Гидродинамический подшипник скольжения для электродвигателя Российский патент 2024 года по МПК F16C17/00 

Изобретение относится к гидродинамическим подшипникам скольжения для электродвигателей, которые предназначены для восприятия приложенных к валу ротора электродвигателя радиальных и осевых нагрузок, перенося их на корпус и применяются в составе электродвигателей магистральных насосных агрегатов.

Из уровня техники известен подшипник скольжения для удерживания вращающегося вала, содержащий полукруглый основной вкладыш подшипника и полукруглый нижний вкладыш подшипника, которые могут отделяться друг от друга, причем основной вкладыш подшипника включает в себя первый маслопроводный канал для введения смазочного материала извне в промежуток между подшипником скольжения и вращающимся валом и второй маслопроводный канал, позволяющий смазочному материалу входить между подшипником скольжения и вращающимся валом в круговом направлении подшипника скольжения, при этом: первый маслопроводный канал включает в себя отверстие во внутренней окружности, которое открыто на внутренней окружности основного вкладыша подшипника, основной вкладыш подшипника включает в себя часть без внутренней выточки, в которой не сформирован маслопроводный канал на задней стороне относительно отверстия во внутренней окружности в направлении вращения вращающегося вала, вспомогательный маслопроводный канал для выпуска смазочного материала из второго маслопроводного канала наружу от осевого направления подшипника скольжения выполнен в, по меньшей мере, одном из нижнего вкладыша подшипника и области на передней стороне относительно отверстия во внутренней окружности основного вкладыша подшипника в направлении вращения вращающегося вала, и второй маслопроводный канал непрерывно проходит к передней стороне в направлении вращения вращающегося вала от отверстия во внутренней окружности к вспомогательному маслопроводному каналу (RU 2398141 C1, F16C 9/02, 27.08.2010).

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является опорный подшипник скольжения с индивидуальной смазкой, содержащий корпус, выполненный разъемным из двух половин - нижней и верхней, опорный вкладыш, состоящий из нижнего и верхнего вкладыша, картеры и маслоподающие устройства, отличающийся тем, что на диаметральные боковые поверхности вкладыша опорного с левой и правой стороны установлены картеры, картеры имеют горизонтальный разъем и состоят из картера верхнего и картера нижнего, в центральной полости картеров расположены маслоподающие устройства, состоящие из маслоподающих колец и, размещенных над ними в картерах, верхних маслосъемников, в верхнем картере выполнены дополнительные полости для смазывающей жидкости, способные принять весь объем масла, находящийся в подшипнике, отделенные стенками от маслоподающих колец, для стока масла в нижней части картеров организован грязеотстойник, из которого масло имеет возможность заполнить камеры в нижней части картера и небольшими дозами через калиброванное фасонное отверстие попадает в зону, в которой вращается маслоподающее кольцо, торцевые лабиринтовые уплотнения, состоящие из лабиринтовых козырьков, размещенных на торцевых поверхностях боковых картеров и маслоотбойных колец с лабиринтовыми козырьками, расположенными на торцах подшипника, выполнены отдельным узлом, элементы лабиринтового уплотнения отделены от маслоподающего кольца (RU 2718190 С1, F16C 17/03, 31.03.2020).

Основными недостатками указанных технических решений являются невозможность самоустановки вкладышей при их монтаже в корпус подшипника.

Технической проблемой, на решение которой направлено техническое решение, является разработка гидродинамического подшипника скольжения для электродвигателя с вкладышами, самоустанавливающимися по валу ротора электродвигателя при их монтаже.

Техническим результатом заявленного технического решения является самоустановка вкладышей по валу электродвигателей при их монтаже, исключение возникновения интенсивных зон трения (исключены краевые эффекты) и повышение надежности опорного узла.

