Упругий самоустанавливающийся сегмент подпятника

 

О П И С А Н И Е 00649898

ИЗОБРЕТЕНИЯ, Союз Советских

Социалистических

Республик

g. %6 ф -4 .б

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.12.76 (21) 2432485/25-27 с присоединением заявки М— (51) М. Кл.:-

F 16С 17/08

Государственный комитет (23) П р и ор итет по делам изобретений (43) Опубликовано 28,02.79. Бюллетень М 8 (53) УДК 621.822.2 (088.8) и открытий (45) Дата опубликования описания 28.02.79 (72) Авторы изобретения Д. С. Коднир, Ю. И. Байбородов, А. В. Терещенко, А. П. Савинов, И. Б. Покровский, А. А. Романов и А. П. Павлов (71) Заявители Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт имени академика С. П. Королева и Волжская ГЭС имени В. И. Ленина (54) УПРУГИИ САМОУСТАНАВЛИВАЮЩИЙСЯ СЕГМЕНТ

ПОДШИПНИКА

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в подшипниках гидроагрегатов, имеющих антифрикционное покрытие, например, из упругодеформирующегося металлопластмассового материала.

Известен упругий самоустанавливающийся сегмент подшипника, выполненный с одинаково возрастающей от всех кромок сегмента к центру толщиной (1).

Недостатком известного сегмента является невозможность обеспечения оптимальной формы зазора при работе подшипника изза несоответствия изменения жесткости сегмента эпюре, возникающих в смазочном слое давлений, что приводит к снижению несущей способности.

Целью изобретения является повышение несущей способности подшипника, за счет обеспечения оптимальной формы рабочего зазора при работе подшипника.

Указанная цель обеспечивается тем, что часть сегмента с возрастающей от входной кромки к центру толщиной выполнена большей длины и более пологой, чем часть сегмента с возрастающей от выходной кромки к центру толщиной.

Сегмент может быть выполнен с возрастающей толщиной со стороны рабочей и опорной поверхностей.

На фиг. 1 изображен упругий самоустанавливающийся сегмент подшипника в сечении по окружности со ступенчатым изменением толщины; на фиг. 2 — упругий

5 самоустанавливающийся сегмент подшипника в сечении по окружности с плавным изменением толщины сегмента; на фиг. 3— упругий самоустанавливающийся сегмент подшипника в сечении окружности с линей10 ным изменением толщины сегмента, а также эпюра давлений в масляном клине сегмента с постоянной толщиной.

Сегмент содержит корпус 1, к которому с помощью клея либо припоя присосдпне15 но эластичное упруго-деформирующееся антифрикционное покрытие 2. Поверхность трения сегмента выполнена из трех участков: горизонтального 3 из двух наклонных

4 и 5 в зоне входной и выходной кромок.

20 Наклонные участки 4 и 5 могут быть криволинейной выпуклой формы, либо прямолинейной формы.

В плане участки 4 и 5 имеют форму трапеции, большое основание которой распо25 ложено на внешней кромке сегмента.

Наклонный участок 4 у входной кромки сегмента выполнен с большей длиной и расположен под меньшим углом к рабочей поверхности 3, чем наклонный участок 5

30 вблизи выходной кромки сегмента.

649898

Сегмент может быть выполнен с изменяющейся со стороны опорной поверхности G толщиной.

Изменение толщины сегмента в окружном направлении может быть ступенчатым по линии 7, плавно изменяющимся по выпуклой кривой 8 и по вогнутой кривой 9, а также может быть линейным по прямой 10.

При этом участки 7 — 10 вблизи входной кромки сегмента выполнены большей длины и более пологими, чем участки опорной поверхности 11 — 14 вблизи выходной кромки сегмента.

Сегмент работает следующим образом, Под действием гидродинамических давлений происходит упругая контактная деформация эластичного покрытия 2.

В результате упругой деформации поверхность трения изменит свои первоначальные очертания, что приведет в нежелательному перераспределению формы зазора между пятой 15 и поверхностью антифрикционного покрытия 2 сегмента.

В этом случае после пуска, под действием гидродинамических давлений, происходит упругая контактная деформация, ведущая к возникновению расширяющегося зазора на входе сегмента и резкому снижению несущей способности.

Это отрицательное явление компенсируется за счет выполнения сегмента с изменяющейся толщиной, в частности, выполнения наклонных участков 4 и 5 на рабочей поверхности 3. Зная модуль упругости материала покрытия 2 и эпюру гидродинамических давлений, можно определить величину и форму наклонных участков 4 и 5, которые, как показывают расчеты, при оптимальном варианте имеют криволинейную выпуклую форму, отличаются по длине и высоте и несимметрично расположены относительно радиальной оси симметрии сегмента. Однако в целях упрощения технологии изготовления криволинейную поверхность наклонных участков 4 и 5 можно заменить прямолинейной, без существенного снижения несущей способности сегмента.

Компенсация этого отрицательного эффекта, с помощью одних только наклонных участков 4 и 5, бывает не всегда достаточна, так выполнение слишком большого клина на наклонных участках 4 и 5, может привести к нежелательному снижению несущей способности сегмента в период пуска. При этом может случиться так, что при слишком больших углах наклона участков 4 и 5, сегмент не может обеспечить выход на режим гидродинамического жидкостного трения.

С целью повышения несущей способности эластичного сегмента в период пуска, величина угла наклона участков 4 и 5 делается такой, что исходная геометрия покрытия 2 не полностью компенсирует отрицательный эффект упругих контактных деформаций, а остальная их часть компенсируется за счет изгибной деформации сегмента относительно точки опоры, получению оптимальной формы зазора при дальнейшем увеличении нагрузки.

Изгибная деформация сегмента определяется изгибной жесткостью сегмента, тр-. буемая величина которой достигается за счет выполнения сегмента в окружном направлении с переменной толщиной со стороны опорной поверхностью 6.

В связи с тем, что для всех используемых в опорах скольжения упруго-деформирующихся материалов можно определять модуль упругости, получена возможность на основании контактно-гидродинамической теории смазки определять оптимальную величину наклонных участков 4 и 5 и с учетом изгибных деформаций сегмента, определяемых его переменной толщиной в окружном направлении, создавать конструкции сегментов с геометрией, обеспечивающей максимальную несущую способность.

Формула изобретения

1. Упругий самоустанавливающийся сегмент подшипника, выполненный с возрастающей от входной и выходной кромок к центру сегмента толщиной, о т л и ч а ющи йся тем, что, с целью повышения несущей способности, часть сегмента с возрастающей от входной кромки к центру толщиной выполнена большей длины и более пологой, чем часть сегмента с возрастающей от выходной кромки к центру толщиной.

2. Упругий самоустанавливающийся сегмент подшипника по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что он выполнен с возрастающей со стороны рабочей и опорной поверхности толщиной.

Экспертизой не включен в формулу изобретения признак, характеризующий наличие эластичного покрытия у сегмента, как сужающего объем изобретения, так как поставленная заявителем цель обеспечивается в любом типе упругого сегмента (с покрытием и без него) .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Акцептованная заявка Японии

ХО 48 — 2737, кл. 53А 213, 1973.

649898

Pga. У

Составитель И. Крылова

Техред А. Камышникова

Редактор А. Абрамов

Корректор 3. Тарасова

Типография, лр. Слпуиова, 2

Заказ 176/5 Изд. № 211 Тираж 1138 Подписное

НПО Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5