Судовой подшипниковый узел Советский патент 1984 года по МПК B63H23/36 

Изобретение относится к судостроению, в частности к судовым подшипниковым узлам, и может быть применено в тех областях техники, где подшипниковые узлы подвержены в процессе эксплуатации боль пим кромочным нагрузкам. Известен судовой подшпниковый узел, содержащий дейдвудную трубу и рубашку, состоя1цую по меньшей мере из двух концентрично расположенных одна внутри другой монолитных втулок из материалов с различными физико-механическими свойствами, при этом втулка, обращенная к дейдвудной трубе, выполнена из антифрикционного материала 1. Недостатком известного подтип никого узла является малый срок службы рубашки из-за ненадежного крепления капролоновой втулки с бронзовой. Ненадежность крепления вызвана неравномерностью приложения тангенциальной нагрузки от сил трения по длине рубашки из-за консольного расположения гребного вала в подшигшиковом узле, что вызывает дополнительной скручиваюший момент, действующий на рубашку, который приводит к нарушению соединения рубашка винт-. А так как прочность материала рубашки ниже прочности материала крепежного винта, то происходит смятие рубашки в районе крепежного винта и ее проворачивание, что уменьшает срок службы всего узла. Кроме того, при постоянной радиальной жесткости рубашки по ее длине нагрузка распределена по длине рубап1ки неравномерно, что не создает благоприятного условия режиму трения и приводит к повьппенному износу кормовой кромки руба1пки и, как следствие, к сокращению срока службы подшипникового узла. Целью изобретения является увеличение срока службы судового Г1ОД1ПИПНИКОВОго узла. Указанная цель дости|-ается тем,что судовой подшипниковый узел, содержащий дей двудпую трубу и рубашку, состоящую по меныпей мере из двух концентрично расположенных одпа внутри другой монолитн|,1х втулок из материалов с различными физико-механическими свойствами, при этом втулка, обращенная к дейдвудной трубе, выполнена из антифрикционного материала, снабжен кольцо.м, закрепленным у торца рубаицчи со стороны гребного винта, контактирующие поверхности втулок выполнены коническими, а толщина втулок выбрана переменной по длине, причем наименьщий внутренний диаметр втулки из анфрикционного материала выполнено со стороны винта, а разность между наружными диаметрами втулки из антифрикционного материала и кольца больще разности между предельно допустимым и установочным диаметральными зазорами. Втулка, обращенная к гребному валу, и кольцо выполнены из капролона, армированного стеклотканью, при этом кольцо прикреплено к этой втулке. Наружная поверхность втулки, обращенной к гребному валу, выполнена бочкообразной. На фиг. 1 изображен судовой нодшипниковый узел, продольный разрез; на фиг. 2 и 3 - модификации судовых подшипниковых узлов, продольные разрезы. СУ.ДОВОЙ подшипниковый узел (фиг. 1) содержит гребной вал 1 с винтом 2, введенный внутрь дейдвудной трубы 3. На наружной поверхности гребного вала 1 установлена рубашка,состоящая из концентрично расположенных одна внутри другой монолитных втулок 4 и 5 из материалов с различными физико-механическими свойствами, при этом втулка 5 выполнена из антифрикционного материала. У торца рубашки, обращенного к гребному винту 2, введено кольцо 6. Поверхность контакта 7 втулок 4 и 5 выполнена отличной от цилиндрической (например, конусной). Толищна каждой из втулок 4 и 5 по их длине различна, и наибольшая толщина втулки бОщакс расположена у торца, обращенного к гребному винту 2, при это.м толщина втулки 4 в любом сечении находится из уравнения (Го - Cfj где сГо-толщина рубащки; 5 -толщина втулки 5 в i-ом сечении. Разность между наружным диаметром втулки 5 и кольца 6 больще разности .