ОРГАН НАПРАВЛЕНИЯ ПОДВИЖНОЙ ДЕТАЛИ Российский патент 2008 года по МПК F16C31/02 

Настоящее изобретение относится к органу направления подвижной детали, например вращающегося и/или перемещающегося вала, либо к тяге цилиндрической формы, либо к органу направления детали с шаровым шарниром.

Известны случаи использования цилиндрических колец для обеспечения прецизионного позиционирования вала при одновременном обеспечении его вращения по направляющим или скольжения. Для облегчения движения и одновременного снижения износа трущихся деталей используются детали с низким коэффициентом трения и высокой стойкостью к износу. Указанные материалы могут использоваться как для изготовления целиком всего кольца, так и для изготовления только тонких его слоев, располагаемых на подложках, обеспечивающих механическую прочность этих слоев.

Например, известны случаи использования колец из металла или металлического сплава, например из сплава на основе бронзы, с нанесением в отдельных случаях на их рабочую поверхностность лака, предназначенного для облегчения условий скольжения вала.

Другие кольца, применяемые, как правило, всухую (без дополнительной смазки) изготовляются из пластмасс или же содержат металлическую подложку или рубашку, обеспечивающую им механическую прочность, причем направляющие поверхности последних покрываются материалом, обладающим низким коэффициентом трения.

Известны случаи применения этих колец, когда они в процессе своей эксплуатации подвергаются воздействию высоких напряжений, обусловленных, например, наличием высокого давления, повышенной скорости скольжения или повышенной температуры, причем последние часто сопровождаются вибрациями или ударами, передаваемыми ведомому валу, что приводит к быстрому износу этих колец и связано с опасностью их разрушения.

В тех случаях, когда с целью уменьшения износа и увеличения срока службы используются металлические кольца, приходится сталкиваться в итоге с проблемой заедания.

Известны также предложения использовать в качестве конструкционного материала при изготовлении колец керамику ввиду того, что этот материал имеет значительную твердость и относительно низкий коэффициент трения, например, равный приблизительно 0,3, а также повышенную стойкость к воздействию многочисленных физических и химических веществ.

К тому же керамические кольца изготовляются методом фриттирования, позволяющим получать изделия сложной формы. Однако кольца, изготовленные из такого материала как керамика, имеют ряд недостатков, в частности повышенную жесткость, практически нулевую эластичность и хрупкость по отношению к ударам, что ограничивает срок их службы ввиду того, что эти кольца не способны деформироваться и в случае износа своих контактных поверхностей повреждаются, вследствие чего возникает рабочий зазор, способный привести к их разрыву.

Эти проблемы износа и выхода из строя антифрикционных колец могут иметь негативные последствия, в частности в случае их применения в аэронавтике, то есть тогда, когда износ или разрыв подшипника могут привести к остановке или к разрушению двигателя.

Задачей предлагаемого изобретения является, в частности, нахождение простого и эффективного решения выше перечисленных проблем.

Задача решается тем, что в пустотелом органе направления подвижной детали, содержащем по меньшей мере одну внутреннюю поверхность трения и скольжения и одну наружную поверхность трения и скольжения, согласно изобретению, указанные поверхности органа направления состоят из отделенных друг от друга керамических элементов, установленных на связующем материале.

Целесообразно, чтобы указанный связующий материал представлял собой упруго-деформируемый материал, отлитый или залитый поверх керамических элементов.

Целесообразно также, чтобы указанный связующий материал был уложен в литьевую форму до монтажа керамических элементов.

Целесообразно также, чтобы керамические элементы имели выступающие участки, предназначенные для их крепления на связующем материале методом фальцовки или с помощью клипс.

Целесообразно также, чтобы указанный выше связующий материал был углублен внутрь контактной поверхности, образованной керамическим элементами.

Целесообразно также, чтобы по меньшей мере некоторые из керамических элементов образовывали внутреннюю поверхность контакта и наружную поверхность контакта.

