Упругая осевая опора скольжения Советский патент 1985 года по МПК F16C17/08 

111 Изобретение относится к области осевых опор скольжения, используемых в специальном и общем машиностроении Известна осевая опора скольжения, содержащая вал и эластичный подпятник, установленный в неподвижном стакане с помощБго втулки. Подпятник представляет собой полимерную диафрагму, контактирующую с валом посредством выполненных на последнем канавок с криволинейными торцамиfij. Недостатками данного устройства являются низкая демпфирующая способность, особенно при значительных статических и динамических нагрузках, приводящая к быстрому износу трущихся поверхностей и снижению надежности недолговечности конструкции, значительная амплитуда колебаний и рост дисбаланса вала в процессе эксплуатации, сложное конструктивное исполнение, трудоемкость в ияготовлении, сборке и эксплуатации узла, а также невозможность рационального использования консистентных с. и древесных самосмазывающихся материалов. Известна также осевая опора сколь жения., содержащая эластичный подпятник, установленный в неподвижном ста кане 2. Однако в этой опоре не предусмотрена возможность саморегулирования демпфируюа1ей способности. Целью изобретения является улучше ние демпфирующей способности опоры, а также улучшение смазки. Поставленная цель достигается тем что упругая осевая опора скольжения, содержащая установленный на упругом элементе подпятник, размещенньй в выполненном в виде стакана корпусе, снабжена втулкой со скосами на внутренней поверхности, установленной в стакане и опирающейся внутренней поверхностью на упругий элемент, выпол ненный в виде оболочки, заполненной смазкой и имеющей отверстие для выхода смазки в рабочую зону, в верхней части которой размещен подпятник со сферической рабочей поверхностью, выполненный из древесины с расположением волокон вдоль оси подшипника и с осевым каналом, совмещенным с отверстием оболочки. При этом оболочка выполнена с боковой поверхностью, образованной вра щением кривой Вейбулла. На фиг. 1 изображена осевая опора х:кольжения; на фиг. 2 - вариант ис0 -2 1полнения оболочки; на фиг. 3 - ооразующая юбки, описываемая зависимостью Вейбулла. Осевая опора скольжения (фиг. 1) состоит из вала 1, цилиндрического стакана 2, в котором с возможностью осевого перемещения расположена втулка 3. Втулка 3 имеет скошенную конусообразную поверхность 4 с увеличивающимся ко дну стакана диаметром, по которой она контактирует с упругим элементом 5. Своей торцовой поверхностью втулка взаимодействует с буртиком 6, выполненным на валу 1. Упругий элемент 5 выполнен в виде оболочки, в верхней части которой размещен подпятник 7 со сферической рабочей поверхностью. Оболочка имеет юбку 8, наибольший наружный диаметр D которой на 10-20% больше внутреннего диаметра d втулки. Верхняя часть упругого элемента имеет диаметр, равньй внутреннему диаметру d цилшздрической части втулки.Внутренняя полость оболочки заполнена смазочным составом 9 и соединена с .зоной контакта вала и оболочки каналом 10, выполненным в подпятнике 7. Подпятндк выполнен из пористого антифрикционного материала на основе уплотненной самосмазьшающейся древесины. На основании расчетных и экспериментальных данных опора имеет улучшенные амортизирующие сиойства и повышенную долговечность, когда поверхность юбки образована вращением кривой, выполненной по закону Вейбулла, т.е. образующая (профиль) юбки представляет собой кривую, характеризующую зависимость вида где X и у - координаты кривой профиля;tg - положительный параметр зависимости, принимаемый равным половине высоты юбки; m - положительный параметр, уменьшенный на единицу,обратно пропорционален величине угла контакта оболочки с втулкой , где /5 - угол контакта. При этом оптимальные значения tg и m находятся в следующих пределах: . Оболочка 5 фиксируется в узле при помощи полусфери 3 i ческого выступа 11, выполненного на нижней части юбки и соответствующей выемки в дне стакана 2, что обеспечивает самоустановку оболочки. Соста ные детали осевой, опоры скольжения из готовляются из полимерных материалов. Оболочка