Подшипник скольжения Советский патент 1989 года по МПК F16C25/02 

сд

ГчЭ

ел

оо

01

05

мац инострое- скольжения с компенсируюупрошение

Изобретение относится к нию и касается подшипников регулировке), автоматически шей износ.

Целью изобретения является конструкции.

На фиг. 1 с.хематически изображен под- 1НИННИК ско.тьжения с автокомпенсацией износа; на фиг. 2унругие .характеристики типовы.х тарельчатых пружин; на фиг. 3 подшипник иеред сборкой; на фиг. 4 промежуточный этап сборки иру- жины; на фиг. 5 подншпник после сборки; на фиг. 6 подшипник с унором-фик- саторо,У1; на фиг. 7 вид А на фиг. 6, подшипник с упором-фиксатором; на фиг. 8 - нодшипник с конической цапфой.

1одшп11ник содержит корпус 1, в котором своей пе)иферией закреплена тарельчатая пружина 2, например она утоплена периферией в мелкой кольцевой выточке и припаяна в ней к корпусу. Во внутреннем отверстии п)ужины 2 расположена цапфа 3 вала 4. 1ружи)1а 2 беззазорно сопряжена с цапфой 3.

Упругая характеристика пружины 2, т. е. зависи.мость ее осевой осадки л от величины (кч вого уси.ия сжатия Р, и.меет особенность, которая вне1пне выражается в «вы1це,лкивании пружины при при;1ожении к ней некоторО|-о критического усилия сжатия. При «вышелкивании выпук. юсть пружины приобретает обратную направ-ленность.

Так, ес.ли тарельчатая пружина коническая, то она noc;ie «выше,ткивания прпоб- рстает обратную конусность.

Пружина 2 в подц иинике (. 1) находится в деформированном состоянии за по- роюм устойчивости, т. е. в «выщелкнутом сост(.)яни11. Р.сли пружина 2 особо гибкая, то ее деформированное состояние отвечает любой точке упругой характеристики, расположенной между точками В и К (фиг. 2, кривая 11). РА ли пружина 2 средней гибкости, то деформированное состояние отвечает точкам упругой характеристики между (,| и К|. Пружины в таком состоянии стремятся самопроизвольно принять более устойчивое по,1ожение. В данном случае они стремятся к состоянию, отвечающему точке В и,1и (1 соответственно. При этом они своим внутренним отверстием садятся на цапфу 3 вала 4 (фиг. Г). Естественно, что беззазорное соединение иружины 2 с цапфой 3 возможно, если диаметр цапфы 3 не меньше внутреннего диаметра пружины 2 при ее обратном «нрошелкивании (при установке в под 1 ипнике пружины средней i-иб- кости) и, 1и при ее полной разгрузке после «вьпцелкивания (при установке в подшипнике особо гибкой пружины).

Сборка нред. 1а1 аемого подшипника с конической тарельчатой пружиной может осуществляться следуюши.м образом.

Таре, 1ьчатая пружина 2 устанавливается в корнусе 1, например она защемляется

5

0

5

0

5

0

5

0

5

своей периферией в корпусе I фланцем 5 (фиг. 3). В этой начальной стадии сборки пружина 2 имеет прямую конусность, т. е. ту конусность, которую она получает при изготовлении. Воздействуя на пружину 2 со стороны вер1нины конуса, например, специальным приспособлением с трубкой 6, производят «вышелкивание пружины 2. Пружина 2 при этом приобретает обратную конусность (фиг. 4). Продолжая нажимать на пружину 2 трубкой 6, расширяют диаметр внутреннего отверстия пружины 2 до размеров достаточных для введения в это отверстие цапфы 3. Вводят цапфу 3 в отверстие пружины 2. Затем трубку 6 отводят от подпшпника. При освобождении пружины 2 от действия осевого усилия со стороны трубки 6 она при своем самопроизвольном обратном ходе беззазорно сопрягается с цаифой 3. В собранном состоянии пружина 2 подишпника остается в «вышелкнутом положении (фиг. 5).

