ОПОРА СКОЛЬЖЕНИЯ Российский патент 2008 года по МПК F16C17/18 F16C31/02 F16J15/34 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к опорам скольжения подвижных звеньев.

Известна конструкция ротационно-пластинчатого компрессора (А.К.Михайлов «Компрессорные машины» стр.102, рис.3.50. М.: Энергоатомиздат, 1989), содержащая корпус в виде цилиндра и пластин, размещенных в пазах ротора. С целью уменьшения трения торцов пластин о внутреннюю поверхность цилиндра в последнем установлены вращающиеся разгрузочные кольца, служащие в качестве плавающих опор скольжения.

Недостатком данной конструкции является обязательное применение смазки из-за недостаточного снижения относительной скорости скольжения.

Известна также конструкция опоры скольжения, применяемая в уплотнениях подвижных звеньев, в частности вращающихся валов (RU патент №2271489, F16J 15/34, заявка на изобретение №2004133015/06 от 12.11.2004 г.), содержащая корпус, подвижное звено в виде вала, постоянно нагруженное звено, размещенное в корпусе и свободно плавающее звено, расположенное между ними. С целью уменьшения сил трения за счет уменьшения относительных скоростей скольжения плавающее звено выполнено в виде набора втулок, изготовленных и собранных одна в другую с возможностью образования между ними в левом и радиальном направлениях антифрикционных пар скольжения. Плавающее звено находится в постоянном контакте с постоянно нагруженным звеном и валом при помощи пружины, которая создает предварительное контактное давление на поверхностях втулок, достаточное лишь для предотвращения утечек рабочей среды при нулевом или близких к нему давлениях. Для восприятия и компенсации сил, действующих на вал, в корпусе устанавливаются дополнительно подшипники скольжения или качения.

Недостатками данной конструкции является то, что представленная плавающая опора скольжения не воспринимает и не компенсирует силы, действующие на вал, а служит только для создания уплотняющего эффекта. Установка подшипников скольжения или качения для восприятия и компенсации сил, действующих на вал совместно с уплотнительным узлом, усложняет конструкцию опор скольжения. Кроме того, известные опоры скольжения, в частности подшипники скольжения, обладают пониженной износостойкостью, что сужает технические возможности машины в целом.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является упрощение конструкции опор скольжения, а также расширение технических возможностей.

Поставленная техническая задача решается тем, что в опоре скольжения, содержащей корпус, подвижное звено, постоянно нагруженное звено, размещенное в корпусе, плавающее звено, установленное между подвижным звеном и постоянно нагруженным звеном с возможностью постоянного контакта с ними и выполненное в виде набора деталей, изготовленных и собранных между собой с возможностью образования между ними антифрикционных пар скольжения, постоянно нагруженное звено и плавающее звено установлены с возможностью восприятия и компенсации сил, действующих на подвижное звено.

Известно, что коэффициент трения зависит от t°. В свою очередь t° зависит от величины, где V² относительная скорость скольжения (см. В.И.Анурьев. Справочник конструктора машиностроителя. М.: «Машиностроение», 1980 г., т.2, стр.28). Поэтому выполнение плавающего звена в виде набора деталей, представляющих собой антифрикционные пары, снижает относительные скорости скольжения и следовательно износ, что расширяет технические возможности за счет увеличения скоростей движения подвижных звеньев, причем скоростей звеньев, совершающих не только сложные вращательные движения, но и поступательные.

Кроме того, так как с увеличением в наборе числа антифрикционных пар уменьшаются относительные скорости скольжения, то можно сделать вывод, что увеличивая количество антифрикционных пар уменьшаем износ опоры скольжения.

Новым является то, что постоянно нагруженное звено и плавающее звено установлены с возможностью восприятия и компенсации сил, действующих на вал. В этом случае отпадает необходимость в установке в опоре подшипников скольжения или качания, так как сама опора выполняет одновременно функции уплотнения и подшипника скольжения, что упрощает конструкцию.