Предпочтительно, чтобы орган направления содержал первые керамические элементы, образующие внутреннюю поверхность контакта с подвижной деталью, и вторые керамические элементы, образующие наружную поверхность контакта.

Предпочтительно также, чтобы в состав связующего материала керамических элементов входила рубашка жесткой конструкции, выполненная, например, из металла и расположенная на ее стороне, противоположной контактной поверхности, образованной керамическими элементами.

Предпочтительно также, чтобы связующий материал керамических элементов был выполнен из эластомера, например из силиконового эластомера, металлического сплава, композитного материала или полиамидной смолы, устойчивого к воздействию высоких температур.

Предпочтительно также, чтобы керамические элементы были выполнены в виде пластинок или блоков параллелепипедной формы с плоскими и/или изогнутыми гранями.

Предпочтительно также, чтобы орган направления образовывал цилиндрическую втулку вращения, позволяющую направлять вал или тягу цилиндрической формы.

Предпочтительно также, чтобы указанные керамические элементы простирались практически по всей длине органа направления.

Полезно, чтобы орган направления включал в себя керамические элементы, расположенные последовательно по всей длине органа направления и сдвинутые друг относительно друга на определенный угол.

Полезно также, чтобы орган направления был снабжен на одном из своих торцов заплечиком, образованным связующим материалом.

Полезно также, чтобы указанный заплечик содержал керамические элементы, расположенные по меньшей мере на одной из его сторон.

Полезно также, чтобы орган направления образовывал шайбу, содержащую керамические элементы, расположенные по меньшей мере на одной из ее сторон.

Полезно также, чтобы связующий материал керамических элементов осуществлял также функции обеспечения уплотнения, в частности обеспечения плотного аксиального контакта с подвижной деталью или с ее опорным устройством, причем как непосредственно, за счет взаимодействия форм контактирующих устройств, так и косвенно, за счет использования герметизирующего уплотнения.

Целесообразно, чтобы орган направления образовывал подшипник, обеспечивающий вращение по направляющим в турбореактивном двигателе лопатки с переменным углом установки.

Целесообразно также, чтобы орган направления образовывал шарнир, обеспечивающий направление детали при выполнении ею шарнирного перемещения, причем это перемещение обеспечивалось керамическими элементами, образующими сферическую поверхность.

Объектом предлагаемого изобретения является орган направления, обладающий низким коэффициентом трения и высокой стойкостью к износу, а, кроме того, достаточной ударной вязкостью, позволяющей ему выдерживать без отрицательных последствий определенную деформацию и высокие механические напряжения.

Основным преимуществом органа направления согласно изобретению является то, что его конструкция предоставляет возможность сочетать высокую твердость поверхности контакта с подвижной деталью с определенной ударной вязкостью, которые в свою очередь позволяют ему воспринимать деформацию без риска разрыва. Помимо прочего контактная поверхность указанного органа фракционирована и образуется отделенными друг от друга элементами, способными деформироваться независимо друг от друга таким образом, что указанная поверхность контакта приобретает возможность выдерживать без последствий различные местные напряжения.

Указанная выше подложка, укладываемая в форму до монтажа керамических элементов, имеет вид, например, металлической клетки или другой аналогичной ей конструкции.

Керамические элементы могут находиться либо в одновременном контакте с подвижной деталью и с опорным устройством этой детали, что позволяет уменьшить количество элементов, например, в том случае, когда орган направления имеет небольшие размеры, либо в контакте только с подвижной деталью или только с опорным устройством, что позволяет обеспечить более высокую упругость органа направления.

Орган направления, согласно изобретению, может быть также выполнен в виде шаровой опоры, обеспечивающей направление подвижной детали при выполнении ею шарнирного перемещения, причем этот шарнир содержит керамические элементы со сферической поверхностью.

Согласно одному из вариантов изобретения орган направления содержит муфту или рубашку, расположенную на его стороне, противоположной стороне, ограничивающейся керамическими элементами.

