УПОРНО-ОПОРНЫЙ ПОДШИПНИК СКОЛЬЖЕНИЯ Российский патент 2025 года по МПК F16C33/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к главным упорно-опорным подшипникам судовых валопроводов.

Известен главный упорный самоустанавливающийся подшипник скольжения для судовых валопроводов по ОСТ 5.4105-80, который выбран в качестве прототипа. Указанный подшипник, имеющий циркуляционную систему смазки, служит для восприятия и передачи на корпус корабля или судна осевого упора создаваемого гребным винтом, а также для восприятия радиальной нагрузки от массы валопровода.

Подшипник скольжения является разъемным, содержит корпус и крышку корпуса, в корпусе располагаются вкладыши, обоймы, упорные подушки, а также систему из верхних и нижних балансиров. На торцах подшипника для исключения протечек размещены по два металлических контактных маслоуплотнительных кольца и контактное кольцо «пыльник» из полимерного материала или одно металлическое маслоуплотнительное кольцо, маслоотбойное кольцо и резиновая манжета. Подшипник упорный по ОСТ 5.4105-80 предназначен для работы с упорным валом включающим в свою конструкцию два упорных гребня.

Подшипник имеет перед полимерным кольцом «пыльником» или манжетным уплотнением расширительные камеры для сбора протечек и их отвода в дренажный трубопровод. Подшипник также имеет систему водяного охлаждения масла и способен работать в автономном режиме непродолжительное время. Масло подается в центральную полость подшипника, пройдя через балансиры и упорные подушки отводится из носовой и кормовой части корпуса.

Основным недостатком известного подшипника с циркуляционной смазкой является неэффективная система подвода масла из расходной цистерны к зонам трения, что является причиной повышенного тепловыделения при работе подшипника.

Кроме того тип торцевого уплотнения, примененный в данном подшипнике, не обеспечивает отсутствие торцевых протечек, наблюдающихся при периодическом обслуживании. Контактные уплотнения из полимерных «пыльников» и резиновых манжет имеет ограниченный срок службы, вследствие чего возникает необходимость постоянного контроля за состоянием указанных уплотняющих элементов. При этом резиновая манжета, в случае ее применения в качестве элемента уплотнения, перед монтажом разрезается с последующей склейкой на валу. С учетом конструкции вала манжета имеет разъем, который склеивается при монтаже. Для склейки манжет требуется специальная оснастка, при этом надежность клеевого соединения зависит от точности соблюдения технологии склейки, которая в условиях корабля вызывает определенные трудности.

Задача, решаемая изобретением, - повышение эффективности подвода масла в зоны трения и увеличение ресурса торцевых уплотнений, что в комплексе повышает ресурс подшипника и надежность его работы.

Второй задачей изобретения является упрощение конструкции подшипника и упорного вала.

Для работы в паре с упорным подшипником предложенной конструкции применяется упорный вал с одним упорным гребнем и унифицированной конструкцией подушек для переднего и заднего хода. Примененные конструктивные решения позволяют применить два опорных вкладыша, что позволяет увеличить радиальную нагрузку на подшипник и значительно упрощает монтаж и центровку подшипника на объекте.

Кроме того, для увеличения эффективности работы, торцевые уплотнения разделены на две камеры с применением двух уплотнительных колец и эффективным отводом протечек из каждой половины. Из предлагаемой конструкции исключены элементы, имеющие ограниченный срок службы. При условии соблюдения требований по чистоте масла, приведенный вид уплотнения на длительный срок не требует технического обслуживания.

Введение в состав подшипника новых конструктивных элементов для подвода охлажденной смазки в непосредственной близости к зонам трения повышает степень теплоотвода, а улучшенная конструкция торцевых уплотнений, позволяет, при необходимости, увеличивать расход и давление масла во внутренней полости подшипника без снижения надежности работы последнего при максимальных и радиальных нагрузках, возникающих при работе валопровода.

Данный тип подшипника разработан для судов ледового класса, работающих в условиях постоянной вибрации и знакопеременных ударных нагрузок. В связи с этим конструкция подшипника учитывает применение упорного вала с увеличенной толщиной упорного гребня, имеющего усиление в районе опорной шейки. При этом в балансирную систему, как в одну из основных систем, отвечающих за надежную работу подшипника, введен ряд конструктивных решений исключающих выход ее из строя.

Для исключения выхода из строя балансирной системы подшипника, а именно вдавливания нижних балансиров, выполненных из высоколегированной стали и прошедших закалку, в теле обоймы, изготовленной методом литья из конструктивной стали, для нижних балансиров предусмотрены опоры, также выполненные из высоколегированной стали и имеющие в месте контакта с обоймой большую площадь опоры. При этом ребра опор, входящие в опорные пазы нижних балансиров между направляющими планками, определяют местоположение балансиров в обойме. Указанное конструктивное решение позволяет исключить из конструкции нижних балансиров установочные штыри, которые при работе в условиях повышенной вибрации имели повышенный износ. Одновременно с этим, исключение указанных штырей упрощает технологию изготовления нижних балансиров.

