Подшипник скольжения с порошковой смазкой Российский патент 2022 года по МПК F16C33/10 F16C17/02 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к подшипникам скольжения, и может быть использовано в химической, энергетической, авиационной, транспортной и других отраслях промышленности в условиях широкого диапазона температур.

Известен «Турбоагрегат» [патент RU №2520763, опубликовано 27.06.2014], в котором подшипники выполнены несмазываемыми из полимерных композиционных материалов, а в расширительном рабочем колесе и в валу выполнены каналы, при этом выполненные каналы сообщают проточную часть расширительного рабочего колеса с зазорами, образованными валом и подшипниками. Это повышает интенсивность отвода теплоты трения.

Недостаток данного изобретения состоит в том, что полимерные композиционные материалы имеют ограниченный диапазон применения, прежде всего по температуре и скорости скольжения; также для них характерен малый ресурс работы и значительное отклонение от номинальных размеров при нагреве. Указанные факторы не позволяют применять такие материалы в подшипниках скольжения быстроходных агрегатов.

Известен «Подшипниковый узел с порошковой системой смазки» [АС №236913, опубликовано 03.11.1969], содержащий устройство для перемещения смазывающего порошка, смешанного с газом, через подшипник качения, состоящее из центробежного импеллера с диффузором. Применение порошка в качестве смазочного материала существенно расширяет диапазон рабочих температур подшипниковых узлов, как в сторону отрицательных температур, так и в сторону высоких температур.

Недостаток - существенное усложнение конструкции подшипникового узла и увеличение его массы и габаритных размеров. Кроме того, такая система подачи имеет ограниченное применение (только для подшипников качения открытого типа. Через подшипник скольжения продуть смесь порошка с газом с помощью центробежного импеллера не представляется возможным, т.к. зазор в подшипнике скольжения крайне мал и представляет собой большое местное газодинамическое сопротивление.

Наиболее близким техническим решением является «Подшипник скольжения с магнитопорошковой системой смазки» [патент RU №2385424, опубликовано 27.03.2010], который содержит вал из магнитопроводящего материала, диамагнитную втулку с полостями для магнитной порошковой смазки и узел для рыхления смазки виде специальных стержней с ребрами, установленных в каждой полости диамагнитной втулки.

Недостатком данного подшипника является существенное ограничение по применимости конструкционных материалов и смазывающих порошков, которые должны обладать необходимыми магнитными свойствами. Кроме того, такое решение имеет ограничения и по температурным режимам, так как при увеличении температуры эксплуатации магнитные свойства многих материалов существенно изменяются, а при определенных температурах исчезают.

Задачей изобретения является повышение технологичности и расширение температурного диапазона работы.

Поставленная задача решена за счет того, что в предлагаемом подшипниковом узле исключена магнитная система, а втулка выполнена из конструкционного материала с низким коэффициентом температурного расширения (керамика, инвар), при этом узел рыхления выполнен в виде распределенных по цилиндрической поверхности вала углублений, сообщенных с источником сжатого газа каналами, выполненными в валу.

На фиг. 1 представлен поперечный разрез подшипника скольжения.

На фиг. 2 представлен продольный разрез подшипника скольжения.

Подшипник скольжения с порошковой системой смазки содержит втулку 1 выполненную из конструкционного материала с низким коэффициентом температурного расширения (керамика, инвар) и полый вал 2. На внутренней поверхности втулки 1 выполнены полости 3, заполненные антифрикционным порошковым материалом. На наружной поверхности вала 2 выполнены углубления 4 для обеспечения требуемой подачи порошка в зону трения, соединенные радиальными каналами 5 с осевым каналом 6 выполненным в валу 2, снимающим термическое (температурное) расширение вала, причем осевой канал 6 сообщен с источником газа, а каналы 5 выполнены наклонными в направлении вращения вала 2. Система углублений 4 выполнена в виде лунок либо в виде канавок (продольных или спиральных).

Подшипник скольжения работает следующим образом.

При вращении вала 2, газ подается в осевой канал 6 и далее по радиальным каналам 5 и через систему углублений 4 попадает в полости 3. Порошковая смазка в полостях 3, за счет центробежных сил, действующих со стороны вала 2, уплотняется и не попадает в зазор между валом 2 и втулкой 1, что может привести к повреждению подшипника. Газовый поток разрушает и увлекает порошковую смазку из полостей 3 в зону трения вала 2 и втулки 1. При необходимости температура газа в зависимости от условий работы подшипника скольжения может варьироваться в широком диапазоне температур, то есть при необходимости прогреть узел или охлаждать во время работы до +80°С и ниже, обеспечивая требуемую температуру в зоне трения трибосопряжения.

Таким образом, данное техническое решение позволяет повысить технологичность и расширить температурный диапазон работы.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к подшипникам скольжения, и может быть использовано в химической, энергетической, авиационной, транспортной и других отраслях промышленности в условиях широкого диапазона температур. Подшипник скольжения содержит полый вал (2), втулку (1) с полостями для порошковой смазки и узел для рыхления. Втулка (1) выполнена из конструкционного материала с низким коэффициентом температурного расширения. Узел для рыхления выполнен в виде распределенных по цилиндрической поверхности вала (2) углублений (4), соединенных радиальными каналами (5) с осевым каналом (6), выполненным в валу (2). Осевой канал (6) сообщен с источником газа, а радиальные каналы (5) выполнены наклонными в сторону вращения вала. Технический результат: повышение технологичности и расширение температурного диапазона работы. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Подшипник скольжения, содержащий вал, втулку с полостями для порошковой смазки и узел для рыхления, отличающийся тем, что вал выполнен полым, втулка выполнена из конструкционного материала с низким коэффициентом температурного расширения, а узел рыхления выполнен в виде распределенных по цилиндрической поверхности вала углублений, соединенных радиальными каналами с осевым каналом, выполненным в валу, причем осевой канал сообщен с источником газа, а радиальные каналы выполнены наклонными в сторону вращения вала.

2. Подшипник скольжения по п. 1, отличающийся тем, что углубления выполнены в виде лунок.

3. Подшипник скольжения по п. 1, отличающийся тем, что углубления выполнены в виде канавок (продольных или спиральных).