по меньшей мере один входной канал, выполненный через поверхность указанного по меньшей мере одного вкладыша ближе к заднему краю, чем к переднему краю,
по меньшей мере один выходной канал, выполненный через поверхность указанного по меньшей мере одного вкладыша ближе к переднему краю, чем к заднему краю, и
проход, выполненный с возможностью соединения указанного по меньшей мере одного входного канала с указанным по меньшей мере одним выходным каналом, причем проход выполнен полностью под поверхностью указанного по меньшей мере одного вкладыша.

3. Подшипник по п.2, в котором весь проход проходит вдоль одной прямой линии.

4. Подшипник по п.2, в котором указанный по меньшей мере один входной канал, указанный по меньшей мере один выходной канал и проход совмещены вдоль центральной области указанного по меньшей мере одного вкладыша.

5. Подшипник по п.2, в котором механизм перераспределения масла дополнительно содержит по меньшей мере одно углубление, выполненное по существу параллельно проходу на поверхности указанного по меньшей мере одного вкладыша.

6. Подшипник по п.1, дополнительно содержащий углубление, проходящее в осевом направлении вдоль указанного по меньшей мере одного вкладыша и выполненное с возможностью проточного сообщения с механизмом перераспределения масла.

7. Подшипник по п.1, в котором механизм перераспределения масла содержит по меньшей мере одно углубление на поверхности указанного по меньшей мере одного вкладыша, выполненное с возможностью прохождения в окружном направлении кольца от переднего края к заднему краю, но без проточного сообщения ни с передним краем, ни с задним краем, так что указанное по меньшей мере одно углубление способствует обратному переносу масла, но не прямому переносу масла,
при этом обратный перенос масла включает перенос масла от заднего края к переднему краю, а прямой перенос масла включает перенос масла от заднего края к следующему вкладышу.

8. Подшипник по п.7, в котором механизм перераспределения масла дополнительно содержит:
по меньшей мере входной канал, выполненный через поверхность указанного по меньшей мере одного вкладыша ближе к заднему краю, чем к переднему краю,
по меньшей мере выходной канал, выполненный через поверхность указанного по меньшей мере одного вкладыша ближе к переднему краю, чем к заднему краю, и
проход, выполненный с возможностью соединения указанного по меньшей мере входного канала с указанным по меньшей мере выходным каналом, причем проход выполнен полностью под поверхностью указанного по меньшей мере одного вкладыша.

9. Подшипник по п.7, в котором указанное по меньшей мере одно углубление целиком проходит вдоль одной прямой линии.

10. Подшипник по п.7, в котором проход образует угол меньше чем 90 градусов с указанным по меньшей мере одним углублением.

11. Вкладыш, предназначенный для размещения в подшипнике, содержащий:
основную часть, имеющую нижнюю выемку, выполненную с возможностью помещения удерживающей головки кольца подшипника,
механизм распределения масла, выполненный с возможностью введения масла на переднем крае вкладыша с обеспечением протекания к заднему краю вкладыша, и
механизм перераспределения масла на вкладыше, выполненный с возможностью перераспределения масла от заднего края вкладыша к его переднему краю,
причем передний край представляет собой первый край, а задний край представляет собой второй край вкладыша, встречающийся при перемещении вдоль окружности кольца в направлении вращения ротора, поддерживаемого вкладышем.

12. Вкладыш по п.11, в котором механизм перераспределения масла содержит:
по меньшей мере входной канал, выполненный через поверхность вкладыша ближе к заднему краю, чем к переднему краю,
по меньшей мере выходной канал, выполненный через поверхность вкладыша ближе к переднему краю, чем к заднему краю, и
проход, выполненный с возможностью соединения указанного по меньшей мере входного канала с указанным по меньшей мере выходным каналом, причем проход выполнен полностью под поверхностью вкладыша.

13. Вкладыш по п.12, в котором весь проход проходит вдоль одной прямой линии.

14. Вкладыш по п.12, в котором указанный по меньшей мере один входной канал, указанный по меньшей мере один выходной канал и проход совмещены вдоль центральной области вкладыша.

15. Вкладыш по п.12, в котором механизм перераспределения масла дополнительно содержит по меньшей мере одно углубление, выполненное по существу параллельно проходу на поверхности вкладыша.

16. Вкладыш по п.11, в котором механизм перераспределения масла содержит:
по меньшей мере одно углубление на поверхности вкладыша, выполненное с возможностью прохождения вдоль окружного направления кольца от переднего края к заднему краю, но без проточного сообщения ни с передним краем, ни с задним краем, так что указанное по меньшей мере одно углубление способствует обратному переносу масла, но не прямому переносу масла,
при этом обратный перенос масла включает перенос масла от заднего края к переднему краю, а прямой перенос масла включает перенос масла от заднего края к следующему вкладышу.

17. Способ формирования механизма перераспределения масла на вкладыше опорного подшипника скольжения, выполненного с возможностью поддержания ротора, включающий:
формирование от боковой стороны вкладыша прямого прохода во вкладыше, который проходит вдоль длины вкладыша,
формирование первого и второго каналов, проходящих через поверхность вкладыша, обращенную к ротору, в радиальном направлении, которое по существу перпендикулярно длине вкладыша, при этом первый и второй каналы находятся в проточном сообщении с проходом, и
блокирование конца прохода, находящегося в проточном сообщении с боковой стороной вкладыша, с предотвращением протекания жидкости из прохода.