В качестве конструкционного материала для изготовления подложки может, например, использоваться силиконовый эластомер типа КТУ, который отличается стойкостью к воздействию повышенных температур (порядка 300°С), металлические сплавы, композитные материалы и полиамидная смола, также отличающиеся стойкостью к воздействию высоких температур.

Настоящее изобретение может быть использовано в конструкции антифрикционной втулки, применяемой для обеспечения вращения по направляющим в турбореактивном двигателе лопатки с переменным углом установки.

Предлагаемое изобретение и его характеристики и преимущества станут более понятными из описания, приведенного ниже в качестве примера и со ссылками на прилагаемые фигуры чертежей, в числе которых:

Фиг.1 представляет собой чертеж общего вида керамических элементов органа направления согласно изобретению,

Фиг.2 представляет собой чертеж общего вида этого органа направления,

Фиг.3 представляет собой поперечный разрез органа направления, изображенного на фиг.2,

Фиг.4, 5, и 6 представляют собой чертежи с видами, аналогичными тем, которые приведены на фиг.1, 2 и 3, и касаются одного из вариантов осуществления рассматриваемого изобретения,

Фиг.7 представляет собой чертеж общего вида керамических элементов согласно другому варианту осуществления изобретения,

Фиг.8 представляет собой чертеж общего вида подшипника в сборе, содержащего элементы, изображенные на фиг.7,

Фиг.9 представляет собой поперечный разрез подшипника, изображенного на фиг.8,

Фиг.10 представляет собой поперечный разрез варианта подшипника, изображенного на фиг.9,

Фиг.11 представляет собой чертеж общего вида другого варианта подшипника, изображенного на фиг.2,

Фиг.12 дает общее схематическое представление поперечного разреза средств привода лопатки с переменным углом фиксации, установленной в турбореактивном двигателе,

Фиг. с 13 по 16 представляют собой чертежи общего вида различных компонентов шарнира, согласно изобретению.

Согласно способу осуществления рассматриваемого изобретения, представленному на фиг. с 1 по 3, орган направления, согласно изобретению, представляет собой подшипник скольжения 1, используемый для обеспечения вращения по направляющим и/или перемещения вала или тяги цилиндрической формы. Указанный подшипник имеет цилиндрическую форму вращения, содержащую внутреннюю поверхность направления вала. Этот подшипник содержит два коаксиально установленных блока (внутренний и наружный), каждый из которых оснащен, как минимум, тремя керамическими элементами, которые образуют внутреннюю цилиндрическую контактную поверхность трения и скольжения и наружную цилиндрическую контактную поверхность трения и скольжения.

Первый из указанных блоков состоит из внутренних элементов 2, а второй блок - из наружных элементов 4, образованных керамическими пластинами параллелепипедной формы. Внутренние пластинки 2 имеют постоянное поперечное сечение, ограниченное с одной стороны аркой внутреннего круга 6, а с другой - аркой наружного круга 8. Эти арки имеют один и тот же центр, расположенный на оси подшипника 1, и связаны между собой, по концам, изогнутым бортом, образующим выступающий угол 10. Указанные внутренние пластинки 2 равномерно распределены вокруг оси подшипника со сдвигом на 120 градусов друг относительно друга. Радиусы внутренних дуг 6 равны между собой, а внутренние поверхности 12 пластинок 2 ограничивают собой внутреннюю цилиндрическую поверхность 22, обеспечивающую направление вала (не представлен).

Внутренние пластинки 4 имеют одну и ту же параллелепипедную форму, вытянутую вдоль оси подшипника, и постоянное сечение, ограниченное снаружи круговой аркой 16. Эти наружные пластинки 4 распределены равномерным образом вокруг оси подшипника со сдвигом на 120 градусов друг относительно друга. Они сдвинуты также в поперечном направлении на 60 градусов относительно внутренних пластинок 2. Радиусы наружных дуг 16 равны между собой, а наружные поверхности 14 пластинок 4 ограничивают собой наружную цилиндрическую поверхность 24, обеспечивающую направление или фиксацию подшипника 1 на не представленном на чертеже опорном устройстве.

