Упорный подшипник скольжения с выравнивающим устройством Советский патент 1988 года по МПК F16C17/06 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к упорным подшипникам скольжения с виравнивающим устройством, и может быть применено, например, в качестве упорного подшипника паровой или газовой турбины или главного упорного подшипника судна.

Цель изобретения - увеличение несущей способности, повьш1ение надежности и снижение габаритов подшипника за счет уменьшения величины остаточной неравномерности нагружения.

На фиг. 1 показан упорный подшипник с наружным расположением пружинного кольца, вид в плане; на фиг.2 - то же, с внутренним рэсположением пружинного кольца; на фиг. 3 - сече- ние А-А на фиг, 1; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5 - вид В на фиг. 4; на фиг. 6 - схематическое изображение развертки цилиндрического сечения подшипника по среднему радиусу; на фиг. 7 - положение балансира в обойме упорного подшипника; на фиг. 8 - схема сил, действующих на балансир.

Устройство (фиг. 1-5) содержит обойму, представляющую собой подкладное кольцо 1 с внутренним 2 и наружным 3 кольцевыми выступами с пазами 4. Пазы могут располагаться как на одном из кольцевых выступов (фиг.2,1) так и на o6opfx сразу. В подкладное кольцо 1 равномерно по окружности запрессованы неподвижные упоры 5, число которых равно числу балансиров 6, 7 соответственно нижнего и верхнего рядов, а также числу подушек 8.

На упоры 5 опираются балансиры 6 нижнего ряда, плечи которых служат опорами для балансиров 7 верхнего ряда (фиг. 3) с установленными на них упорными подушками 8. Балансиры 6, 7 имеют по всей длине наружной (фиг. 1) или внутренней (фит . 2) цилиндрической поверхности радиальный паз 9 (фиг. 4), в котором установлено пружинное кольцо 10. Последнее охватывает балансиры 6, 7 и поджимает их к внутреннему 2 (фиг. 1) или наружному 3 (фиг. 2) кольцевому выступу обоймы, облицованному, например, маслостойкой резиной 11.

Пружинное кольцо выполняется так, чтобы его диаметр до установки- в паз был меньше при наружном расположении кольца 10 (фиг. О или больше при внутреннем (фиг. 2) расположении

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

кольца 10 диаметра радиального паза

9(фиг. 1 и 2, обозначено ВПЯЗА ) в балансирах 6, 7. Таким образом, после установки кольца 10 в пазы 9 балансиров 6, 7, размещенных в обойме, вследствие упругой деформации кольца

10возникает сила, прижимающая балансиры 6, 7 к резиновой облицовке II. Расстояние между внутренним 2 и наружным 3 кольцевыми выступами обоймы выполняется большим радиального размера .балансиров 6, 7 на величину Г (фиг. 4), что обеспечивает при прижатых к резиновой облицовке 11 балансирах 6, 7 зазор между наружной цилиндрической поверхностью последних

и наружным кольцевым выступом 3 обоймы (фиг. 1) или зазор между внутренней цилиндрической поверхностью балансиров 6, 7 и внутренним кольцевым выступом 2 обоймы (фиг. 2), Величи- на зазора сР выбирается такой, чтобы обеспечивался свободный (без контакта с кольцом обоймы, не облицованным резиной 11) разворот балансиров 6, 7 на допускаемые углы при вьфавнива- нии нагрузки. На внутренних (фиг. 1) или наружных (фиг. 2) цилиндрических поверхностях балансиров 6, 7 имеются цилиндрические хвостовики, которые входят в паз 4 соответствующего кольцевого выступа обоймы и фиксируют балансиры 6, 7 в окружном направлении. Цилиндрическая поверхность хвостовика либо поверхность паза так же, как и один из кбльцевых выступов обоймы облицованы маслостойкой резиной.

Подушка 8 в окружном направлении фиксируется прямоугольным выступом, входящим в паз на наружном кольцевом выступе 3 обоймы 1 (фиг. 5), и в радиальном направлении внутренним кольцевым выступом 2, на который она опирается цилиндрическим пояском, а также разрезным кольцом 12, располагающийся в радиальных пазах на наружной цилиндрической поверхности подушек и кольцевого выступа 3 обоймы (фиг. 4). Вьшадение подушек из обоймы при сборке предотвращается цилиндрическим буртиком на внутренней цилиндрической поверхности подушки, входящим в паз на кольцевом выступе 2 , и разрезным кольцом 12. 11ля предотвращения смятия контактирующих поверхностей подушки 8 балансиры верхнего ряда 7 имеют запрессованные

вставки 13 и 14 с твердыми рабочими поверхностями (фиг. 4).

При работе подпгипника осевой упор от вращающегося гребня (не показан) воспринимается подушками 8, через которые передается на балансиры 7, опираюпшеся на балансиры 6, и далее через них на обойму. При равенстве нагрузок, действующих на подушки 8, балансиры 6, 7 соответственно верхнего и нижнего рядов неподвижны. При неравенстве нагрузок балансиры 6, 7 соответственно верхнего и нижнего рядов, входящие в выравнивающее устрой ство, приходят в движение.

