Подшипник скольжения Российский патент 2020 года по МПК F16C17/00 F16C33/24 

Описание патента на изобретение RU2726348C1

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 др.

Известен подшипник скольжения, который состоит из двух втулок наружной - опорной и внутренней, выполненной из антифрикционного материала. Между этими втулками располагается внутренняя замкнутая полость, в которой по винтовой канавке укладывается упругий элемент в виде проволоки с предварительным натяжением. Затем располагается тканый материал, пропитанный связующим, образующий наружную обойму подшипника скольжения (патент RU, №2172678, КМП B29D 31/02 В29 С 53/56.).

Вместе с тем работоспособность такого подшипника остается недостаточной по причине наличия в функциональных антифрикционных поверхностных слоях неблагоприятных остаточных напряжений растяжения, а также вследствие возможного перегрева подшипникового узла из-за недостаточных показателей теплоемкости и теплопроводности антифрикционного материала внутренней втулки подшипника

Близким к заявленному является подшипник скольжения, содержащий опорную втулку и вкладыш, выполненный из антифрикционного композитного материала, состоящего из древесной основы и сферических теплоотводящих элементов различного диаметра, распределенными по толщине вкладыша радиальными слоями с переменной концентрацией (патент RU, №2432508, КМП F16C 33/04 F16C 33/24).

Теплоотводящие элементы выполнены в виде капсул, представляющих собой оболочку, заполненную легкоплавким эвтектическим сплавом. Недостатками этого подшипника является невысокая прочность и износостойкость, а также ограниченные температурные условия эксплуатации.

Технической задачей, на решение которой направленно изобретение, является повышение работоспособности, долговечности и теплостойкости предложенного подшипника скольжения. Эта задача решается за счет создания в объеме материала внутренней втулки подшипника скольжения благоприятных остаточных напряжений сжатия и достижения в нем повышенной теплопроводности и теплоемкости за счет увеличения объема теплопоглощающего легкоплавкого материала и более рационального его размещения во внутренней полости подшипника скольжения.

В результате обеспечивается следующий технический результат - повышение износостойкости и контактной усталостной прочности, за счет создания управляемых остаточных напряжений сжатия на рабочей поверхности и повышение теплоемкости подшипника скольжения.

Поставленная цель достигается тем, что подшипник скольжения, состоящий из двух соединенных между собой втулок - наружной, выполненной из высокопрочного материала и внутренней, изготовленной из антифрикционного материала, между которыми расположена замкнутая пространство, где размещена пружина и легкоплавкий материал, отличающийся тем, что пружина находится в растянутом состоянии и размещена в винтовой канавке, выполненной на наружной поверхности внутренней втулки, а оставшийся свободный объем канавки заполнен легкоплавким материалом на 90-95%, внутренняя поверхность наружной втулки и наружная поверхность внутренней втулки выполняются коническими, имеющими одинаковую конусность, при этом соединение внутренней и наружной втулки осуществляется путем поэтапной запрессовки. Модуль упругости материала наружного кольца задается равным не менее 1,5-2 кратного значения модуля упругости материала внутреннего кольца, а степень растяжения пружины, размещаемой в винтовой канавке, составляет 20-35% от ее номинальной длины. На рабочей поверхности внутренней втулки подшипника скольжения создается регулярный рельеф способом поверхностного пластического деформирования, обладающий повышенными антифрикционными и демпфирующими характеристиками.

На фиг. 1 изображена внутренняя втулка с металлической пружиной легкоплавким материалом готовая для запрессовки, на фиг. 2 - подшипник скольжения до запрессовки, на фиг. 3 подшипник скольжения после запрессовки.

Подшипник содержит внутреннюю втулку 1 с винтовой канавкой по наружному диаметру, наружную втулку 2, металлическую пружину 3, легкоплавкий материал 4.

Подшипник состоит из двух втулок - наружной 2 и внутренней 1. Наружную втулку 2 изготавливают из высокопрочного материала, например, стали 40Х, а внутреннюю 1 из антифрикционного материала, например, бронзы. При этом модуль упругости наружной втулки 2 задается равным не менее 1,5-2 кратного значения модуля упругости внутренней втулки 1.

Внутреннюю поверхность наружной втулки 2 и наружную поверхность внутренней втулки 1 выполняются коническими, имеющими одинаковую конусность, и образуют в процессе осевой запрессовки посадку с натягом.

На наружной поверхности внутренней втулки 1 нарезают винтовую канавку и навивают металлическую пружину 3. Пружина 3 находится в растянутом состоянии, при этом степень растяжения пружины, размещаемой в винтовой канавке, составляет 20-35% от ее номинальной длины.

