Опорный подшипник скольжения Советский патент 1993 года по МПК F16C9/02 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкциям подшипников скольжения, и может быть использовано в опорах валов двигателей внутреннего сгорания.

Известен радиальный гидродинамический подшипник, состоящий из верхнего и нижнего полувкладышей, причем в верхнем полувкладыше, соответствующем нагруженной зоне, выполнена широкая масло- подводящая кольцевая канавка, которая после сборки подшипника соединяется с двумя канавками такой же ширины, располагаемыми у поверхности разъема нижнего полувкладыша, которые в окружном направлении имеют небольшую протяженность 1.

Известен также радиальный подшипник скольжения, состоящий из верхнего и нижнего полувкладышей, стыкующихся по диаметральной плоскости, причем верхний полувкладыш имеет кольцевую смазочную канавку, расположенную симметрично относительно торцев 2.

Недостатком указанных опорных подшипников является малый ресурс, обусловленный нерациональным выбором длины смазочной канавки в окружном направлении.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является опорный подшипник скольжения, содержащий втулку с выборкой, выполненной с концевыми участками переменной глубины и расположенной на рабочей поверхности втулки в ненагру ю

ОЭ

женной области 4. Расположение выборки в наименее нагруженной области освобождает нагруженную часть втулки от выборок и канавок, снижающих несущую способность подшипника из-за нарушения гладкости рабочей поверхности втулки.:

ЬднакЪизвестней опорный подшипник скольжения обладает .малым ресурсом, также обусловленным нерациональным распо. ложением и длйнр5 выборки в окружном на п ра влении. Если п р ЗШкеН носТ ь дуг и Окружности рабочей поверхности втулки, свободной от выборки, не совпадает с; зоной избыточног о Дав лёния в маёляном слое, то минималi ьный зазор 1 ежду ра бочей поверхностью, втулки и вращающимся валом относительно невелик, что облегчает возникновение задиров и ехватыванийтфи

эксплуатации подшипника, т. е. снижает его ресурс работы;. -; г :..Цель изобретения-повышение ресурса подшипника путём, увеличения толщины

СМаЗОЧНОГО СЛОЯ.. -;..-: ; г ;J ./ ,;.:; .. -:;;х: : : ;

Поставленная цель достигается тем, что б опорном подшипнике скольжения, содержащем втулку с выборкой, выполненной с Концевыми участками переменного профи- ля и расположённой на рабочей поверхности втулки в пёНагруженной области, выборка выполнена в пределах длины дуги окружности, определяемой соотно шёнй- ем: h - 0,5 d (2 л- А у)- .:; ;x:: где d - Диаметр рабочей поверхности втулки; - разность корней уравнения Р(р) - 0, где Р( функция распределения давлений в: подшипнике с замкнутой выборкой; : I - длина размещений концевых участков.

При протяженности выборки В окружном направлении, большей разности полной дуги окружности и длины дуги окружности, занимаемой зоной избыточного давления, т. е. большей L, заявляемый подшипник Скольжения будет обладать ма-. лым ресурсом по сравнению с пбдшипни- ком, выполненным согласно заявляемому, поскольку минимальная толщина с.мазочно- го слоя уменьшится из-за пёретёчёк масла из нагруженной области в выборку 3.

Выполнение выборки с длиной, мень- шей чем L. снижает ресурс подшипника вследствие уменьшения толщины смазочного слоя из-за затруднительности подачи смазки в наиболее нагруженную зону по, каналу: отверстие для подачи смазки-вы- борка-зона трения. Наибольший ресурс заявляемого подшипника обеспечивается при максимально возможной при данных размерах и режиме работы подшипника величине толщины смазочного слоя, в частности его

минимального (по окружности) значения hmin- Максимальная величина толщинь смазочного слоя реализуется при отсутствии выборки на рабочей поверхности втулки

точно в зоне избыточного давления в; мае-.

ляном слое, поскольку в этом случае устанавливается наиболее благоприятный баланс подачи масла в смазочный слой и его утечки. Отсутствие выборки в указанной

зоне выполняется при ее длине, равной - .;Г- 0,5 d (2 )- 2 , . ; где d - Диаметр рабочей поверхности втулКИ;- . :.i j vi :; ; Й1Й : Д (р разность корней урав- нения Р( $ 0, где Р( ) - функция распределения давления в подшипнике с замкнутой выборкой; : ,; ;; , /: - /;/ ;

I - длина дуги размещения кольцевых участкрвл .-; ; .. , V - - -. Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен поперечный разрез предлагаемого опорного подшипника скольжения.;v.-v::;. .-.. -- Опорный подшипник скольжения со- держит втулку 1 с выборкой 2, вылолненной с концевыми участками 3 переменного профиля на длине дуги I каждый на рабочей поверхности втулки 4 и йёнагружейной области 5, определяемой направлением и ве- .... .-;:,, :-,, - ,: личиной внешней нагрузки F, Выборка 2 выполнена в пределах длины дуги окружности L, определяемой заявляемым соотношением. В верхней части ётулки 1, имеющей диаметр внутренней поверхности d, выполнено отверстие 6 для подачи смазки.