Рассмотрим процесс выравнивания нагрузки на подшипнике с двумя подушками. Схематическое изображение цилиндрического сечения по среднему ра диусу такого подшипника представлено на фиг. 6. Подушки N1 и N2 в точках А и В соответственно опираются на балансиры N и N2 верхнего ряда, которые в свою очередь опираются на Плечи балансиров нижнего ряда в точках AJ, А, В, Bj. Балансиры нижнего ряда могут поворачиваться на ребре качания.

Если нагрузки, действующие на по- душки, не равны и Р, i Р , то h , где h - толщины масляных плено между рабочими поверхностями гребня и подущек. При Р т Рг балансир действует момент, отличный от нуля (фиг. 6). Если Р, Р2 , то М 0,51 (, )0,а Мг 0,51(Р, - PJ) 0, из чего следует, что балансир N1 нижнего ряда разворачивается против часовой стрелки, а N2 - по часовой. Б результате точки А, AJ и, следовательно , А удаляются от поверхности гребня (h, увеличивается), а В, , В и, следовательно, В приближаются к поверхности гребня (h уменьшается), Разворот балансиров и перемещение точек А и В в отсутствии сил трения осуществляют до тех пор, пока не будет выполнено равенство М М О, т.е. Р PI Проведенные исследова- ния и полученные выводы справедливы и для подшипника с произвольным числом подушек.

Наличие сил трения существенным образом сказьгеается на выравнивающей способности устройства и приводит к появлению остаточной неравномерности которая определяется величиной момента, препятствующего развороту балан-

Q j

0 5

0 Q ..

5

сиров. Последняя зависит от величин реакций в точках контакта балансиров с кольцами обоймы и друг с другом, причем первые из них являются определяющими.

Предлагаемое устройство позволяет снизить величину реакций, а следовательно, и величину момента, препятствующего развороту балансиров, и уменьшить величину остаточной не ав- номерности, так как балансиры 6, 7 при повороте преодолевают силы упругого сопротивления, возникающие при деформировании резиновой облицовки П, и силы трения на своих плечах. Величиной момента сопротивления от сил упругого сжатия резины по сравнению с разворачивающими моментами, действующими на балансиры, можно пренебречь, что позволяет утверждать, что остаточная неравномерность в предлагаемом техническом решении определяется силами трения на плечах балансиров и равна 4-10%.

Формула изобретения

1.Упорный подшипник скольжения с выравнивающим устройством, содержащий обойму с наружным ц внутренним кольцами с пазами, рычажно-механичес- кое выравнивающее устройство, вьшол- ненное в виде расположенных по окружности балансиров верхнего и нижнего рядов с хвостовиками на одной из их цилиндрических поверхностей, и подушки, отличающийся, тем, что, с целью повышения несущей способности и надежности за счет снижения остаточной неравномерности нагружения, он снабжен упругими элементами, размещенными между стенками обоймы и внутренней и наружной цилиндрическими поверхностями балансиров, а также между стенками пазов обоймы и хвостовиками.

2.Подшипник по п. 1, отличающийся тем, что упругий элемент, расположенный между наружным кольцом обоймы и наружными цилиндрическими поверхностями балансиров, выполнен в виде пружинного кольца, установленного в вьшолненных на наружных цилиндрических поверхностях балансиров пазах.

3.Подшипник по п. 1, отличающийся тем, что упругий элемент, расположенный между внут10

А -А

Изобретение относится к машиностроению и м.б. применено, например, в качестве упорного подшипника паровой или газовой турбины или главного упорного подшипника судна. Цель - повьш1ение несущей способности и надежности. Упорный подшипник скольжения содержит обойму с подкладным кольцом, внутренним и наружным кольцами. В подкладное кольцо равномерно по окружности запрессовано шесть неподвижных упоров, на которые опираются балансиры нижнего ряда, балансиры выполнены с хвостовиками. Плечи балансира нижнего ряда служат опорами для балансиров верхнего ряда с установленными на них упорными подушками. Балансиры имеют по всей длине наружной или внутренней цилиндрической поверхности радиальный паз, в котором установлено пружинное кольцо. Пружинное кольцо охватьгеает все двенадцать балансиров верхнего и нижнего рядов и поджимает их к внутреннему или наружному кольцу обоймы, облицованному маслостойкой резиной. Между стенками пазов обоймы и хвостовиками также установлены упругие элементы. Во время работы при неравенстве нагрузок, действующих на подушки, балансиры верхнего и нижнего рядов приходят в движение и перемещаются до тех пор, пока не уравниваются нагрузки, а также разворачивающие балансиры моменты. 2 з.п. ф-лы, 8 ил. (Л 4 СО to IN9 50 ю

Y/ / // z:::: L/ /j :7 // ///z/yi//// z/ /

- - г г г. гг - - - - г ,5

Bud 6

//z/yi///

гг -

5 ,5

Фие.З

г « W, в

у« 6

I

/

1(

f7//f/f/ /t / f

/

Фи.Ц

Фиг. 5

0.9 PI O.SPf 0.5Pi 0.5P 0.5P 0,5 Pj

Фиг.6

Фиг. 7

irpeSfH

/