18. Способ по п.17, в котором проход формируют полностью под поверхностью вкладыша.

19. Способ по п.17, в котором дополнительно формируют углубления на поверхности вкладыша, которые проходят от заднего края к переднему краю вкладыша, причем передний край представляет собой первый край, а задний край представляет собой второй край вкладыша, встречающийся при перемещении вдоль вкладыша в направлении вращения ротора.

20. Способ по п.19, в котором углубления не сообщаются ни с передним краем, ни с задним краем вкладыша.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к подшипниковым узлам турбокомпрессора. Подшипник включает моновтулку с центральным маслоподводящим каналом и маслораспределительной полостью, на концах которой выполнены опорные пояски.

Согласно одному из примеров реализации, блок опорной втулки содержит внутреннюю втулку. Внешний корпус закреплен с возможностью поворота относительно внутренней втулки.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к смазочным устройствами, и может быть использовано для смазывания подшипников скольжения валов зубчатых передач с масляными ваннами.

Изобретение относится к упорному подшипнику скольжения из синтетической смолы, более точно к упорному подшипнику скольжения из синтетической смолы, применимому в качестве упорного подшипника скольжения в подвеске стоечного типа (подвеске Макферсона) четырехколесного транспортного средства.

Изобретение относится к машине с удерживающим подшипником с антифрикционным слоем из жидкого металла. .

Изобретение относится к триботехнике, а именно к области износостойких подшипников скольжения. .

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, а именно к оборудованию для бурения скважин, содержащему вращающийся отводящий превентор, включающий корпус, содержащий подшипниковый узел.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, а именно к оборудованию для бурения скважин, содержащему вращающийся отводящий превентор, включающий корпус, подшипниковый узел, первую и вторую магистрали для смазки.

Изобретение относится к области машиностроения, а точнее к конструированию моторно-осевых подшипников, используемых на локомотивах железнодорожного транспорта. .

Изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано при проектировании, например, газотурбинных установок, работающих как по замкнутому, так и по открытому циклам, при высоких давлениях наддува в подшипниках и градиентах температур.

Изобретение относится к подшипникам скольжения с рабочей поверхностью из силицированного графита, применяемым в электро- и гидромашинах с валами большого диаметра, преимущественно, в главных циркуляционных насосных агрегатах на АЭС.

Изобретение относится к эластичному подшипнику скольжения, используемому в опорах крупногабаритных, тяжелых и вращающихся элементов, и может использоваться, например, в опоре башни на борту судна, подъемного крана, моста и т.п., где внешние воздействия оказывают на подшипники большие динамические нагрузки.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к опорам скольжения. .

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к турбокомпрессорам, например, для наддува двигателей внутреннего сгорания, в частности к радиальным подшипникам скольжения, и позволяет при его использовании повысить КПД путем улучшения работы радиальных подшипников скольжения.

Изобретение относится к подшипникам скольжения для цилиндрических опор большого диаметра, в частности для тяжелонагруженных мельниц реверсивного вращения, применяемых на рудообогатительных предприятиях или на угледробильных мельницах больших тепловых электростанций.

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к турбиностроению, и может быть использовано в качестве самоустанавливающихся подшипников роторов турбин, работающих при высокой частоте вращения и высокой удельной нагрузке.

Изобретение относится к опоре для защиты сооружений, которая выполнена в виде маятниковой скользящей опоры. .

Изобретение относится к области компрессоростроения и может быть использовано в воздушных центробежных компрессорных машинах, где отсутствуют концевые гидродинамические уплотнения, выполняющие роль демпфера.

Изобретение относится к области турбостроения, в частности к устройству опорных сегментных подшипников скольжения, используемых для роторов высокого давления быстроходных паровых турбин.

Изобретение относится к подшипнику, приспособлению для удержания вкладыша и способу удержания по меньшей мере одного вкладыша в подшипнике. Подшипник содержит кольцо, имеющее по меньшей мере удерживающую головку (44), по меньшей мере один вкладыш (34), который расположен в кольце, имеет нижнюю выемку (42), выполненную с возможностью помещения по меньшей мере удерживающей головки (44), и выполнен с возможностью поворота на по меньшей мере удерживающей головке, и приспособление для удержания, выполненное с возможностью удержания по меньшей мере одного вкладыша (34) в заданном объеме в кольце. Приспособление для удержания выполнено с возможностью приложения удерживающей силы к указанному по меньшей мере одному вкладышу (34), в дополнение к силе, действующей между удерживающей головкой (44) и по меньшей мере одним вкладышем (34), при этом удерживающая сила действует по существу в радиальном направлении кольца, от центра кольца. Технический результат: создание подшипника с присоблением для удержания вкладыша, обеспечивающего надежное удержание вкладыша при высоких скоростях и стабильную работу, что увеличивает срок службы и грузоподъемность. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 14 ил.
Наверх