В результате создание благоприятного уровня управляемых остаточных напряжений в функциональных поверхностных слоях внутренней втулки подшипника скольжения осуществляется за счет действия сжимающих нагрузок, формируемых растянутой пружиной 3 и вследствие посадки с натягом соединяемых втулок подшипников скольжения.

Таким образом, коническая посадка с натягом, наряду с сжимающей нагрузкой со стороны растянутой пружины, обеспечивают достижение возможности создания управляемых остаточных напряжений сжатия в функциональном поверхностном слое внутреннего диаметра подшипника, что способствует увеличению контактной усталостной прочности и износостойкости подшипника скольжения.

Кроме того, пружина 3 на наружной поверхности внутренней втулки 1 размещается в растянутом состоянии, то ее сжимающий эффект увеличивает демпфирующие характеристики подшипника скольжения. Такой же эффект обеспечивается за счет демпфирующих характеристик стыка неподвижной посадки втулок подшипника.

Винтовая канавка внутренней втулки 1 вместе с размещенной в ней пружиной 3 заполняется легкоплавким материалом 4 (фиг. 1), например, сплавом, содержащим 50% висмут, 28% свинец, 22% олово (Тпл=100°С); 53% висмут, 26% олово, 21% кадмий (Тпл=103°С). Объем легкоплавкого материала 4 составляет 90-95%), при этом лишний материал снимается с наружной поверхности внутренней втулки 1.

Теплопоглощение в процессе работы подшипника происходит за счет аккумуляции энергии, выделяющейся в результате трения в подшипнике скольжения, что способствует оптимизации температурного режима работы подшипникового узла. При этом температурный режим определяется температурой плавления используемого сплава.

Соединение внутренней 1 и наружной втулки 2 осуществляется путем поэтапной запрессовки с контролем внутреннего диаметра подшипника и введением его по мере необходимости в заданное поле допуска (фиг. 2 и фиг. 3). Поскольку соединение внутренней 1 и наружной втулок 2 выполняется по неподвижной конической посадке с натягом, путем поэтапной осевой запрессовки с текущем контролем внутреннего функционального диаметра внутренней втулки 1 и введения его по мере необходимости в заданное поле допуска, то этим также предоставляется возможность дополнительного регулирования напряженного состояния за счет осевого взаимного перемещения сопрягаемых втулок 1 и 2 и увеличения тем самым величины натяга и, соответственно, напряженного состояния соединяемых деталей подшипника. В процессе осевой запрессовки посадку с натягом, обеспечивающей, наряду с со сжимающей нагрузкой со стороны растянутой пружины 3, создание в функциональном поверхностном слое внутреннего диаметра подшипника остаточных напряжений сжатия.

Завершающей операцией изготовления подшипника скольжения является формирование на рабочей поверхности внутренней втулки подшипника скольжения регулярного рельефа, способом поверхностного пластического деформирования, что способствует увеличению износостойкости.

Похожие патенты RU2726348C1

название год авторы номер документа
Способ изготовления подшипника скольжения 1985
  • Гурский Владимир Антонович
  • Назин Анатолий Иванович
  • Никулин Юрий Евгеньевич
  • Середенко Николай Сергеевич
  • Недвецкий Виктор Павлович
SU1284693A1
ШАРНИРНОЕ СОЕДИНЕНИЕ 2020
  • Капустин Владимир Васильевич
  • Памфилов Евгений Анатольевич
RU2742669C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОДШИПНИКА СКОЛЬЖЕНИЯ 2017
  • Прохоров Виктор Юрьевич
  • Быков Владимир Васильевич
  • Найман Вениамин Семенович
  • Синюков Никита Владиславович
  • Тащилов Сергей Васильевич
RU2741972C2
Гусеница 1983
  • Чуркин Михаил Федорович
  • Емцев Николай Андреевич
  • Карасик Владимир Ильич
  • Журавлев Виктор Николаевич
  • Малафеев Виктор Артемович
SU1129114A1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОДШИПНИКА СКОЛЬЖЕНИЯ 2001
  • Богачев А.П.
RU2200257C2
Сферический подшипник скольжения 1986
  • Ахремцев Вячеслав Игнатьевич
  • Попов Эдуард Николаевич
  • Евдокимов Юрий Андреевич
  • Фердинанд Лидия Яковлевна
  • Попова Раиса Никифоровна
SU1375875A1
Модуль-секция погружного многоступенчатого центробежного насоса с интегрированными износостойкими подшипниками скольжения 2020
  • Гайдучак Федор Владимирович
  • Кокарев Владимир Никандрович
  • Носаль Василий Иванович
  • Шатров Александр Сергеевич
  • Цыденов Андрей Геннадьевич
RU2748009C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГАСИТЕЛЯ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ И ГАСИТЕЛЬ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ 1998
  • Йекель Йоханн
  • Ниесс Даниель
RU2222732C2
ДРЕВЕСНО-МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ КОМПОЗИТ ДЛЯ ВТУЛКИ ПОДШИПНИКА СКОЛЬЖЕНИЯ 2018
  • Пыриков Павел Геннадьевич
  • Памфилов Евгений Анатольевич
  • Грядунов Сергей Семенович
  • Данилюк Алексей Яковлевич
RU2715319C1
ПОДШИПНИК СКОЛЬЖЕНИЯ 1993
  • Намазбаев В.И.
  • Лысенков М.П.
RU2089760C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 726 348 C1