Пластинки 2 и 4 связаны между собой специальным связующим материалом 20, который заполняет собой весь объем, оставшийся свободным в пространстве между внутренней цилиндрической поверхностью 22 и наружной 24. Этот связующий материал несколько углублен внутрь цилиндрических поверхностей 22 (внутренней) и 24 (наружной) подшипника 18, причем это углубление внутрь, которое может составлять, например, всего несколько десятых миллиметра, предназначено для того, чтобы не допустить контакта связующего материала 20 с направляемым валом или с опорным устройством.

Указанный связующий материал обеспечивает позиционирование и связь между собой различных пластинок 2 и 4 за счет адгезии связующего материала 20 к указанным пластинкам. Этот связующий эффект может дополняться эффектом механического зацепления в том случае, когда пластинки имеют отрицательную затылованную грань или отрицательный штамповочный уклон (такие, как например, выступающий угол 10), позволяющие обеспечить закрепление этих пластинок в связующем материале 20 или их заделку в нем.

Для укладки связующего материала могут быть использованы самые различные решения. Самое простое решение заключается в заливке связующего материала в форму, в которую предварительно уложены пластинки. Связующий материал заполняет в этом случае все свободное место формы, при этом обеспечивается его хороший контакт с пластинками. Этот связующий материал может быть термопластичным, термореактивным или полимеризующимся в результате химической реакции. Для обеспечения хорошей адгезии материала к пластинкам могут быть использованы самые различные из известных способов, такие, например, как обработка поверхности пластинок, улучшающая сцепление связующего материала с поверхностью последних. В качестве указанного материала должен выбираться материал, обладающий некоторой удельной ударной вязкостью или упругостью, то есть такими характеристиками, которыми обладает эластомер, например силиконовый эластомер типа ПТУ, уже используемый в аэронавтике и выдерживающий температуры порядка 300°С, или полиамид-имидная смола.

Этот подшипник используется следующим образом. Внутренняя цилиндрическая поверхность 12 подшипника устанавливается на поверхности подлежащего направлению вала, находящегося в контакте с твердыми керамическим поверхностями, обеспечивающими его эффективное направление в условиях поддержания низкого коэффициента трения и ограниченного износа. Наличие ударной вязкости у связующего материала 20, обеспечивающего удержание пластинок в определенном положении, обеспечивает особые преимущества. Дело в том, что эти пластинки, жесткие сами по себе, удерживаются достаточно эластичным образом в определенном положении благодаря окружающему их связующему материалу, обладающему свойствами демпфирования и абсорбции энергии. Ввиду этого внутренняя поверхность трения подшипника приобретает определенное свойство приспосабливаться к геометрическим дефектам поверхности, возникающим в результате износа находящихся в контакте материалов, что позволяет избежать в свою очередь образования зон повышенного давления, наблюдаемых в случае применения органа жесткого управления.

Связующий материал 20 предоставляет, таким образом, внутренней цилиндрической поверхности 22 возможность локально деформироваться за счет взаимного смещения пластинок друг относительно друга, причем без возникновения высоких напряжений. Кроме того, наличие у связующего материала ударной вязкости обеспечивает возможность абсорбции им кинетической энергии, что является актуальным в случае, когда ведомый вал является источником вибраций и стуков.

Другим преимуществом указанного подшипника является его способность адаптироваться к особенностям своей же собственной несущей конструкции. Так, в случае, когда наружная цилиндрическая поверхность подшипника вмонтирована с натягом внутрь отверстия несущей конструкции, она способна компенсировать собой без создания значительных напряжений возможные отклонения в размерах, обусловленные существованием принятых при изготовлении подшипника и несущей конструкции допусков.