между предельно допустимым -и установочным диаметральными зазорами (предельно допустимые значения диаметрального зазора выбираются в соответствии с диаметром 1ребного вала согласно нормативной документации, например ОСТ5.4183-76, с. 28) На фиг. 2 кольцо 6 и втулка 4 выполнены из капролона, армированного стеклотканью, при этом кольцо 6 прикреплено к втулке 4 у ее торца со стороны гребного винта 2, а на фиг. 3 наружная поверхность втулки 4 выполнена бочкообразной. Судовой подщипниковый узел работает следующим образом. Нагрузка от веса винта 2 и гребного вала 1 через втулки 4 и 5 передается па дейдвудную трубу 3 и корпус судна (не показан). Из-за консольного расположения гребного винта 2 нагрузка у торца рубашки, обращенного к гребному винту 2, больще, чем у противоположного торца рубашки. Из-за большой толщины втулки 5 в районе кольца 6 податливость ее в радиальном направлении выше, чем у противоположного торца рубашки, где толшина втулки 5 меньше. Следовательно, создаются благоприятные условия работы узла, соответствующие распределению нагрузки, т. е. чем выше нагрузка и больше податливость поверхности скольжения в данном сечении, тем больше грузоподъемность узла, так как из-за увеличения угла охвата втулки 5 дейдвудной трубой 3 давление смазочного слоя в зоне трения распределится равномерно и его максимальное значение уменьшится, что повысит толш,ину смазочного слоя и увеличит срок службы узла. Кроме того, увеличение податливости за счет толШ.ИНЫ втулки 5 в зоне повышенной нагрузки уменьшает влияние перекоса гребного вала 1 от веса гребного винта 2 и частично компенсирует потерю грузоподъемности узла от неточностей изготовления пары втулка 4 - труба 3 и монтажа гребного вала 1. При увеличении температурного режима узла за счет разности коэффициента линейного расширения материалов втулки 4 и 5 (коэффициент линейного расширения втулки 5 выбирается обычно больше, чем втулки 4) втулка 5 стремится увеличить свои линейные размеры как в радиальном, так и в осевом направлении. Кольцо 6 препятствует удлинению втулки 5, тем самым заставляет двигаться ее в направлении торца рубашки,противоположного кольцу 6, при этом создается дополнительное давление контактирующих поверхностей втулок 4 и 5 друг на друга, тем самым увеличивается надежность крепления, а следевательно, и срок службы подшипникового узла. На фиг. 2 показан один из возможных вариантов исполнения предлагаемого изобретения, в котором для упрощения технологии изготовления и уменьшения стоимости узла его детали выполнены из капролона и капролона, армированного стеклотканью. Работа такой конструкции не отличается от описанной. В следующем варианте (фиг.З) наружная поверхность втулки 4 выполнена бочкообразной, что позволяет уве.личить податливость втулки 5 не только в кормовой (со стороны гребного винта), но и в носовой ее части, так как при укладке валопровода по кривой, т. е. ось гребного вала заранее изгибают таким образом,чтобы носовой дейдвудный подшипник (не показан) испытывал нагрузку, по направлению совпадающую с нагрузкой в носовой части втулки 5. Повьцнение податливости HOCOBOII части втулки 5 за счет увеличения толии ны втулки 5 компенсирует згу на1рузку, тем самым увеличивая срок службы узла. Предложенная конструкция судового подшипникового узла позволяет снизить влияние перекоса гребного вала в дей;1вудной трубе, что величивает грузоподьемность узла, а следовательно, и срок его службы. Кроме того, выполнение втулки, обращенной к гребному валу, с хорошей способностью к склеиванию увеличит надежность крепления рубацп и к гребному валу, тем самым увеличивая ее срок с.|ужбы и всего узла в целом. Применение материалов дейдвудной трубы и обращенной к ней втулки с наименьшим коэффициентом трения позволяет уменьшить потери мощности силовой установки на трепие в подшипниковом узле на 17°/о без суидествепного увеличения стоимости руба1пки и снизить расход топ.щва. Все это приводит к увеличению срока служб1 1 оудово1о подшипникового узла в целолк например на судах гипа «БК-1201, в 2 раза.

Фиг.Е

Фиг.д

1. С . ДО В О и П ОД Ш И Г1Н И КО ВЫЙ УЗЕЛ греоного вала, 1одерл а1ций дейдвудиую Tjiyoy и р башку, состоящую по мены11ей е)С из дву.х коииеитрнчно расположенных одиа внутри другой монолитных втулок из материалов с различными физико-механическими свойствами, н|)и этом втулка, обращенная к дейдвудной трубе, выполнена из антифрикционного материала, отличающийся тем, что, с целью увеЛ :1еНИЯ срока его С/иЖО;), )П Clu.i H-Or: (.,зак),пе11;:ы у тораа pxTjiiUiK; со Cioроны ()ro иннта, i.oir, iKi Iiix Kniuie lU ВерХНОСТИ ВТу,1()К Ш.ПЮ.МИНЬ ЬОИИЧ CKi l а тол1нина втх.чок Н1)1бран,-1