ПОДШИПНИК СКОЛЬЖЕНИЯ Российский патент 2006 года по МПК F16C33/18 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в опорах валов различных машин, в частности в деревообрабатывающих станках и оборудовании, станках текстильной промышленности и т.п..

Известен подшипник скольжения, который содержит опорную втулку, подпятник вала и антифрикционный вкладыш, расположенный между втулкой и подпятником /SU 1636609, кл. F 16 С 33/18, 1989/.

Недостатком этого подшипника является слабая стойкость к повышенным температурам, возникающим в контакте при повышенных скоростях вращения вала или значительной радиальной нагрузке. Другой недостаток подшипника заключается в сложности конструкции и качестве центрирования вала и втулки, приводящих к нестабильности эксплуатационных свойств подшипников из различных сборок, относительная недолговечность при работе в абразивной среде.

Наиболее близким к заявляемому выбран подшипник скольжения, содержащий опорную втулку и установленный в ней антифрикционный вкладыш с внутренней охватывающей поверхностью для теплопередающего элемента. Охватывающая поверхность вкладыша выполнена с продольными пазами, а теплопередающий элемент - в виде металлических вставок, выполненных из антифрикционного металлического материала, имеющих форму тавра(уголка), которые закреплены в пазах, при этом радиус кривизны рабочей поверхности вставок равен радиусу внутренней поверхности вкладыша /RU 2226240, кл. F 16 C 33/04, 2004/.

Недостатками этого подшипника является высокая сложность изготовления, неудовлетворительная стойкость к повышенным температурам, высокий коэффициент трения, что приводит к значительному износу контактирующих поверхностей, а также низкие демпфирующие свойства подшипника.

Задача изобретения - увеличение стойкости к повышенным температурам и снижение износа.

Технический результат - повышение долговечности подшипника, упрощение его конструкции.

Это достигается тем, что в подшипнике скольжения, включающем опорную втулку и установленный в ней вкладыш, выполненный в виде древесно-металлической комбинации, содержащей теплопередающие элементы из антифрикционного металлического материала, древесно-металлическая комбинация выполнена прессованной с содержанием металлической составляющей от 5 до 25% общего объема материала вкладыша и равномерно распределенной по его толщине и длине. Кроме того, теплопередающие элементы выполнены в виде сферических элементов из антифрикционного металлического материала, например из бронзы. Диаметр металлических включений составляет 0,2-6,5 мм, назначается в зависимости от толщины вкладыша.

Конструкция вкладыша подшипника проще существующих конструкций и более технологична в изготовлении, что снижает трудозатраты при изготовлении. Благодаря тому, что коэффициент теплопроводности антифрикционных металлических материалов гораздо больше, чем у древесины, основное тепло, образующееся при трении, будет выходить через металлические включения, что значительно снижает вероятность термического разложения древесной составляющей, которое может происходить при высоких температурах. Также металлические элементы из антифрикционного материала позволяют понизить коэффициент трения и, соответственно, тепловыделение на фрикционном контакте. С другой стороны, в сравнении с металлическими материалами древесина обладает свойством в значительно большей степени демпфировать механические колебания в подшипниковом узле. Таким образом, заявляемый древесно-металлический подшипник скольжения обладает большей грузоподъемностью при сохранении свойств гасителя колебаний, возникающих в системе.

Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором показан осевой разрез подшипника скольжения. Подшипник скольжения содержит опорную втулку 1 и вкладыш 2, выполненный в виде древесно-металлической комбинации. Древесно-металлическая комбинация выполнена прессованной, содержит металлическую составляющую 3 в виде сферических тел диаметром 0,2-6,5 мм и составляющую 5-25% общего объема материала вкладыша. Металлические включения диаметром менее 0,2 мм сложно имплантировать, а внедрение сферических тел свыше 6,5 мм приводит к разрушению древесины. Диапазон металлической составляющей 5-25% требуется для понижения коэффициента трения и увеличения коэффициента теплопроводности.

Подшипник скольжения работает следующим образом: подшипник устанавливают на его рабочее место в машине так, что вкладыш 2 и металлические включения 3 взаимодействуют с шейкой вала 4. При работе машины нагрузка, вследствие наличия металлической составляющей, перераспределяется между вкладышем и металлическими включениями. В результате работы сил трения в зоне контакта на рабочих поверхностях выделяется тепло, распределяемое за счет вращательного движения по всей внутренней поверхности подшипника. Тепло отводится на вал и через вкладыш на опорную втулку и далее в корпус механизма. Наличие металлических включений 3 способствует увеличению теплоотдачи в окружающую среду.

Результаты проведенных испытаний (см. таблицу) подтвердили реальность решения поставленной задачи.

Таблица
Основные параметры и соотношения элементов антифрикционного вкладыша и металлических включений Форма металлической составляющейДоля металлической составляющей в общем объеме вкладыша, %Площадь поперечного сечения металлической вставки, мм²Размеры металлической составляющей, ммРаспределение металлической составляющей по толщине вкладышаРаспределение металлической составляющей по рабочей площади вкладышаРабочая температура подшипника, °CКоэффициент трения после приработкиВеличина линейного износа образцов за 200 мин испытаний на изнашивание, мкм Подшипник скольженияпрототиптавр4,8-6,89-93 локальноелокальное1020,0234,9предлагаемыйсфера5,0-25,0 0,2-6,5равномерноеравномерное960,0193,4Испытания проводились при скорости скольжения 0,8 м/с, давлении 0,8 МПа, использовалась смазка - масло индустриальное.

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться в опорах валов различных машин, в частности в станках деревообрабатывающей и текстильной промышленности. Подшипник скольжения включает опорную втулку и установленный в ней вкладыш, выполненный в виде древесно-металлической комбинации, содержащей теплопередающие элементы из антифрикционного металлического материала. Древесно-металлическая комбинация выполнена прессованной с содержанием металлической составляющей от 5 до 25 процентов общего объема материала вкладыша и равномерно распределенной по его толщине и длине. Теплопередающие элементы металлической составляющей имеют сферическую форму диаметром 0,2-6,5 мм. Технический результат - повышение долговечности подшипника и упрощение его конструкции. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1. Подшипник скольжения, включающий опорную втулку и установленный в ней вкладыш, выполненный в виде древесно-металлической комбинации, содержащей теплопередающие элементы из антифрикционного металлического материала, отличающийся тем, что древесно-металлическая комбинация выполнена прессованной с содержанием металлической составляющей от 5 до 25% общего объема материала вкладыша и равномерно распределенной по его толщине и длине.2. Подшипник скольжения по п.1, отличающийся тем, что теплопередающие элементы металлической составляющей имеют сферическую форму диаметром 0,2-6,5 мм.