Для защиты установочных штырей от интенсивного износа при работе верхних балансиров в условиях повышенной вибрации и ударных нагрузок на их рабочие поверхности установлены ползуны, изготовленные из бронзы.

Система балансиров фиксируется от осевого перемещения в обойме и, как следствие, выпадения из нее, запорными планками. Осевая фиксация балансирной системы в обойме позволяет выполнять монтаж указанных деталей в сборе, что значительно упрощает сборку подшипника.

Сущность изобретения заключается в том, что в упорно-опорном подшипнике применены:

- усовершенствованная система смазки, обеспечивающая подвод охлажденной смазывающей жидкости непосредственно в зону работы упорных подушек, масло через систему отверстий и коллекторов подводится в зону трения;

- комбинированная конструкция торцевого уплотнения, исключающая потери смазывающей жидкости при работе подшипника;

- система балансиров, обеспечивающая надежную работу упорного подшипника в условиях повышенной вибрации и ударов.

Жидкость в систему смазки подшипника под давлением подается по двум вертикальным каналам, выполненным в поперечных носовой и кормовой упорных стенках крышки корпуса. Для монтажа трубопроводов подвода смазки к подшипнику каналы оборудованы концевыми приварными фланцами. В носовом и кормовом вертикальных каналах подвода поток смазывающей жидкости разделяется. Первая часть смазки подается по каналам и пазам, выполненным в крышке корпуса, в рабочую зону опорного вкладыша. Вторая, большая часть смазки через кольцевую проточку и каналы, выполненные в обойме, подается в коллекторы, которые установлены на упорах между упорными подушками и удерживают последние от тангенциальных перемещений. Смазка через направленные отверстия, выполненные в коллекторах, которые находятся в максимальной близости от рабочей поверхности упорного гребня упорного вала, подается в рабочую зону контакта упорных подушек и упорного гребня. Предлагаемая система смазки обеспечивает подвод охлажденной смазки в непосредственной близости к наиболее нагруженной упорной рабочей зоне подшипника, что обеспечивает улучшенный теплоотвод от зоны трения и более устойчивый масляный клин между рабочими поверхностями упорного гребня и упорных подушек.

Повышенная, по сравнению с прототипом, эффективность работы торцевого уплотнения достигается способом разделения расширительной камеры на два отсека. В первом от опорного вкладыша установлено дополнительное «плавающее» уплотнительное кольцо из бронзы, при этом из расширительной камеры корпуса колец маслоуплотнительных организован отвод торцевых протечек, идущих через опорный вкладыш в дренажный трубопровод, в связи с чем объем смазки, находящийся в первой камере перед парой колец уплотнительных, не находится под давлением. Просачивание незначительного объема протечек через маслоуплотнительные кольца во вторую камеру, где установлено маслоотбойное кольцо возможно. Маслоотбойное кольцо образует с козырьком торцевой стенки корпуса маслоотбойного кольца лабиринтное уплотнение. Просочившиеся из первой камеры протечки под воздействием центробежных сил отбрасываются маслоотбойным кольцом на статические поверхности корпуса маслоуплотнительного кольца и, стекая в нижнюю часть корпуса, отводятся через штуцерно-торцовое соединение в дренажный трубопровод.

Для работы в условиях высоких осевых нагрузок по сравнению с прототипом в предлагаемой конструкции подшипника увеличен упорный гребень. Кроме того изменена балансирная система: на штырях верхних балансиров установлены бронзовые ползуны, препятствующие выходу штырей из строя. Это позволяет устранить износ штырей, возникающий при значительной вибрации и силе ударов. Из конструкции нижних балансиров исключены штыри, вместо них применяется специальная обработка поверхностей. В конструкции подшипника также отсутствует упорное ребро за счет изготовления обоймы методом литья. На обойму крепится опора балансира.

Упорно-опорный подшипник содержит корпус 1, крышку 2, два вкладыша 3, два упорных блока и два торцевых уплотнительных блока. Упорные блоки состоят из обоймы 4, подушек упорных 5, верхних балансиров 6 и нижних балансиров 7, упоров с масляными коллекторами 8. Торцевые уплотнительные блоки состоят из маслоуплотнительных колец 9 и корпусов маслоуплотнительных колец 10, маслоотбойных колец 11 и их корпусов 12.

