Подшипник скольжения Советский патент 1989 года по МПК F16C25/02 

Фиг.д

Изобретение относится к машиностроению и касается регулируемых подшипников скольжения.,

Целью изобретения является обес- печение возможности компенсации неравномерного по длине втулки износа.

На фиг.1 представлена схема одностороннего износа втулки; на фиг.2 - схема симметричного двухстороннего износа втулки; на фиг„3 - схема несимметричного двухстороннего износа втулки; на фиг.4 - то же, со смещением относительно центра втулки криволинейной образующей; на фиг.5 - предложенный подшипник скольжения; на фиг.6 - схема расположения пружин в подшипнике с изменяющейся по ширине дорожкой трения; на фиг.7 - схема расположения пружин в подшипнике с постоянной по ширине дорожкой трения; на фиг.8 - расположение в подшипнике пружин с различной толщиной стенки конуса; на фиг о 9 - комбинированный подшипник; на фиг.10 - график изменения угла при вершине конуса и толщины стенок пружин комбинированного подшипника; на фиг.11 - схема полностью сжатого пакета пружин; на фиг о 12 - подшипник с плос- кими шайбами.

Подшипник скольжения содержит корпус 1, в котором установлены тарельчатые пружины 2, установленные в пакет и образующие втулку подшипника (фиг,5). Пружины 2 изготавливают из антифрикционного материала, например бронзы Бр„Б2. Цапфа 3 вала 4 установлена в центральных отверстиях пружин 2 о Корпус 1 закрыт фланцем 5, который привернут к корпусу 1 равномерно расположенными по окружности винтами 6. Пружины 2 имеют различные углы с/ при вершине конуса, а именно крайняя правая пружина имеет наимень ший, а крайняя левая - наибольший угол. Средняя пружина вьшолнена с промежуточным значением угла е

Подшипник следует использовать в условиях одностороннего поднашивания втулки (фиг.1), причем наиболее изнашиваемая сторона втулки находится с противоположной от фланца 5 стороны (фиго5)о Компенсация такого типа неравномерного по длине втулки износа осуществляется за счет различных, в частности, увеличивающихся при переходе от пружин с меньшим к пружина с большим углом при вершине конуса

сужений внутренних отверстий тарельчатых пружин при их осевом сжатии.

При заворачивании винтов 6 в корпус 1 фланец 5 давит на внутреннюю кромку крайней левой пружины пакета„ Осевое усилие передается через внутреннюю кромку средней пружины на крайнюю правую пружину. В первоначальный момент сжатия пикета последняя является единственным упругим элементом, который работает как тарельчатая пружина. В этот момент времени только она нагружена сжимающимися усилиями, приложенными одновременно к ее наружной и внутренней кромкам. Во всех остальных пружинах пакета внешние кромки не нагружены, осевое усиление замьпсается здесь через зоны контакта у внутренних кромок, поэтому и деформации этих пружин как тарельчатых не происходит.

При деформации крайней правой пружины ее внутренний диаметр несколько уменьшается. Изменяется и угол при вершине конуса этой пружины, а точнее он увеличивается. По мере нарастания усилия сжатия, после того как угол конуса правой пружины сравняется с углом конуса средней, начинает деформироваться как тарельчатая пружина так и средняя. Крайняя левая пружина пакета деформируется в режиме тарельчатой в последнюю очередь, т.е. после того как все остальные пружины в пакете в результате их совместного сжатия приобретает тот же угол при вершине конуса, что и у нее о Такая последовательность в деформации пружин обеспечивает различное сужение внутренних отверстий при переходе от одной пластины к другой. В данном случае сужение увеличивается от пружины к пружине, начиная с левой. Если до компенсации зазоры меяаду цапфой и пружинами были различ ньши (односторонний износ), то после осуществления компенсации они выравниваются.

Для устранения двухстороннего износа втулок тарельчатые пружины устанавливают в пакет по схемам, согласованным с экспериментальными данными по характеру износа втулок.

При двухстороннем, износе втулок пружины выполняют также с различными углами при вершине конуса, но устанавливают их в ряд с монотонно возрастающим, а затем убывающим углом конуса пружин, причем пружины вкла- дьшают одна в другую их конусами в пределах каждой из последовательностей ряда, характеризуемой возрастанием или убыванием угла конуса.

