Дейдвудный подшипник Советский патент 1986 года по МПК B63H23/36 F16C27/02 

Изобретение относится к судостроению, а именно к дейдвудным подшипникам, и предназначено преимущественно для применения на судах ледокольного типа, где наблюдаются значительные износы облицовок гребного вала.

Цель изобретения - увеличение срока службы подшипника.

На фиг. 1 изображен дейдвудный подшипник, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Дейдвудный подшипник содержит втулку 1 с цилиндрическим вкладышем 2 из антифрикционного материала (например, капролона), внутрь которой введен гребной вал 3 с винтом 4, кольцевой зазор между валом 3 и вкладышем 2 разделен на ряд замкнутых полостей 5-7, связанных трубопроводом 8 с источником смазывающей жидкости (не показан) под давлением через вспомогательные патрубки 9. Полости 5-7 образуют гидростатическую подушку и ограничены двумя упругими элементами 10, установленными в поперечных гнездах 11, и двумя парами упругих элементов - нижних 12 и верхних 13, установленных в продольных гнездах 14, гнезда 11 и 14 также соединены трубопроводом 8 с источником жидкости через .вспомогательны патрубки 15, при этом на патрубках 9 и 15 установлена запорно-регулирую- щая аппаратура 16 (например, редукционные клапана). Расстояние L между элементами 12 по направляющей нижней части вкладыша 2 у торца 17, обращенного к гребному винту 4, больше, чем у противоположного торца 18 вкладыша 2. Расстояние i. между элементами 13 по направляющей нижней части вкладыща 2 у торца 17 меньше, чем у торца 18. Глубина гнезд 11 и 14 равна высоте элементов 10, 12 и 13 и больше величины предельно допустимого износа вкладыша 2 (например, для капролонового подшипника с внутренним диаметром 360 мм, величина износа составляет 8 мм, расстояние i у торца 17 равно 277 мм, а у торца 18-75 мм, торца 17 равно 660 мм, а у торца 18-679 мм). Элементы 10, 12 и 13 имеют возможность радиального перемещения, а источник смазывающей жидкости снабжен системой для создания пульсирующих давлений, частота которых совпадает с частотой периодических усилий на гребном винте 4. Система включает, например, установленный на валу 3 профильный кулачок 19, число выступов которого соответствует числу лопастей винта 4. Кулачок 19 находится во фрикционном контакте со штоком 20 редукционного клапана 21, который установлен на трубопроводе 8. Шток 20 скользит по направляющей 22 и поднимается к поверхности кулачка 19, например с помощью пружины (не показано).

Дейдвудный подшипник работает следующим образом.

Гребной вал 3 с винтом 4 во время вращения поддерживается в заданном поло- жении за счет давления смазочной жидкости (например, воды 3-5 кг/см2), подаваемой от источника (не показан) по трубопроводу 8 через патрубки 15 в полости 5-7. При этом точка приложения равнодействующей сил поддерживания вала 3

° в полости 6, а следовательно, и распределение напряжений на валу 3 определяется принятыми соотношениями расстояний по образующим t,, ll между упругими элементами 12 на торцах 17 и 18 (например,

5 для капролонового подщипника с внутренним диаметром 360 мм на судах типа БМРТ при fi 377 мм у торца 17 и fj 75 мм у торца 18, точка приложения равнодейст- вующ.ей сместится в сторону винта 4 на 320 мм, что снизит напряжение на изгиб

0 у гребного вала 3 с 320 кг/см до 230 кг/см 2) Вращ,аясь, гребной вал 3 будет увлекать за собой, из-за сил межмолекулярного взаимодействия жидкости, и его щероховатос- ти, охлаждающую жидкость вместе с аб5 разивными частицами, которые задерживаются боковыми кромками элементов 13 и скатываются в направлении гребного винта 4, вследствие принятого соотноще- ния расстояний t, 11 между упругими элементами 13 на торцах 17 и 18, тем самым

0 уменьшая износ вала 3, элементов 12, 13 и вкладыша 2. Перемещение элементов 10, 12 и 13 в радиальном направлении и прижатие их с определенным давлением к поверхности вала 3 обеспечивает оптимальную величину износа элементов 10, 12 и 13 и вала 3

за весь период эксплуатации дейдвудного подщипника и снижает расход смазочной жидкости, при этом отпадает необходимость регулировки подачи жидкости при неравномерном износе элементов 10, 12 и 13. Постоянное движение элементов 10, 12 и 13 в радиальном направлении не позволяет также скапливаться абразивным частицам на их боковых кромках, способствуя быстрому вымыванию частиц из зоны трения. Так как высота элементов 10, 12 и 13

5 равна глубине гнезд 11 и 14 соответственно, то падение давления жидкости в патрубках 9 и 15 приводит к опусканиЕО элементов 10, 12 и 13 по действиям нагрузки от массы вала 3 и винта 4 на дно гнезд 11 и 14, и дейдвудный подщипник начнет работать

0 в гидродинамическом режиме, при этом износ элементов 10, 12 и 13 будет незначителен, так как вал 3 ляжет на поверхность вкладыща 2 и при восстановлении давления жидкости в патрубках 9 и 15 до заданных

параметров дейдвудный подшипник снова будет работать в гидростатическом режиме. П ри прохождении лопасти гребного винта 4 вблизи общивки корпуса судна (например, через его диаметральную плоскость) на

0

ней возникает дополнительное усилие, вызванное различной по величине скоростью набегающего потока, которое через вал 3 передается на элементы 10, 12 и 13, уменьшая толщину гидростатической подущки, а так как шток 20 давит, например, с помощью пружины на кулачок 19, то, попадая во впадину между выступами кулачка 19, шток 20 увеличит «живое сечение редукционного клапана 21, соответственно увеличивая давление жидкости в патрубках 9 и 15, полостях 5-7 и гнездах 11 и 14, что приводит к восстановлению гидростатической подушки. При этом, чем точнее выполнены профиль кулачка 19 и его ориентация относительно расположения лопастей винта 4, тем меньше будут колебания гребного вала 3, выше надежность работы дейдвудного подшипника и, соответственно, увеличится срок его службы.

/3

14

15

/3

Фиг. 2