Самоустановка опорной части подшипника при перекосах вала обеспечивается сферической расточкой наружной поверхности вкладышей. Балансирная система, состоящая из верхних и нижних балансиров, установленных в обоймы на установочных штырях с ползунами 13, обеспечивает полное одновременное прилегание рабочих поверхностей упорных подушек к гребню упорного вала 14. Сферические вкладыши от проворачивания фиксируются стопорами, установленными в разъеме корпуса и крышки подшипника. Обоймы фиксируются болтами 15, расположенными на торцевой поверхности корпуса. Установленные направляющие планки 16 фиксируют балансир относительно опоры.

Для ориентировки обоймы в подшипнике в штатном положении, при котором отверстия для стопорных болтов в корпусе подшипника совпадают с резьбовыми отверстиями в обойме, служат подпружиненные стопора, которые расположены рядом со стопорными болтами.

Изобретение поясняется чертежами: на фиг. 1а и фиг. 1б изображен общий вид упорно-опорного подшипника скольжения, на фиг. 2 - изображена конструкция балансиров упорно-опорного подшипника скольжения, на фиг. 3 - конструкция ползуна упорно-опорного подшипника скольжения.

Применение указанного изобретения увеличивает осевую несущую нагрузку упорно-опорного подшипника скольжения, повышает надежность в работе при повышенной вибрации валопровода судна, позволяет упростить конструкцию подшипника по сравнению с существующими подшипниками.

Конструктивное исполнение подшипника обеспечивает простоту сборки, улучшенный подвод масла в зоны трения подшипника, уменьшение протечек масла в процессе эксплуатации за счет установки двойного уплотнения, а также простоту обслуживания по сравнению с ранее разработанными подшипниками.

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для главных упорно-опорных подшипников судовых валопроводов, работающих при значительных осевых и ударных нагрузках. Упорно-опорный подшипник скольжения содержит корпус и крышку корпуса, в корпусе располагаются два вкладыша, обоймы, упорные подушки, балансиры верхние и нижние, на торцах подшипника размещены маслоотбойники и маслоуплотнительные кольца, в обойме предусмотрены опоры для нижних балансиров, входящие в пазы нижних балансиров ребра опор определяют местоположение балансиров, на верхних балансирах установлены ползуны, система балансиров фиксируется запорными планками. Смазка в подшипник подается по каналам, выполненным в носовой и кормовой стенках крышки корпуса, в каналах поток смазывающей жидкости разделяется, часть смазки подается по каналам и пазам в крышке корпуса в рабочую зону вкладыша, часть смазки через проточку и каналы в обойме подается в коллектора, установленные между упорными подушками, смазка через отверстия в коллекторах подается в рабочую зону упорных подушек и упорного гребня. Достигается повышение ресурса подшипника. 4 ил.

Подшипник скольжения является разъемным, содержит корпус и крышку корпуса, в корпусе располагаются два вкладыша, обоймы, упорные подушки, а также балансирные системы, состоящие из верхних и нижних балансиров, на торцах подшипника размещены в корпусах маслоуплотнительные и маслоотбойные кольца, отличающийся тем, что в обойме предусмотрены опоры для нижних балансиров, опоры в месте контакта с обоймой имеют большую площадь опоры, при этом входящие в опорные пазы нижних балансиров между направляющими планками ребра опор определяют местоположение балансиров в обойме; на рабочие поверхности верхних балансиров установлены ползуны; система балансиров фиксируется от осевого перемещения в обойме запорными планками; смазка в подшипник подается по двум вертикальным каналам, выполненным в поперечных носовой и кормовой упорных стенках крышки корпуса, каналы оборудованы концевыми приварными фланцами; в носовом и кормовом вертикальных каналах подвода поток смазывающей жидкости разделяется: часть смазки подается по выполненным в крышке корпуса каналам и пазам в рабочую зону опорного вкладыша, вторая, большая часть смазки через кольцевую проточку и выполненные в обойме каналы подается в коллекторы, установленные на упорах между упорными подушками, затем смазка через отверстия, выполненные в коллекторах, находящихся в максимальной близости от рабочей поверхности упорного гребня упорного вала, подается в рабочую зону контакта упорных подушек и упорного гребня; расширительные камеры торцевых уплотнений разделены на два отсека: в первом от вкладыша опорного отсека установлено дополнительное плавающее уплотнительное кольцо из бронзы, при этом из расширительной камеры корпуса маслоуплотнительных колец организован отвод торцевых протечек, идущих через опорный вкладыш в дренажный трубопровод; во второй камере установлено маслоотбойное кольцо, образующее с козырьком торцевой стенки корпуса маслоотбойного кольца лабиринтное уплотнение; просочившаяся из первой камеры смазка под воздействием центробежных сил отбрасывается маслоотбойным кольцом на статические поверхности корпуса маслоуплотнительного кольца и, стекая в нижнюю часть корпуса, отводится через штуцерно-торцовое соединение в дренажный трубопровод.