Работает предложенный гюдп1ипник следующим образом.

В результате трения происходит износ подшипника. Пзнашивается нреимушествен- но более мягкий элемент пары трения втулка-цанфа. Таким элементом в предла- 1 аемом подшипнике является втулка, т. е. тарельчатая пружина 2, изготовленная из бронзы, например, марки Бр. КМц, или ла- тупи. Цапфа 3 вала 4 стальная, закаленная. Она практически не изнашивается, особенно при иснользовании смазок, возбуждающих эффект избирательного переноса. При поднашивании пружины 2 диаметр ее внутреннего отверстия стремится увеличиться. Однако, такого увеличения диаметра не произойдет, поскольку именно на эту величину внутренний диаметр пружины умень- 1ППТСЯ в результате самопроизвольного уменьн1ения осевой осадки пружины за счет энерг ии, накопленной ею при «вышелкивании на стадии сборки подшипника. Таким образом, при работе подшипника осушест- вляется автокомпенсация износа втулки. Внешне она проявляется в том, что осадка пружины уменьшается. Беззазор- ность сопряжения сохраняется, а дорожка трения на цапфе вала смеш,ается, что гарантирует попадание в зону трения свежего смазочного материала.

Ec.iH пружина 2 относится к особо гибким, то после уменьшения ее осадки, обус; ловленного износом пружины, до величины, отвечаюп1ей точке В упругой характеристики этой пружины (фиг. 2, кривая Ц), автоматическая компенсация износа прекратится. Дальней иее поднашивание пружины приведет к появлению и постепенному росту радиального зазора в паре втулка-цапфа подц ипника. Если же пружина 2 относится к пружина.м средней гибкости, то после самопроизвольного уменьп1ения ее осадки, обуслов.:енного износом пружины до величи

ны, отвечающей точке С; упругой характе- рнетики пружины (фи1 2. кривая I), автоматическая компенса 1 1я износа также п)е- кратится. При пружина 2 подшипника «iipoHie.iKHOT, приобретая исходную конусность. Б 1зазорность р паре, трения юдншп- ника на)ушится скачкообразно, т е. гюд- шипник из беззазорного мгновенно превратится в 11од 11ипник с увеличенным зазором.

Такое скачкообразное самопроизвольное изменение еосгояния подшипника настунает при его уксн., | уатании и .может небляго- ирияП О отра.иггься на laOoTe ме.чанизма в целом и. 1и на работе ег о некоторых узлов. С це;1ЬК исключения обратного «проше: ки- пания пружины средней гибкости после вы- работки подшипником ресурса работы в режиме автокомненсапии износа ноди ипник снабжают упором-фиксатором 7 (фиг 6), установленным на корпусе 1 и ограничивающим самопроизвольное уменьн1ение осевой осадки пружины 2 средней гибкости, В момент касания пружиной 2 унора-фик- сатора 7 последняя готова к обратному «про1не;1киван11Ю. но «прощелкивания не нроизойдет.

Момент касания пружины 2 с упором- фиксатором 7 может служить сигналом об окончании работы поднжпника в режиме автокомненсапии (нанример), упор-фиксатор 7 электрически изолируется от вала 4 и П П жины 2. С этой целью можно вы- полиигь корпус I из изоляционного материала, внутренний диаметр угюра-фиксато- la 7 выполнить несколько больн1им, чем диа- мет) канфы 3, а пружину 2 и упор-фиксатор 7 кренить к KO Miycy 1 за спениаль- пые ушки (фиг, 7).

При таком исполнении упор-фикс; тор 7 и пружина 2 могут выполнять функцию электрического контакта. При вк,тючении этого контакта в электрическую цегП) сиг- нализа (не показан) н(Х ледг111Й срабатывает при выработке гкьинипником ресурса в режиме работы с автокомпенса- пией, I. е предупреждает о необходи- MocTii проведения ремонтных работ. Упор- ()1иксат()р 7 м(.1жет быт1; ныпо,пнен регулируемым. В этом случае обеспечивается возможность использования его в качестве нри- способ.чения для сборки подшипнчка на этапе приведения нружиш, в «вьш1е. 1кнутое положение. Работа регулируемого упора- фиксатора 7 ана,1огична работе трубки б (см. рис. 4).