На чертеже обозначена эпюра давления 7 в смазочном слое 8, возникающего при вращении вала 9 с угловой скоростью w, ., :.:;.; .-к;,: ,.:;.. ... : . :..;- нагруженного усилием F. ....

Положительная величина давления существует в секторе, обозначенном Дуз, ра&- ном (f) р, где р и pi - корни уравнения Р(у) 0- т.;-е. значения угловой координаты начала и конца нагруженной областиi 10 подшипника, равной длине дуги (jrd - L).

- Опорный подшипник скольжения рабо- тает следующим образог. ..:...-,

Смазка через Отверстие б под давлением подается в ненагруженную область 5 втулки 1 и по выборке 2, а также в результате вращения вала 9 движется вдоль рабочей поверхности А в наиболее нагруженную область 10, где в смазочном слое 8 формируется эпюра 7 избыточного давления масла, .:.,- .: . :

Внешняя нагрузка F уравновешивается суммарным усилием от распределения избыточного давления Р(р). существующего междууглами (р и р2..

Внутри сектора Ар распбла- гается участок с минимальной толщиной слоя масла hmin. При работе подшипника величина hmin определяется диаметром рабочей поверхности втулки, разностью дйа.- Г1 .; .. -. .: . . - .: :. .;.: .. . . ..

метрбв втулки и вала, силой F, угловой скоростью вращения вала и), ШязкосТью мае- ла, а также интенсивностью поступления масла и вытекания его иЗ наиболее нагруженной зоны ..,.;.... . ... V:. .-.

Если величина L выдолнена в соответствии с заявляемым соотношением, то при работе опорного подшипника скольже,ния минимальная толщина смазочного слоя hmin существенно увеличивается.

Выполнение выборки в пределах длины окружности, определяемой соотношением L 0,5 d(2 ж - Ду)-21, позволит увеличить толщину смазочного слоя в подшипнике .в 2.5 раза; увеличить ресурб подшипника; увеличить ресурс работы двигателя; умень- шить потери на трение на 6,1 %; снизить расход металла за счет выполнения выборки в пределах рациональной длины дуги окружности по заявляемому соотношению; улучшить экологическую обстановку.

Экономический эффект заявляемого подшипника скОль жения по сравнению с существующими составляет Ю руб. на один двигатель. После внедрения заявляемого подшипника в двигателях ЗМЗ-24, изготавливаемых на Заволжском моторном заводе, экономический эффект составит при годовом выпуске 100 тыс. - 1 млн. рублей.

Ф 6 р мул а и з о б р.е т е н и я

Опорный Нрдшипнйк скольжения, содержащий втулку с выборкой, выполненной с концевыми участками переменного профиля и расположенной Яа рабочей поверхности втулки в ненагруженной области, 6 т- л и ч а ю щ и и с я тем, чТо; с целью пбвышё: нйя ресурса подшипника путем увеличения толщины смззочного слоя, выборка выполнена в пределах длины дуги/определяемой соотношением/ ;

L 0,5d(), ; Т где d - диаметр рабочей поверхности втул- ; ки; - - .i ,...;. .v- v;. .-.; . ,.Ay) - разность корней уравнения

р(0-о, ....:; ; .; .

где Р(0-функция распределения давлений в подшипнике с замкнутой выборкой;

I - длина дуги размещения концевых участков.:

Использование: опоры валов двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: опорный подшипник скольжения содержит втулку с выборкой, выполненной С концевыми участками переменного профиля и расположенной на рабочей поверхности втулки в ненагруженной области. Выборка выполнена в пределах длины дуги окружности, определяемой соотношением: h - 0,5 d (2 л - ) -21, где d - диаметр рабочей поверхности втулки; разность корней уравнения Р(р)0, где Р( уэ)- функция распределения давлений в подшипнике с замкнутой выборкой; 1 - длина дуги разме- . щения концевых участков, За счет конструкции выборки увеличивается толщина смазочного слоя, что повышает ресурс подшипника. 1 ил. ел с