Образованные таким образом комплекты о и t) пружин могут быть установлены один к другому основаниями конусов (фиг,6). Сжимать такой пакет пружин приходится воздействием на внутренние кромки крайних пружин что не всегда удобно. Кроме того, эту схему установки пружин целесообразно использовать при отсутствии .сколько Нибудь заметного износа цапфы, так как при осевом сжатии пакета поверхности трения смещаются относительно их первоначального положения

Пружины 2 (фиг,7) также расположены в ряд с монотонно возрастающим а затем убьшающим углом при вершине конусов, пружины также вложены одна в другую их конусами в пределах каждой из последовательностей ряда, характеризуемой возрастанием или убыванием угла конуса. Однако комплекты 01 и Ь установлены один к другому вершинами конусов.

Образующая рабочей поверхности подношенной втулки может иметь различную кривизну Восстановление ее первоначальной-формы с помощью подбора углов при вершине конуса пружин ограничено, поскольку максимальный угол конуса у пружин невелик (до 10),

Расширить возможности регулировки здесь можно используя и различную толщину стенки конуса пружин.

Пружины 2 в пакете подшипника (фиг,8) имеют различными не только угол при вершине конуса, но и толщину стенки конуса. Если сравнить этот подшипник с вариантом, представленным на фи.З, то при прочих равных условиях, подшипник с пружинами, имеющими различнук толщину стенки шайбы, позволяет восстанавливать более круто измененную в результате износа образующую рабочей поверхности втулки, так как при одних и тех же радиальных деформациях отдельных пружин сравниваемых подшипников у них различное распределение пружин по ширине дорожки трения.

Для компенсации двухстороннего несимметричного поднашивания втулки со

70997 -

смещением относительно ее центра криволинейной образующей (фиг,4) используется комбинированная схема расположения пружин, представленная на фиг,9, Пружины 2 в этом комбинированном подшипнике выполнены и с различными углами при вершине конуса, и с различными толщинами h стенок конусных

10 шайб. Кроме того, в этом подшипнике и неодинаковое количество пружин в последовательностях ряда с возрастанием и убьшанием угла конуса (комплекты а и Ь ), Диаграмма изменения

15 угла конуса и толщины стенки от пружины к пружине в пакете пружин этого подшипника првиедена на фиг,10,

, Последовательность деформирования пружин в каждом из комплектов о и Ь

20 рассмотренных выше подшипников принципиально не отличается от описанной выше в варианте пакета по фиг,5, т,е, каждый из комплектов сх или Ь способен устранять односторонний износ

25 втулки, но в совокупности они обеспе- чивают компенсацию двухстороннего -из- JHoca,

Кроме того, при первоначальной установке пружин в подшипнике с натя30 гом в их сопряжении с цапфой вала. они позволяют создать и неравномерный по длине сопряжения исходный натяг, т,е, предложенный подшипник может работать и как самоуплотняющийся подшипник с автокомпенсацией износа и пониженным моментом трения.

На фиго 11 приведена схема предельного состояния пакета тарельча- тьк пружин в подшипнике с двухсторон-,, ней компенсацией износа. Предельное состояние наступает после максимально возможного осевого сжатия пакета пружин, В этом состоянии внутреннее отверстие втулки подшипника имеет

45 как бы обратную кривизну. Если перед сжатием пакета, когда внутреннее отверстие втулки под цапфу вала не имеет кривизны в нее ввести вал с утол35

40

50

55

щением, например с буртиком 7, не больше максимальной радиальной деформации крайних пружин, а затем пакет подвергнуть осевому сжатию, то утолщение цапфы вала будет заперто между крайними пружинами пакета. При этом подшипник будет в состоянии воспринимать зндкопеременные осевые нагрузки, т,е, он преобразуется в зам- ковьй подшипник скольжения. Поскольку замыкание буртика в зависимости

от его высоты может происходить не только при полностью сжатом пакете, то и регулировка неравномерного по длине .втулки износа возможна и в замковом подшипнике. Однако такой замковый подшипник может воспринимать сравнительно небольшие осевые нагрузки.