Ес,1и цапфу вала выполнять конической, то тружина 2 будет способна воспри- Ht..vi;-:rb осевую нагрузку (фиг. 8). Ыа ри- сун;-:,.- нунктирной линией обозначена пружина в исходном положении, т. е. до «вьпцел- кивания- . lipii этом будут проявляться

0

0

демпфирующие сс,ойства мо.ьпинника, т. е. осевые ударные на ва,: могут гаситься пружиной 2.

Те.хнический эффект гфс ыоженною ре- состоит в том. что благодаря выпо,1- нению упругой втулки подпшпника в виде «вын1елкиваю|цей тарельчатой пружины и становке этой пружины в ю.ипипнике в деформированном состоянин за гГорогом устойчивости, 110Д1ПИПНИК ск(.1, :ьжения с ав- токомпенсапией износа не нуждается в автономном механизме осевого сжатия втулки, конструкция упрощается, в результате чего уменьшаются его осевые габариты и он может быть использован в качестве регулируемой миниатюрной опоры вращения в малогабарит ны.ч механизмах приборов. При равных условиях, например, в отноп1ении испатьзования в прототипе и предложенном техническом рен1ении однотипных пружин, обеспечивается по крайней мере двухкратное уменьшение осевых габаритов.

Формула изобр

етения

1. Подцщпник скольжения с автоком- енсацией износа, содержащий установленную в корпусе г1ругую втулку в виде тарельчатой конической пружищл, сопряженную с цапфой вата, отличающийся тем, что, с целью унрощсн.ня конструкции, уружина вынолнена с ynpyroit .характе)истикой, и.меющей участок с (1тр}1цательной жест- косгью, и установлена без зазора на цапфе н,|,та в деф(.)рмированном состсишни за по)о- 11)М ее устойчивости.

2, Подшипник но п. , отличающийся тем, что пружина ,:1Нена с соб.чюденнем следующих соотношений

0

5

0

где D и d

S

- внеп пин и вн треь1нии диаметры пружины СО01 ветственно; BiiK OTa внутреннего конуса жины; толп1нна стенки прчжины.

3. юдшинник по п. 1, отличающийся (. что он снабжен установленным на торце вгу,1кн упором-фиксатором д еформ и рова иного состояния пружины за порогом ее устойчивости.

4.Подншпник по пп. 1 и 3, отличающийся тем, что ynop-())HKcai(ip , 1нен регулнруемым.

5.Под1пипник по нп. 1 и 3, отличающийся тем, что пружина и упор-фиксатор выио.тне- -ны в виде электроконтактной нары.

(5. Подшипник по п. 1, отличающийся тем. |O цапфа али вы;1о,п)ена коническо11.

Фиг. 2.

Г

2

Изобретение относится к машиностроению и касается подшипников скольжения с регулировкой, автоматически компенсирующей износ. Цель изобретения - упрощение конструкции. Подшипник содержит корпус 1, в котором своей периферией закреплена тарельчатая пружина (ТП) 2. В центральном отверстии ТП 2 установлена цапфа 3 вала 4. ТП 2 имеет упругую характеристику с участком, характеризуемым отрицательной жесткостью. ТП 2 установлена в подшипнике в деформированном за порог устойчивости состояния. При самопроизвольном упругом восстановлении ТП 2 она обжимает цапфу 3. По мере изнашивания ТП 2 ее упругое восстановление продолжается, идет автоматическая компенсация износа. Процесс заканчивается переходом пружины ТП 2 в устойчивое положение. 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

3

/

/

Фиг.З

Фиг.

5 5

Фиг. 5

ВидА

фиг. 7

фиг. 6

фиг. 8