Технический результат заявленного изобретения обеспечивается тем, что гидродинамический подшипник скольжения для электродвигателя, содержащий корпус с крышкой, установленные между ними и скрепленные между собой верхний и нижний вкладыши, а также внутреннюю масляную полость, отделенную от внешней среды лабиринтными уплотнениями, согласно изобретению содержит маслоподающее кольцо из бронзы марки БрО5Ц5С5 или латуни марки ЛС63-3, охватывающее верхний и нижний вкладыши и выполненное с возможностью обеспечения остановки вращения вала электродвигателя без повреждений при подаче масла самотеком при давлении не менее 0,025 МПа, корпус и крышка выполнены из высокопрочного чугуна марки ВЧ45 с фланцами и соединены друг с другом с нанесенным герметиком на фланцевые соединения соосно посредством штифтов с образованием сферического посадочного места для самоустановки верхнего и нижнего вкладышей, ответной сферической формы, при этом на сферических поверхностях корпуса и крышки приклеены посредством клея на основе эпоксидной смолы прокладки из фторопласта-4, верхний и нижний вкладыши выполнены из низкоуглеродистой конструкционной стали 15Г или низколегированной стали 16ГС, скреплены между собой винтами и зафиксированы от проворота штифтом, установленным в крышке и верхнем вкладыше, причем верхний вкладыш содержит канал подвода смазки, а нижний вкладыш - канал отвода смазки, при этом на внутренние сферические поверхности вкладышей нанесено антифрикционное покрытие из баббита Б83 или полиэфирэфиркетона (ПЭЭК), армированного углеволокном, а на торцевых поверхностях вкладышей выполнены бурты с антифрикционным покрытием, выполненные с возможностью восприятия осевых нагрузок, причем лабиринтные уплотнения состоят из двух половин, на торцы которых нанесен герметик, стянутых пружиной, установлены с обеих сторон скрепленных верхнего и нижнего вкладышей и зафиксированы крышками уплотнения, кроме того на крышке установлено технологическое смотровое окно для осмотра внутренней масляной полости, а на корпусе выполнены боковые технологические маслоподающие/маслоотводящие отверстия, отверстие для шланга гидроподъема и установлены маслоуказатель и термодатчик, при этом в нижнем вкладыше с покрытием из ПЭЭК выполнен канал для установки термодатчика, заполненный теплопроводной кремнийорганической пастой типа КПТ-8.

Кроме того, сферическое посадочное место выполнено диаметром 425 мм или 280 мм или 212 мм.

Заявленный подшипник скольжения гидродинамического типа со сферическими вкладышами является опорой, определяющей положение вращающегося ротора электродвигателя относительно корпуса. Указанный подшипник воспринимает приложенные к валу электродвигателя радиальные и радиально-осевые нагрузки, перенося их на корпус, а также обеспечивает создание масляного клина для исключения трения шеек вала ротора электродвигателя по рабочей поверхности подшипника при номинальных оборотах.

Таким образом, представленная совокупность существенных признаков обеспечивает самоустановку вкладышей по валу электродвигателей при их монтаже, исключение возникновения интенсивных зон трения (краевых эффектов) и повышает надежность опорного узла.

На корпусе подшипника выполнены лапы для крепления к корпусу электродвигателя или фланцы с возможностью креплением к корпусу электродвигателя при помощи фланцевого соединения.

Заявленное изобретение представлено на чертежах (фиг.1-3), где:

На фиг.1 представлен гидродинамический подшипник скольжения для электродвигателя.

На фиг.2 представлен гидродинамический подшипник скольжения для электродвигателя;

На фиг.3 представлен гидродинамический подшипник скольжения для электродвигателя.

Перечень позиций, используемых на чертежах:

I - крышка уплотнения; 2 - лабиринтное уплотнение; 3 - винт М8х35; 4, 7 - штифт 12x45; 5 -технологическое смотровое окно; 6 - рым-болт M12; 8 -пробка G3/4 (залив масла); 9 - корпус подшипника; 10 - крышка подшипника;

II - винт М24х2х 130; 12 - гидроподъем; 13 - термодатчик (датчик температуры); 14 - маслоотводящее отверстие; 15 - маслоуказатель; 16 - отверстие слива масла; 17 -маслоподводящее отверстие; 18 - вкладыш верхний; 19 - вкладыш нижний; 20 - винт M12x40; 21, 22 - бандажный шланг; 23 - кольцо маслоподающее.