Наружная цилиндрическая поверхность подшипника может также служить направляющей поверхностью и поверхностью трения и будет обладать в этом случае теми же характеристиками и преимуществами, что и ее внутренняя цилиндрическая поверхность. Вышесказанное справедливо и в отношении торцевых осевых участков подшипника, которые могут использоваться для осевого позиционирования направляемого вала. Подшипник может, таким образом, закрепляться на опорном устройстве или оставаться свободным в пространстве между двух деталей, перемещающихся одна относительно другой.

На фиг. с 4 по 6 представлен один из вариантов выполнения подшипника согласно изобретению, в котором предусмотрено использование шести керамических пластинок 30, удерживаемых по соседству друг от друга посредством связующего материала 20, способом, аналогичным вышеописанным, согласно которому указанные пластинки сдвинуты одна относительно другой в радиальном направлении, но уже вдоль линии окружности.

Длина или размер каждой из пластинок 30, измеренные вдоль оси подшипника, не превышают половины длины последнего, измеренной вдоль его оси, причем все пластинки распределены между двумя ступенями, расположенными одна над другой и вдоль оси подшипника таким образом, что пластинки одной ступени сдвинуты вокруг оси подшипника относительно пластинок второй ступени на угол в 30 градусов.

Каждая пластинка 30 обладает вытянутой вдоль оси подшипника 32 формой и имеет одну внутреннюю цилиндрическую сторону 34 и одну наружную цилиндрическую сторону 36, которые центрированы относительно оси подшипника. Эти цилиндрические стороны связаны между собой посредством двугранного угла с выступающим участком 38. Внутренние стороны 34 рассматриваемых пластинок ограничивают собой одну и ту же цилиндрическую поверхность вращения, представляющую собой направляющую поверхность вала, а наружные поверхности 36 этих же самых пластинок ограничивают собой наружную цилиндрическую поверхность подшипника.

Как и в предыдущем случае пластинки несут на себе и удерживают в определенном положении связующий материал 20 указанного выше типа. Представленные на фиг.5 два торца 40 подшипника состоят исключительно из связующего материала 20 (в отличие от подшипника, представленного на фиг.2).

Преимуществом описанного варианта является то, что он позволяет создать за счет преграды, обусловленной наличием углового сдвига пластинок друг относительно друга, дополнительное уплотнение между двумя ступенями. Следует, однако, помнить о том, что в тех случаях, когда подшипник разделяет собой две зоны с различным давлением, всегда появляется вероятность просачивания среды в зазор между валом и внутренней цилиндрической поверхностью 22 подшипника. Указанному просачиванию среды легче возникнуть в случае подшипника, представленного на фиг.2, поверхность 22 которого содержит каналы прямоугольной формы (образованные между пластинками за счет незначительного углубления связующего материала), которые параллельны оси и простираются по всей длине подшипника. На фиг.5 показано, как угловое, со сдвигом, расположение пластинок на двух ступенях подшипника создает эффект преграды, заставляющей среду огибать препятствие и тем самым снизить ее расход.

Другой вариант осуществления изобретения представлен на фиг. с 7 по 9 и соответствует комбинации двух предыдущих. В состав подшипника 58 входят две ступени пластинок, располагаемые одна над другой вдоль оси подшипника, как это показано на фиг.5, из которых каждая включает в себя в свою очередь набор внутренних пластинок 50 и 54 и набор наружных пластинок 52 и 56, причем внутренние пластинки идентичны друг другу, а наружные пластинки также идентичны друг другу, тогда как количество внутренних и наружных пластинок в представленном примере равно восьми. Внутренние стороны внутренних пластинок 50 и 54 и наружные стороны наружных пластинок 52 и 56 образуют соответственно цилиндрические внутреннюю и наружную поверхности трения или соединения с подвижной деталью и с опорным устройством.

Как это видно из фиг.9, боковые стороны пластинок имеют отрицательный штамповочный уклон, необходимый для механического закрепления пластинок внутри связующего материала.