может быть изготовлена цельной (фиг.. 1) или разъемной (фиг. 2). Для эффективной эксплуатации осевой опоры наиболее целесообразно применение в качестве подпятника антифрикционной древесины, наполнителем для которой является смесь парафинов, содержащих 18-30 атомов углерода, и солей, поливалентных металлов карбоновых кислот с длиной цепи 1416 углеродных атомов, взятых в соотношении 1:1. Смесь необходимо вводить в древесину с торца при температуре на 20-30°С выше температуры плавления солей поливалентных металлов карбоновых кислот под давлением 15-20 МПа. Оболочку с вмонтированным в нее подпятником наиболее предпочтительно получать методом облицовки его термопластичным полимером в пресс-форме. Предлагаемая конструкция улучшает контакт сопрягаемых поверхностей .и обеспечивает амортизацию динамичес ких и знакопеременных нагрузок. Наличие на валу буртика, взаимодействующего с втулкой, снижает контактные напряжения и способствует перераспределению давлений в опоре.. Выполнение верхней части оболочки диаметром, равным диаметру втулки, позволяет создать постоянно заполненную смазкой, замкнутую (герметичную) полость (зону трения).Соединение к налом зоны контакта вала и оболочки с полостью последней, заполненной смазочным сортавом, обеспечивает не только подпитку поверхностей трения но и улучшенное демпфирование дина мических нагрузок. Смазочный состав в данном .случае играет роль демпфер Вьшолнение подпятника из антифрикци онной самосмазывающейся древесины 0 . 4 улучшает характеристики трения, повышает срок службы поверхностей, снижает износ, а также способствует улучшенной подаче смазки к зоне трения через канал за счет сорбционной способности древесины. Выполнение юбки в виде тела, поверхность которого образована вращением кривой Вейбулла (фиг. 3), позволяет изготовлять подпятник как оболочку с нелинейным амортизатором (демпфером) и ограничителем прогиба. Нелинейная характеристика оболочки может быть подобрана таким образом, что амплитуда колебаний и дисбаланс вала не превосходят допустимых значений во время эксплуатации в условиях динамического и знакопеременного нагружения. Такое исполнение позволяет обеспечить при заданной податливос.ти минимальные габариты оболочки. При работе в отрегулированной опоре вал 1 под действием осевой нагрузки опирается на подпятнилс 7, расположенный в верхней части упругого элемента 5, упруго деформируя юбку 8. Одновременно вал своим буртиком 6 взаимодействует с втулкой 3, которая своей . конусообразной поверхностью 4 воздействует на юбку 8 оболочки, уменьшая кривизку ее стенок, сдеформированных от воздействия вала на подпятник . При этом отжимается вал и уменьшается нагрузка от буртика 6 на втулку -3, которая, таким образом, автоматически регулируется. Поэтому при воздействии на вал осевых динамических и знакопеременных нагрузок происходит автоматическое перераспределение нагрузок и компенсация износа междУ сопрягаемыми поверхностями вала, подпятника и втулки. Зона трения между валом и подпятником наполняется смазкой, поступающей из внутренней полости юбки через канал 10. Таким образом, осевая опора скольжения обладает повышенной надежностью и долговечностью, а также улучшенной демпфирующей способностью.

1. УПРУГАЯ ОСЕВАЯ ОПОРА СКОЛЬЖЕНИЯ, содержащая установленный на упругом элементе подпятник, размещенный в выполненном в виде стакана корпусе, отличающаяся тем. что, с целью улучшения демпфирующей способности и смазки, она снабжена втулкой со скосами на внутренней поверхности, установленной в стакане и опирающейся внутренней поверхностью на упругий элемент, выполненный в виде оболочки, заполненной смазкой и имеющей отверстие для выхода смазки в рабочую зону, в верхней части которой размещен подпятник, со сферической рабочей поверхностью, выполненный из древесины с расположением волокон вдоль оси подшипника и с осевым каналом, совмещенным с отверстием об.олочки. i 2. Опора по п. 1,отличающ а я с я тем, что оболочка выпол(Л нена с боковой поверхностью, образованной вращением кривой Вейбулла. 00 со

у

1,0 0.8

0.6 64

0.2

0.2 ОД 0.6 0.8 1,0 12 /4, 16 1,8 Фие. Ъ