Подшипник скольжения Российский патент 2024 года по МПК F16C17/00 

Изобретение относится к устройствам для снижения коэффициента трения в подшипниках скольжения и может быть использовано в машинах и механизмах, применяемых на транспортных средствах, в энергетической промышленности, машиностроении и др. видах промышленности.

Известно устройство подшипника скольжения [1], который реализован устройством, содержащим ротор, установленный в исследуемом подшипнике скольжения, который через жёсткий рычаг, шарик, датчик и усилитель соединён с анализатором спектра. Последний через блок передачи частоты и блок регулирования амплитуды колебаний вибраций соединён с виброэлементом, например пьезоэлементом обратного эффекта осевых вибраций.

Недостатком указанного устройства является отсутствие воздействия на смазочную жидкость, так как колебания передаются подшипнику с «сухим» трением.

Наиболее близким техническим решением является подшипник, в котором втулки выполняются из пьезоэлектрического материалаи с обеих сторон покрываются тонкой электропроводной фольгой. К фольге припаиваются электроды, по которым подводится переменный ток, создающий вибрацию[2].Ток заставляет пьезоэлектрик сжиматься и расширяться, создавая вибрацию, уничтожающую трение.

Недостатками указанного технического решения являются быстрый износ пар трения, так как втулки выполнены из пьезоэлектрического материала, а также отсутствие воздействия колебаний на смазочную жидкость.

Технический результат - уменьшение износа трущихся частей в подшипнике за счёт повышения эффективности воздействия на смазочную жидкость ультразвуком.

Установлено, что при обработке смазочных масел ультразвуковыми колебаниями с частотами в диапазоне 17-43 кГц, пятипроцентное снижение коэффициента поверхностного натяжения способствует формированию оптимального масляного клина между трущимися контактирующими поверхностями подшипника, что позволяет снизить фактор износа более чем на 27 % [3].

Указанный технический результат достигается тем, что подшипник скольжения состоит из вала, размещённого во втулке, между валом и втулкой находится смазочная жидкость, втулка с валом с торца закрыты крышкой, в которой жёстко закреплены неметаллический корпус, плохо проводящий ультразвук, с размещённым в нём кольцевым ультразвуковым излучателем, выполненным, например, из материала, обладающего магнитострикционным эффектом, при этом кольцо должно быть разомкнутым, верхний диаметр излучателя имеет размер чуть больше диаметра вала, а нижний диаметр излучателя чуть меньше диаметра вала. Ультразвуковой излучатель разомкнутыми концами подключён к электрическому источнику ультразвуковых колебаний, при этом частота подводимого электрического тока должна быть в диапазоне 17-44 килогерца.

Особенностью предлагаемого подшипника является выполнение ультразвукового излучателя в виде разомкнутого кольца и размещение его вместе с неметаллическим корпусом в крышке с торца подшипника.

Конструкция подшипника изображена на чертеже.

Предлагаемый подшипник содержит вал 1, вращающийся во втулке 2, между которыми находится смазочная жидкость 3. Вал 1 и втулка 2 с торца закрыты крышкой 4, в которой жёстко закреплён неметаллический корпус 5 с ультразвуковым излучателем 6, подключенный через разомкнутые концы к электрическому источнику колебаний 7.

Подшипник работает следующим образом.

При вращении вала 1 во втулке 2 находящаяся между ними смазочная жидкость 3 подвергается обработке ультразвуковыми колебаниями от ультразвукового излучателя 6, размещённого в корпусе 5, жёстко закреплённого в крышке 4 и которая, в свою очередь, закрывает с торца вал 1 со втулкой 2.Электрический ток ультразвуковой частоты от источника 7 подаётся к излучателю 6, заставляя его производить ультразвуковые колебания, которые передаются смазочной жидкости 3. Это способствует формированию оптимального масляного клина между трущимися контактирующими поверхностями вала 1 и втулки 2, что позволяет существенно снизить фактор износа пары вал – втулка.

Литература

1. А.с. СССР №465491, МПК F16C 17/00, Способ снижения момента трения в подшипнике скольжения. Р.-М. В. Канапенас, опубл. 30.03.1975, бюлл. №12.

2. Патент США № 3239283.

3. Оценка влияния параметров ультразвука на смазочные свойства моторных масел и износ узлов трения двигателей при ультразвуковой обработке масел. Симдянкин А.А., Успенский А.А., Слюсарев М.И. Вестник РГАТУ (Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П. А. Костычева. 2021. Т. 13, № 1, стр.155-159.

Предлагаемое изобретение относятся к области машиностроения, к двигателестроению, в частности к механизмам, применяемым на транспортных средствах, в энергетической промышленности, машиностроении и др. видах промышленности. Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что оно содержит ультразвуковой излучатель, выполненный в виде разомкнутого кольца, к разомкнутым концам которого подключён источник ультразвука, излучатель закреплен в неметаллическом корпусе, плохо проводящем ультразвук, корпус жёстко закреплён в крышке подшипника, верхний диаметр излучателя имеет размер больше диаметра вала, а нижний диаметр излучателя чуть меньше диаметра вала, при этом частота подводимого ультразвука должна быть в диапазоне 17-44 кГц. Достигается уменьшение износа трущихся частей в подшипнике за счёт повышения эффективности воздействия на смазочную жидкость ультразвуком. 1 ил.

Подшипник скольжения, содержащий вал, втулку, ультразвуковой излучатель, присоединённый к источнику ультразвука, отличающийся тем, что ультразвуковой излучатель выполнен в виде разомкнутого кольца, к разомкнутым концам которого подключён источник ультразвука, излучатель закреплен в неметаллическом корпусе, плохо проводящем ультразвук, корпус жёстко закреплён в крышке подшипника, верхний диаметр излучателя имеет размер больше диаметра вала, а нижний диаметр излучателя чуть меньше диаметра вала, при этом частота подводимого ультразвука должна быть в диапазоне 17-44 кГц.