При выполнении на цапфе вала бур- тика 7 и установке в подшипнике плоских шайб 8 - 10, крайние из которых а именно шайбы 8 и 10 выполнены из антифрикционного материала (напри- I мер, бронзы) и расположены с разных сторон от буртика 7, подшипник воспринимает повышенные осевые нагрузки (фиг.12).Средняя шайба 9 при этом выполняется не меньше ширины буртика 7. Осевые усилия, которые создаются при компенсации неравномерного по длине втулки износа, не замыкаются на буртик, а следовательно, потери на трение в подшипнике остаются прежними и после осу- ществления компенсации. Поскольку плоские шайбы 8 и 10 в зависимости от диаметра внутреннего отверстия шайбы 9 имеют разную конструктивную жесткость при нагружении их сжима- ющей нагрузкой от пружин 2,,то в данной конструкции подшипника, помимо возможности компенсации износа в радиальном направлении, имеется возможность осуществления и компенсации износа шайб 8 и 10, причем эта компенсация вьшолняется одновременно с радиальнойо

Благодаря выполнению пружин в подшипнике тарельчатыми с различными углами при вершине конуса и установки их в пакет, в котором они располо жены в ряд с возрастающим и/или убывающим углом при вершине, а также благодаря тому, что пружины из пос- ледовательностей ряда с возрастанием и убыванием угла конуса обращены одни к другим вершинам конусов или их основаниями, а в пределах каждой из последовательностей ряда с воз- растанием или убыванием угла конуса

ю, -15 25 30 35

А709976

пружины вложены одна

в другую конусами, обеспечивается возможность компенсации износа втулки неравномерного по ее длине. Осуществляя компенсацию износа, продлевают межремонтные сроки точных механизмов. При выполнении на цапфе вала подшипника утолщения, расположенного в средней части пакета пружин, подшипник приобретает способность воспринимать и знакопеременные осевые нагрузки, что расширяет область возможного использования предлагаемого регулируемого подшипника.

Формула изобретения

1.Подшипник скольжения, содержа- щий охватьшающую цапфу вала и установленную в корпусе с возможностью автокомпенсации износа упругую втулку, о тлич ающийся тем, что, с целью компенсации неравномерного по длине втулки износа, втулка выполнена в виде набора пакетов,размещенных вершинами друг в друге тарельчатых пружин конического профиля, пакеты обращены друг к другу основаниями или вершинами конусов, а пружины выполнены с различным углом конуса и в каждом пакете пружины с большим углом конуса размещены Б пру жинах с меньшим углом конуса.

2.Подшипник поп.1,отлича- ю щ и и с я тем, что пружины выполнены с различной толщиной, при этом пружины с меньшим углом конуса выполнены с большей толщиной.

3 о Подшипник ПОПП.1 и2, отличающийся тем, что количество пружин в смежных пакетах различно .

4.Подшипник по пп.1-3, отличающийся тем, что цапфа выполнена с радиальным буртиком,размещенным между пакетами пружин.

5.Подшипник по пп. I - 4, о т - личающийся тем, что он снабжен плоскими шайбами, установленными по обе стороны буртика цапфы.

Изобретение относится к опорам для вращающихся звеньев механизмов и касается подшипников скольжения. Цель изобретения - обеспечение возможности компенсации неравномерного по длине втулки подшипника износа. Подшипник состоит из корпуса 1, в котором установлена выполненная в виде пакета тарельчатых пружин (ТП) 2 втулка, охватывающая цапфу 3 вала. ТП 2 имеют различные углы α при вершине конуса. В пакете ТП 2 расположены в ряд с возрастающим и/или убывающим углом при вершине конуса. ТП 2 вложены одна в другую их конусами с возрастанием или убыванием угла конуса. Пакет ТП 2 сжимается в корпусе фланцем с помощью нажимных винтов ТП 2, с различными углами при вершине конуса начинают деформироваться при разных усилиях сжатия пакета. Каждая из этих ТП 2 при фиксированном усилии сжатия имеет свой диаметр отверстия под цапфу 3 вала. 4 з.п. ф-лы, 12 ил.

Фиг. 1

Фиг.2

Фиг. 5

Фиг.Ъ

Фигл

Фиг.7

Фаг. 11

..

1 0us. 10

n

&

,W

фиг. 12