На фигурах 1, 2, 3 и 4 показаны некоторые конструктивные варианты исполнения предлагаемой опоры скольжения, выбранные из ряда, состоящего из цилиндрических, конических, сферических втулок с буртиками и без них или набора деталей, выполненных в виде прямолинейных направляющих. Например, на фигуре 1 представлена опора, выполненная из антифрикционного набора в виде цилиндрических втулок с буртиками, на фигуре 2 - в виде конических втулок, причем выполняющая при этом функции уплотнения. На фигурах 3 и 4 показаны конструктивные особенности опоры скольжения для звеньев, совершающих прямолинейные движения. На фигуре 3 показано, что перемещение подвижного звена равно сумме перемещений отдельных звеньев антифрикционного набора. На фигуре 4 - сечение А-А, где показано, что форма деталей набора выполнена в виде треугольных направляющих. Буквами А и R обозначены направления сил, действующих на подвижные звенья.

Опора скольжения содержит (см. фигуры 1, 2, 3 и 4) корпус 1, подвижное звено 2, постоянно нагруженное звено 3, размещенное в корпусе 1, плавающее звено, выполненное в виде набора деталей 4, 5, 6, 7, 8, 9, изготовленных и собранных между собой с возможностью образования между ними антифрикционных пар скольжения. Детали 4, 6 и 8 изготовлены, например, из самосмазывающих антифрикционных материалов, а детали 5, 7 и 9 - из закаленных стальных. Весь этот набор деталей расположен между подвижным звеном 2 и постоянно нагруженным звеном 3. Постоянная нагрузка на него осуществлена, например, при помощи болтов 10. Кроме того, возможно уплотнение звена 3 при помощи резинового кольца 11. Деталь 9 установлена в звене 3 неподвижно. При помощи болтов 10 осуществлен постоянный контакт деталей 4, 5, 6, 7, 8, 9 как между собой, так и с подвижным звеном 2 и с постоянным нагруженным звеном 3 расположенным в корпусе 1. Таким образом, антифрикционный набор деталей 4, 5, 6, 7, 8, 9, а также постоянно нагруженное звено 3 установлены в опоре скольжения с возможностью восприятия и компенсации сил, действующих на подвижное звено 2.

Опора скольжения работает следующим образом.

При движении звена 2 (движение может быть, например, вращательным или поступательным, см. фиг.1, 2, 3, 4) за счет сил трения между ним и деталью 4 последняя начинает двигаться с меньшей скоростью (угловой или линейной, с проскальзыванием), чем подвижное звено 2. Затем эта уменьшенная скорость за счет также сил трения передается следующей детали 5 и опять же с проскальзыванием и т.д., вплоть до передачи все уменьшающейся скорости последней детали 8. Относительная скорость между опорной деталью 9 и деталью 8 будет минимальной, а работа опоры скольжения при этом будет происходит при полной компенсации сил, действующих на подвижное звено 2.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к опорам скольжения подвижных звеньев. Опора скольжения содержит корпус, подвижное звено, постоянно нагруженное звено, размещенное в корпусе, и плавающее звено. Плавающее звено установлено между подвижным звеном и постоянно нагруженным звеном с возможностью постоянного контакта с ними и выполненное в виде набора деталей, изготовленных и собранных между собой с возможностью образования между ними антифрикционных пар скольжения. Постоянно нагруженное звено и плавающее звено установлены с возможностью восприятия и компенсации сил, действующих на подвижное звено. Технический результат: упрощение конструкции опор скольжения, расширение технических возможностей и повышение износостойкости. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Опора скольжения, содержащая корпус, подвижное звено, постоянно нагруженное звено, размещенное в корпусе, плавающее звено, установленное между подвижным звеном и постоянно нагруженным звеном с возможностью постоянного контакта с ними и выполненное в виде набора деталей, изготовленных и собранных между собой с возможностью образования между ними антифрикционных пар скольжения, отличающаяся тем, что постоянно нагруженное звено и плавающее звено установлены с возможностью восприятия и компенсации сил, действующих на подвижное звено.2. Опора скольжения по п.1, отличающаяся тем, что подвижное звено установлено с возможностью вращательного движения, или вращательно-качательного, или прямолинейного.3. Опора скольжения по п.1, отличающаяся тем, что детали набора плавающего звена выполнены в виде дисков или деталей, выбранных по форме из ряда, состоящего из цилиндрических, конических, сферических втулок с буртиками и без них или набора деталей, выполненных в виде прямолинейных направляющих.