Гидродинамический подшипник скольжения для электродвигателя включает в себя следующие элементы: корпус 9 с крышкой 10 (фиг.1), вкладыши верхний 18 и нижний 19 (фиг.3), скрепленные между собой винтами 20 (фиг.3). Упомянутые вкладыши 18, 19 установлены и зажаты между крышкой 10 и корпусом 9 (фиг.1), зафиксированы штифтом 7 от проворота (фиг.2, 3). Корпус 9 и крышка 10 (фиг.1) стянуты между собой винтами 11 (фиг.1) и выполнены из высокопрочного чугуна марки ВЧ45, а также имеют фланцы. Корпус 9 и крышка 10 посредством фланцевого соединения образуют общий силовой элемент для восприятия радиальной (радиально-осевой) нагрузки, возникающей от ротора электродвигателя и передающейся через верхний и нижний вкладыши 18, 19 (фиг.3). Штифтом 4 центрируется корпус подшипника с крышкой для обеспечения соосности их сферических поверхностей. Внутренняя масляная полость подшипника отделена от внешней среды крышками уплотнений 1 (фиг.1) с установленными с обеих сторон вкладышей 18, 19 лабиринтными уплотнениями 2 (фиг.1). Крышки уплотнений 1 состоят из половинок. Крышки уплотнений 1 притягиваются к крышке 10 и корпусу 9 винтами 3 (фиг.1, 2). На крышке 10 установлено технологическое смотровое окно 5 (фиг.2), предназначенное для осмотра внутренней полости подшипника и зафиксированная винтами, и два рым-болта 6. Лабиринтные уплотнения 2 состоят из половинок, стянутых пружиной, которые обеспечивают изоляцию гидродинамического подшипника скольжения для электродвигателя. При этом через лабиринтные уплотнения 2 (фиг.1), проходит вал электродвигателя. Гребни лабиринтных уплотнений отделяют масляную полость от внешней среды.

Упомянутый подшипник содержит маслоподающее кольцо 23 (фиг.1,3) из бронзы марки БрО5Ц5С5 или латуни марки ЛС63-3, охватывающее верхний 18 и нижний 19 вкладыши, которое вращается вокруг них и соприкасается с валом электродвигателя через канал подвода смазки в верхнем вкладыше, тем самым обеспечивая разбрызгивание масла по внутреннему диаметру упомянутых вкладышей 18, 19. Маслоподающее кольцо 23 является дополнительным источником подачи смазочного материала к трущимся поверхностям и в случаях аварийного отключения станции подачи масла выполнено с возможностью обеспечения остановки вращения вала электродвигателя без повреждений при подаче масла самотеком из маслобака под давлением не менее 0,025 Мпа.

Верхний и нижний вкладыши 18, 19 выполнены из низкоуглеродистой конструкционной стали 15Г или низколегированной стали 16ГС. Верхний вкладыш 18 содержит канал подвода смазки, а нижний вкладыш 19 - канал отвода смазки. На торцевых поверхностях упомянутых вкладышей 18, 19 выполнены бурты с антифрикционным покрытием из баббита Б83 или полиэфирэфиркетона (ПЭЭК), армированного углеволокном, выполненные с возможностью восприятия осевых нагрузок.

Верхний и нижний вкладыши 18, 19 в сборе укладываются в посадочное место корпуса 9 и крышки 10 (фиг.2, 3). Посадочное место выполнено сферическим с диаметрами 425 мм, 280 мм, 212 мм. В целях обеспечения самоустановки вкладышей указанных типоразмеров подшипника по валу ротора электродвигателя вкладыши выполнены в виде полусфер. На сферической поверхности корпуса 9 и крышки 10 приклеена посредством клея на основе эпоксидной смолы прокладка из электроизолирующего материала: фторопласт-4, обеспечивающего электроизоляцию вала ротора электродвигателя от корпуса подшипника 9 и крышки подшипника 10.

Принудительная циркуляция масла осуществляется через боковые технологические маслоподающие 17/маслоотводящие 14 отверстия (фиг.1), выполненные на корпусе 9. Во внутренней полости подсоединение верхнего и нижнего вкладышей 18, 19 (фиг.3) к линии подачи масла осуществляется бандажным шлангом 21,22 (фиг.3) через линию гидроподъема 12 (фиг.1). Также на корпусе выполнено отверстие для шланга гидроподъема 12 и установлены маслоуказатель 15 и термодатчик 13, и имеется отверстие для слива масла 16. При этом на крышке 10 имеется пробка 8, закрывающая отверстие залива масла.

Для обеспечения достоверного контроля температуры смазки во вкладышах 18, 19, имеющих антифрикционный слой из ПЭЭК, перед монтажом термодатчиков в подшипник, канал для его установки в нижнем вкладыше 19 заполняется теплопроводной кремнийорганической пастой типа КПТ-8.

При этом, на фланцевые соединения между корпусом 9 и крышкой 10, на торцы половин лабиринтных уплотнений 2 и на торцовые поверхности крышки уплотнений 1 нанесен герметик перед установкой.