В варианте, представленном на фиг.10, наружные пластинки 52 имеют угловую протяженность, превышающую угловую протяженность внутренних пластинок, что увеличивает долю керамического участка в составе наружной цилиндрической поверхности подшипника. В то же время боковые стороны этих пластинок плоские идут в радиальном направлении и не обеспечивают их должного механического сцепления со связующим материалом, за исключением сцепления за счет адгезии.

Преимуществом вариантов, представленных на фиг. с 7 по 10, является то, что подшипники, содержащие более значительное количество наиболее малых по размеру пластинок, более легко адаптируются к локально возникающим деформациям.

Рассмотренные варианты позволяют также получать подшипники большого размера, в которых применяются пластинки малого размера. Так, подшипники, представленные на фиг. с 1 по 6, имеют, например, внутренний диаметр порядка 10 мм, тогда как подшипники, изображенные на фиг. с 7 по 10, могут иметь внутренний диаметр, превышающий 15 мм.

На фиг.11 представлен вариант подшипника, изображенного на фиг. с 1 по 3, содержащего два коаксиально установленных блока, включающих в себя каждый три пластинки 2 и 4 (соответственно внутренние и наружные), удерживаемые связующим материалом 20, который к тому же образует на осевом торце подшипника заплечик.

Этот заплечик может выполнять несколько функций: он может служить неподвижной опорной поверхностью для опоры подшипника, причем своей самой большой гранью он будет облегчать ее соединение со связующим материалом. Его плоская грань со своей стороны также может быть оснащена керамическими пластинками, причем соединение указанных пластинок со связующим материалом может быть выполнено, как это было уже описано выше, за счет адгезии или эффекта механического сцепления. Указанный заплечик может также служить опорой вращающемуся, аксиально направляемому валу, а, кроме того, в целях уменьшения контактных давлений, и поверхностью трения указанного вала о какую-нибудь поверхность большого размера.

Тот же самый заплечик может служить и целям повышения герметизации. В том случае, когда подшипник зафиксирован в цилиндрическом гнезде своей опоры, можно запрессовать посредством грани заплечика, повернутой в сторону опоры, какой-нибудь элемент уплотнения (например, какую-нибудь прокладку), при этом другая плоская грань заплечика может служить или не будет служить гранью трения.

Могут быть также предусмотрены и другие средства уплотнения подшипника согласно изобретению, такие, например, как отдельное литье связующего материала с приданием последнему сложных форм, обеспечивающих уплотнение за счет контакта или формирование преграды, или использование такого дополнительного элемента как неподвижная или вращающаяся прокладка.

На фиг.12 представлен пример использования подшипника скольжения согласно изобретению при монтаже с возможностью поворота лопаток 70 с переменным углом установки в турбореактивном двигателе. Эти лопатки служат для выравнивания истечения потока газа, имеющего высокую температуру, и по этой причине подвергаются в процессе своей эксплуатации воздействию сильных напряжений (обусловленных высокой температурой, химической совместимостью с газами, сильными нагрузками). При всем этом рассматриваемая конструкция должна оставаться полностью надежной на протяжении всего срока ее использования между двух последовательных проверок и не представлять никакой опасности с точки зрения возникновения люфта или разрыва.

Лопатка 70 ориентируется внутри направляющей втулки 74 картера 72 посредством подшипника 88, что позволяет лопатке 70 вращаться вокруг своей оси при одновременном обеспечении возможности ее установки под необходимым углом относительно оси. Установка лопатки 70 под определенным углом регулируется посредством тяги управления 78, которая жестким образом закреплена на хвостовике 76 лопатки 70. Другой конец тяги управления 78 приводится в движение кольцом управления 82 посредством металлического пальца 84, направляемого в свою очередь втулкой 90, смонтированной внутри кольца 82, причем последнее воздействует одновременно на различные тяги в целях управления всем набором лопаток 70, образующих, по меньшей мере одну ступень выравнивания истечения потока газа.

