ОПОРНЫЙ УЗЕЛ ВАЛА Российский патент 1995 года по МПК F16C17/04 F16C23/02 

Изобретение относится к подшипникам скольжения сухого трения и может найти применение технике, где требуется повышение герметичности, мощности, быстроходности, точности, долговечности при повышенных температурах, например до 2000^оС.

Известны подшипники скольжения сухого трения [1], включающие вал и металлокерамическую втулку, работающие на твердой смазке, например графит, дисульфид молибдена, моногидроокись железа и др. В данных подшипниках площадь фактического контакта составляет часть периметра вала, т.е. коэффициент перекрытия составляет 0,16, поэтому герметичности нет.

Целью предложенного опорного узла является создание герметичного подшипника скольжения сухого трения, работающего при высокой температуре и повышенных скоростях вращения вала.

Это достигается тем, что антифрикционный элемент выполнен в виде порошковой (сыпучей) массы, которая поджата поршнем гидроцилиндра, выполненным в виде кольца, торец которого уплотнен по цилиндрическим поверхностям в кольцевом зазоре между валом и корпусом, причем опорный узел снабжен датчиком осевого положения вала и включенным в линию слива из рабочей полости гидроцилиндра следящим золотником с приводом, связанным с датчиком.

На чертеже показан опорный узел вала, продольный разрез. Опорный узел вала состоит из обоймы 1, в которой расположены вращающийся полый вал 2 и фланцы 3, фиксирующие определяющий зазор (незначительно превышающий величину зерен порошка) с буртом вала 2. Между валом и фланцами заключена сыпучая порошковая масса 4 с низким коэффициентом внутреннего (объемного) трения, которая расположена между гидроцилиндрами 5 и 6. Один из гидроцилиндров 6 соединен со следящим золотником 7 и с датчиками 8, которые фиксируют зазор между фланцами 3 и буртом вала 2. Вал центрируется во фланцах 3 при наличии технологических втулок, которые после поджатия гидроцилиндрами сыпучего порошка убираются.

При работе подается давление в гидроцилиндры 5 и 6. Пусть в гидроцилиндр 6 подается давление несколько больше, чем в гидроцилиндр 5. Импульс с датчиков 8 подается на следящий золотник 7, который регулирует давление рабочей жидкости (частичным дросселированием ее на слив), а следовательно, и усилием в гидроцилиндре 6, который выставляет бурт вала 2 с заданными зазорами. Затем приводится во вращение полый вал 2, через который может передаваться рабочая среда от неподвижного органа к вращающемуся органу.

В предлагаемом опорном узле вала осуществляется сложное объемное трение в порошке. Твердое сыпучее вещество, например графит, индий, имея низкий коэффициент объемного трения под давлением, удерживает вал 2 с радиальным зазором в полых поршнях гидроцилиндров 5 и 6, а значит и, бурт вала 2 с радиальным зазором в обойме.

Выдавливание твердой сыпучей смазки под давлением в малый зазор практически прекращается (точнее, сводится к минимуму) после установившегося рабочего режима, чем обеспечивается относительная долговечность герметичного подшипника (в котором коэффициент перекрытия равен единице), обусловленная элементом хрупкости порошкообразного сыпучего твердого вещества. Трение развивается в объемах твердого порошка в зоне касания его с валом.

Использование: опорные узлы сухого трения. Сущность изобретения: узел содержит вал с опорным буртом, размещенный в кольцевом зазоре корпуса. Между валом и корпусом размещен антифрикционный элемент в виде порошковой массы. Узел выполнен со средством поджатия антифрикционного элемента. Средство поджатия выполнено в виде гидроцилиндра со следящим сливным золотником с приводом. В узле размещен датчик осевого положения вала, связанный со следящим сливным золотником. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. ОПОРНЫЙ УЗЕЛ ВАЛА, содержащий опорный бурт, жестко связанный с валом, антифрикционный элемент, размещенный в кольцевом зазоре между валом и корпусом, и средство поджатия антифрикционного элемента к опорному бурту, выполненное в виде гидроцилиндра, рабочая полость которого подключена к источнику давления, отличающийся тем, что, с целью повышения герметичности, надежности в работе узла при высоких температурных нагрузках и скоростях вращения вала, антифрикционный элемент выполнен в виде порошковой массы, поршень гидроцилиндра выполнен в виде кольца, торец которого уплотнен по цилиндрической поверхности в кольцевом зазоре между валом и корпусом, причем опорный узел снабжен датчиком осевого положения вала, а гидроцилиндр снабжен следящим сливным золотником с приводом, связанным с датчиком. 2. Узел по п.1, отличающийся тем, что уплотнение поршня выполнено бесконтактного типа.