Подшипник скольжения Советский патент 1993 года по МПК F16C17/12 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в узлах трения машин.

Известен подшипник скольжения, состоящий из корпуса и втулки, выполненной из прессованной древесины с радиальным расположением волокон переменной плотности, пропитанной смазкой

Недостатком подшипника является невысокая долговечность вследствие низкой теплопроводности прессованной древесины. В процессе эксплуатации, особенно при больших скоростях, температура в зоне трения стремительно растет, происходит терморазложение древесины и подшипник выходит из строя.

Наиболее близким из известных является подшипник скольжения, содержащий корпус, вкладыши в виде сегментов из прессованной древесины.с радиальным расположением волокон, резервуар для смазки,

размещенные в нем теплопроводные, элементы, в полостях которых находится газо- рбразующее вещество - гидрокарбонат кальция.. .

Недостатком подшипника является то, что при разложении гидрокарбоната кальция выделяется углекислый газ, корродиру- ющий вал. Кроме того, в присутствии масла поверхность древесины размягчается, ее твердость падает и, следовательно, снижается износостойкость.

Цель изобретения - увеличение долговечности подшипника.

Это достигается тем, что в подшипнике; содержащем корпус, установленную в нем втулку из сегментов прессованной древесины с радиальным расположением волокон, емкость с жидкой смазкой и газообразующее вещество, древесина втулки содержит карбамид, силикат натрия, в качестве газообразующего вещества - нитрит аммония, а

00

с

VJ

со со со ел

СО

между втулкой и корпусом установлена обойма из пористого металла, соединенная с емкостью охлаждающей жидкости.

Известен подшипник скольжения, в котором между не приводящим жидкость антифрикционным слоем и корпусом расположена обойма из пористого металла, соединенная с емкостью для охлаждающей жидкости.

В этом подшипнике обойма из пористого металла выпрлняеттеплоотводящую роль за счет прокачки охлаждающей жидкости, подводимой через циркуляционные каналы. В предлагаемом подшипнике обойма из пористого металла служит не только для прокачки охлаждающей жидкости, но и выполняет конструкционную роль, т.е. фиксирует размеры втулки из прессованной древесины. Кроме того, эффективность охлаждения зоны трения в подшипнике невы- сока из-за того, что теплоотвод осуществляется за счет подачи холодной охлаждающей жидкости и удаления горячей охлаждающей жидкости практически без ее испарения. .

В предлагаемом подшипнике рабочий слой выполнен из ориентированного капиллярно-пористого антифрикционного материала, каким является прессованная древесина с радиальным расположением волокон переменной плотности по поперечному сечению. Такая конструкция рабочего слоя в условиях непрерывной подачи охлаждающей жидкости обеспечивает эффективное теплорассеивание в зоне трения за счет фазового превращения мельчайших частиц охлаждающей жидкости в пар. При этом резко снижается температура в узле за счет поглощения тепловой энергии.в процессе фазового перехода. Коэффициент теплопередачи в случае перехода жидкости в пар на два порядка (в сто раз) выше коэффициента теплопередачи любой смазки.

Применение газообразующих веществ в подшипниках скольжения известно.

Однако применение в качестве газообразующего вещества нитрита аммония неизвестно. Между тем, при разложении нитрита аммония образуются вода и азот. Газообразный азот в отличие от других газов не корродирует поверхность трения.

Известно применение карбамида (мочевины) для пластификации древесины, но ч предлагаемом способе карбамид применяется для повышения термостойкости древесного вещества. Силикат натрия в деревообработке используют преимущественно для огнезащитных покрытий древесины. В предлагаемом подшипнике силикат натрия используется для придания жесткости волокнам древесины в условиях размягчающего действия жидкостей и высоких температур. ..

На чертеже изображён подшипник

скольжения, продольный разрез.

Подшипник состоит из корпуса 1, в котором размещена обойма 2 из пористого металла, например бронзо-графитового материала или губчатого медного порошка. В

обойму 2 установлена втулка 3 из прессованной древесины с радиальным расположением волокон. Обойма 2 посредством трубопровода 4 соединена с емкостью для охлаждающей жидкости 5. Втулка 3 плотно

охватывает вал 6. Для предохранения втулки 3 от разбухания к корпусу 1 крепится крышка 7. Втулка 3 перед запрессовкой пропитывается под давлением раствором, состоящим из 40% воды, 20% карбамида

NH2CONH2,30% нитрита аммония NH-qNOa и 10% жидкого стекла №2$Юз пН20, после чего высушивается до влажности 2-3% при температуре не выше 60°С.

Подшипник работает следующим образом. .. Емкость 5 заполняется жидкой смазкой или смазывающе-охлаждающей жидкостью. По трубопроводу 4 охлаждающая жидкость заполняет пористую систему обойму 2 и через капилляры втулки 3 поступает в зону трения вала 6 и втулки 3 по всему пятну контакта. В процессе вращения испарение охлаждающей жидкости увеличивается и по закону равновесия усиливается приток жидкости в зону трения, что позволяет поддер- . живать температуру в зоне трения постоянной. Понижение температуры происходит за счет фазового перехода жидко- . стй в пар. При этом стабилизируется низкий

коэффициент трения (0,08-0,11). При увеличении скорости вращения количества испа- ряемой жидкости недостаточно, температура в зоне трения растет и начинается разложение нитрита аммония:

45

Г NH4N02 - N2+2H20.

Выделяющийся азот увеличивает подпор жидкости в зоне трения на всем пятне контакта и создает дополнительный паровой клин, не корридйруя вал. В этих условиях при наличии высокой температуры и пара твердость и прочность прессованной древесины снижается в 2-3 раза. Чтобы этого не

произошло в древесине присутствует силикат натрия, придающий древесине жесткость и не допускающий смятия волокон древесины под действием нагрузки. В условиях высоких температур в зоне пятна контакта 140-200°С происходит терморазложение древесины. Наличие карбамида предохраняет древесину от влияния высоких температур свыше 150°С, т.к. для.его разложения требуется значительное количество энергии. Таким образом, расширяется диапазон применения прессованной древесины как подшипникового материала. Подшипники данной конструкции могут длительное время устойчиво работать при больших оборотах (до 3000 об/мин). Так, при эксплуатации подшипников из прессованной древесины при скоростях вращения свыше 1 м/с срок службы не превышает 2000 ч, Срок службы предложенного подшипника при скорости 5-6 м/с составляет 16002000ч.

0

5

Формула изобретения Подшипник скольжения, содержащий корпус, установленную в нем втулку из сегментов прессованной древесины с радиальным расположением волокон, емкость с охлаждающей жидкостью и газообразующее вещество, отличающийся тем, что, с целью увеличения долговечности, древесина втулки содержит карбамид, силикат натрия и упомянутое газообразующее вещество, выполненное в виде нитрата аммония, а между втулкой и корпусом установлена обойме из пористого металла, поры которой сообщаются с емкостью для охлаждающей жидкости.

Использование: узлы трения машин и механизмов. Сущность изобретения: в корпусе подшипника скольжения размещена обойма из пористого мета лла, соединенная с емкостью для охлаждающей жидкости. В обойме установлена втулка из прессованной древесины с радиальным расположением волокон. Древесина втулки пропитана раствором, содержащим карбамид, силикат натрия и нитрит аммония. При увеличении температуры в зоне трения нитрит аммония разлагается. Выделяющийся при этом азот увеличивает количество поступающей в зону трения охлаждающей жидкости. Силикат натрия обеспечивает сохранение механических свойств прессованной древесины втул- KVI, а карбамид предотвращает ее терморазложение. 1 ил,