В состав подшипника скольжения 88, обеспечивающего направление хвостовика лопатки 76, входит втулка 92 с заплечиком 106, конструкция которого соответствует варианту изобретения, представленному на фиг.11, и шайба 94. Вытянутый вдоль оси участок втулки 92 вставлен в отверстие направляющей втулки 74 и содержит внутренние (104) и наружные (98) пластинки, удерживаемые в определенном положении друг относительно друга посредством связующего материала описанного выше типа.

Аксиальная установка лопатки 70 относительно картера 72 обеспечивается с небольшим трением и высокой надежностью посредством заплечика 106 втулки 92 и шайбы 94. Заплечик 106 имеет в своем составе керамические пластинки 100, которые образуют плоскую кольцеобразную поверхность, опирающуюся на тягу управления 78, и обеспечивают контакт с последней. Шайба 94 также имеет в своем составе керамические пластинки 102, образующие плоскую кольцеобразную поверхность, опирающуюся на выступ, образованный в месте сопряжения хвостовика 76 с лопаткой 70. Эта аксиальная установка выполняется с уменьшенным функциональным осевым зазором или с небольшим предварительным осевым напряжением. Эта конструкция, использующая аксиальную установку, как и конструкция, в которой применяется вращение по направляющим, подвержена воздействию давлений и ударов. Использование керамических пластинок, смонтированных на материале, обладающим ударной вязкостью, является, таким образом, необходимым.

На фиг. с 13 по 16 представлен один из вариантов осуществления рассматриваемого изобретения, относящийся к шарниру со сферической направляющей поверхностью. В состав этого шарнира входит набор одинаковых керамических пластинок 110, установленных равномерно вокруг оси вращения шарнира с зазором друг относительно друга, ориентированным вдоль линии окружности шарнира. Внутренние грани этих пластинок 110 образуют цилиндрическую поверхность, а их наружные грани образуют поверхность, состоящую из сферических сегментов. Каждая из указанных пластинок имеет две плоские боковые грани, расположенные между их сферическими и цилиндрическими гранями.

Указанные керамические пластинки установлены на связующем материале 20, который обеспечивает и их соединение друг с другом. Этот связующий материал обеспечивает за счет адгезии фиксацию пластинок в заданном положении, а также связь этих пластинок с внутренней металлической рубашкой 114, имеющей цилиндрическую форму вращения и снабженной двумя заплечиками, расположенными на ее двух аксиальных торцах. Связующий материал заполняет собой пространство цилиндрической формы 112, оставшееся свободным между рубашкой 114 и пластинками 110, а также расположенные по окружности зазоры между пластинками и плоские, кольцеобразной формы, зазоры, расположенные между аксиальными торцами пластинок и заплечиков. Этот связующий материал может быть уложен на предназначенное для него место методом его заливки поверх пластинок и рубашки, предварительно уложенных на дно формы для литья. Как и в выше описанных случаях осуществления изобретения, предусмотрено небольшое углубление связующего материала внутрь наружных поверхностей пластинок с тем, чтобы обеспечить опору направляемой детали исключительно на указанные пластинки.

Как правило, орган направления, предлагаемый в настоящем изобретении, состоит из керамических пластинок, отделенных друг от друга и лежащих на материале, обладающем некоторой ударной вязкостью и способностью к амортизации. В соответствии с предлагаемым изобретением можно использовать любой связующий материал, обладающий необходимыми качествами в отношении ударной вязкости и демфирования, например сплав металлов, композитные материалы, полиамидную смолу и т.д. Можно также использовать в качестве возможного варианта опорную клетку, выполненную из металлического листа и снабженную средствами для крепления пластинок (такими, например, как крючки для прикрепления клипс), а также определенными конфигурациями, обеспечивающими создание условий относительной эластичности между опорой и пластинками (такими, например, как складки металлического листа).

Следует также заметить, что хотя описанные выше пластинки и имеют поверхности контакта в целом прямоугольной конфигурации, допускается применение и других конфигураций, например закругленных.