Реферат патента 2020 года Подшипник скольжения

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 др. Подшипник скольжения состоит из двух соединенных между собой втулок – наружной (2), выполненной из высокопрочного материала и внутренней (1), изготовленной из антифрикционного материала, между которыми расположена замкнутая пространство, где размещена пружина (3) и легкоплавкий материал (4). Пружина (3) находится в растянутом состоянии и размещена в винтовой канавке, выполненной на наружной поверхности внутренней втулки (1), а оставшийся свободный объем канавки заполнен легкоплавким материалом (4) на 90-95%. Внутренняя поверхность наружной втулки (2) и наружная поверхность внутренней втулки (1) выполняются коническими, имеющими одинаковую конусность, при этом соединение внутренней и наружной втулки (1, 2) осуществляется путем поэтапной запрессовки. Модуль упругости материала наружной втулки (2) задается равным не менее 1,5-2 кратного значения модуля упругости материала внутренней втулки (1). Степень растяжения пружины (3), размещаемой в винтовой канавке, составляет 20-35% от ее номинальной длины. На рабочей поверхности внутренней втулки (1) подшипника скольжения создается регулярный рельеф способом поверхностного пластического деформирования, обладающий повышенными антифрикционными и демпфирующими характеристиками. Технический результат: повышение работоспособности, долговечности и теплостойкости предложенного подшипника скольжения. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула изобретения RU 2 726 348 C1

1. Подшипник скольжения, состоящий из двух соединенных между собой втулок - наружной, выполненной из высокопрочного материала, и внутренней, изготовленной из антифрикционного материала, между которыми расположено замкнутое пространство, где размещена пружина и легкоплавкий материал, отличающийся тем, что пружина находится в растянутом состоянии и размещена в винтовой канавке, выполненной на наружной поверхности внутренней втулки, а оставшийся свободный объем канавки заполнен легкоплавким материалом на 90-95%, внутренняя поверхность наружной втулки и наружная поверхность внутренней втулки выполняются коническими, имеющими одинаковую конусность, при этом соединение внутренней и наружной втулки осуществляется путем поэтапной запрессовки.

2. Подшипник по п. 1, отличающийся тем, что модуль упругости материала наружной втулки задается равным не менее 1,5-2 кратного значения модуля упругости материала внутренней втулки.

3. Подшипник по пп. 1, 2, отличающийся тем, что степень растяжения пружины, размещаемой в винтовой канавке, составляет 20-35% от ее номинальной длины.

4. Подшипник по пп. 1, 2, отличающийся тем, что на рабочей поверхности внутренней втулки подшипника скольжения создается регулярный рельеф способом поверхностного пластического деформирования, обладающий повышенными антифрикционными и демпфирующими характеристиками.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2020 года RU2726348C1

ПОДШИПНИК СКОЛЬЖЕНИЯ 2007
  • Памфилов Евгений Анатольевич
  • Сидоров Олег Викторович
  • Шевелева Елена Викторовна
  • Алексеева Екатерина Викторовна
  • Пилюшина Галина Анатольевна
RU2432508C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОДШИПНИКА СКОЛЬЖЕНИЯ 1999
  • Иванов В.А.
  • Богачев А.П.
  • Тарасенко А.Т.
RU2172678C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ САМОСМАЗЫВАЮЩЕГОСЯ ПОДШИПНИКА СКОЛЬЖЕНИЯ 1997
  • Богачев А.П.
RU2123624C1
ПОДШИПНИК СКОЛЬЖЕНИЯ 2001
  • Богачев А.П.
  • Отмахов Д.В.
RU2208724C2
EP 0225569 A2, 16.06.1987.

RU 2 726 348 C1

Авторы

Памфилов Евгений Анатольевич

Капустин Владимир Васильевич

Пилюшина Галина Анатольевна

Пыриков Павел Геннадьевич

Шевелева Елена Викторовна

Даты

2020-07-13Публикация

2019-10-16Подача