Данные подшипники выполнены с возможностью обеспечения работы круглосуточно с остановкой на проведение технического обслуживания и ремонта электродвигателя насосного агрегата.

Таким образом, представленная совокупность существенных признаков гидродинамического подшипника скольжения для электродвигателя обеспечивает самоустановку вкладышей по валу электродвигателей при их монтаже, исключение возникновения интенсивных зон трения (краевых эффектов) и повышение надежности опорного узла.

Изобретение относится к области машиностроения. Подшипник содержит корпус с крышкой, верхний и нижний вкладыши, скрепленные между собой и установленные между корпусом и крышкой, и внутреннюю масляную полость, отделенную от внешней среды лабиринтными уплотнениями. Также он содержит маслоподающее кольцо из бронзы марки БрО5Ц5С5 или латуни марки ЛС63-3, охватывающее вкладыши и вращающееся вокруг них, подавая масло на внутренний диаметр вкладышей, и выполненное с возможностью обеспечения остановки вращения вала электродвигателя без повреждений при подаче масла самотеком под давлением не менее 0,025 МПа. Корпус и крышка выполнены из высокопрочного чугуна марки ВЧ45 с фланцами и соединены друг с другом с нанесенным герметиком на фланцевые соединения соосно посредством штифтов с образованием сферического посадочного места для самоустановки верхнего и нижнего вкладышей, ответной сферической формы, по валу ротора электродвигателя. Достигается самоустановка вкладышей по валу электродвигателей при их монтаже, исключение возникновения интенсивных зон трения (исключены краевые эффекты) и повышение надежности опорного узла. 3 з.п. ф-лы. 3 ил.

1. Гидродинамический подшипник скольжения для электродвигателя, содержащий корпус с крышкой, установленные между ними и скрепленные между собой верхний и нижний вкладыши, а также внутреннюю масляную полость, отделенную от внешней среды лабиринтными уплотнениями, отличающийся тем, что он содержит маслоподающее кольцо из бронзы марки БрО5Ц5С5 или латуни марки ЛС63-3, охватывающее верхний и нижний вкладыши и выполненное с возможностью обеспечения остановки вращения вала электродвигателя без повреждений при подаче масла самотеком при давлении не менее 0,025 МПа, корпус и крышка выполнены из высокопрочного чугуна марки ВЧ45 с фланцами и соединены друг с другом с нанесенным герметиком на фланцевые соединения соосно посредством штифтов с образованием сферического посадочного места для самоустановки верхнего и нижнего вкладышей, ответной сферической формы, при этом на сферических поверхностях корпуса и крышки приклеены посредством клея на основе эпоксидной смолы прокладки из фторопласта-4, верхний и нижний вкладыши выполнены из низкоуглеродистой конструкционной стали 15Г или низколегированной стали 16ГС, скреплены между собой винтами и зафиксированы от проворота штифтом, установленным в крышке и верхнем вкладыше, причем верхний вкладыш содержит канал подвода смазки, а нижний вкладыш - канал отвода смазки, при этом на внутренние сферические поверхности вкладышей нанесено антифрикционное покрытие из баббита Б83 или полиэфирэфиркетона (ПЭЭК), армированного углеволокном, а на торцевых поверхностях вкладышей выполнены бурты с антифрикционным покрытием, выполненные с возможностью восприятия осевых нагрузок, причем лабиринтные уплотнения состоят из двух половин, на торцы которых нанесен герметик, стянутых пружиной, установлены с обеих сторон скрепленных верхнего и нижнего вкладышей и зафиксированы крышками уплотнения, кроме того, на крышке установлено технологическое смотровое окно для осмотра внутренней масляной полости, а на корпусе выполнены боковые технологические маслоподающие/маслоотводящие отверстия, отверстие для шланга гидроподъема и установлены маслоуказатель и термодатчик, при этом в нижнем вкладыше с покрытием из ПЭЭК выполнен канал для установки термодатчика, заполненный теплопроводной кремнийорганической пастой типа КПТ-8.

2. Подшипник по п. 1, отличающийся тем, что сферическое посадочное место выполнено диаметром 425 мм.

3. Подшипник по п. 1, отличающийся тем, что сферическое посадочное место выполнено диаметром 280 мм.

4. Подшипник по п. 1, отличающийся тем, что сферическое посадочное место выполнено диаметром 212 мм.