Изобретение относится к органу направления подвижной детали. Пустотелый орган направления подвижной детали содержит одну внутреннюю поверхность трения и скольжения и одну наружную поверхность трения и скольжения. Поверхности органа направления состоят из отделенных друг от друга керамических элементов, установленных на связующем материале. Изобретение направлено на снижение износа или разрыва подшипника. 18 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Пустотелый орган направления подвижной детали, содержащий, по меньшей мере, одну внутреннюю поверхность (12) трения и скольжения и одну наружную поверхность (14) трения и скольжения, отличающийся тем, что указанные поверхности (12, 14) органа направления состоят из отделенных друг от друга керамических элементов (2, 4, 30), установленных на связующем материале (20).2. Орган направления по п.1, отличающийся тем, что указанный связующий материал представляет собой упруго-деформируемый материал, отлитый или залитый поверх керамических элементов (2, 4, 30).3. Орган направления по п.1, отличающийся тем, что указанный связующий материал уложен в литьевую форму до монтажа керамических элементов (2, 4, 30).4. Орган направления по одному из п.2 или 3, отличающийся тем, что керамические элементы (2, 4, 30) имеют выступающие участки (38), предназначенные для их крепления на связующем материале (20) методом фальцовки или с помощью клипс.5. Орган направления по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что указанный выше связующий материал (20) углублен внутрь контактной поверхности, образованной керамическими элементами (2, 4, 30).6. Орган направления по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что, по меньшей мере, некоторые из керамических элементов (30) образуют внутреннюю поверхность контакта и наружную поверхность контакта.7. Орган направления по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что он содержит первые керамические элементы (2), образующие внутреннюю поверхность контакта с подвижной деталью, и вторые керамические элементы (4), образующие наружную поверхность контакта.8. Орган направления по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что в состав связующего материала керамических элементов входит рубашка жесткой конструкции (114), выполненная, например, из металла и расположенная на его стороне, противоположной контактной поверхности, образованной керамическими элементами (110).9. Орган направления по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что связующий материал (20) керамических элементов выполнен из эластомера, например, из силиконового эластомера, металлического сплава, композитного материала или полиамидной смолы, устойчивым к воздействию высоких температур.10. Орган направления по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что керамические элементы выполнены в виде пластинок или блоков параллелепипедной формы с плоскими и/или изогнутыми гранями.11. Орган направления по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что он образует цилиндрическую втулку вращения (18, 32, 58), позволяющую направлять вал или тягу цилиндрической формы.12. Орган направления по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что указанные керамические элементы (2, 4) простираются практически по всей длине органа направления.13. Орган направления по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что он включает в себя керамические элементы (30, 50, 52), расположенные последовательно по всей длине органа направления и сдвинутые друг относительно друга на определенный угол.14. Орган направления по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что он снабжен на одном из своих торцов заплечиком (60,92), образованным связующим материалом (20).15. Орган направления по п.14, отличающийся тем, что указанный заплечик (60, 92) содержит керамические элементы (100), расположенные, по меньшей мере, на одной из его сторон.16. Орган направления по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что он образует шайбу (94), содержащую керамические элементы (102), расположенные, по меньшей мере, на одной из ее сторон.17. Орган направления по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что связующий материал (20) керамических элементов осуществляет также функции обеспечения уплотнения, в частности обеспечения плотного аксиального контакта с подвижной деталью или с ее опорным устройством, причем как непосредственно за счет взаимодействия форм контактирующих устройств, так и косвенно, за счет использования герметизирующего уплотнения.18. Орган направления по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что он образует подшипник (88), обеспечивающий вращение по направляющим в турбореактивном двигателе лопатки (70) с переменным углом установки.19. Орган направления по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что он образует шарнир (116), обеспечивающий направление детали, при выполнении ею шарнирного перемещения, причем это перемещение обеспечивается керамическими элементами (110), образующими сферическую поверхность.