Подшипник скольжения Советский патент 1993 года по МПК F16C23/00 F16C23/02 F16C23/04 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к подшипникам скольжения с зластичным антифрикционным покрытием, и может быть использовано, в частности, в опорах машин, в которых требуется передача повышенных нагрузок при недостатке или отсутствий смазки.

Наиболее известны цилиндрические подшипники скольжения, содержащие жесткий корпус с цилиндрическим гнездом, установленный в нем вал и слой эластичного антифрикционного покрытия в виде сплошной втулки, запрессованной в жесткое гнездо корпуса или обоймы.

Известны также цилиндрические подшипники скольжения, содержащие жесткий корпус с цилиндрическим гнездом, установленный в нем вал и слой эластичного антифрикционного покрытия, нанесенного на одну из опорных поверхностей (чаще корпуса).

В известных подшипниках скольжения антифрикционное покрытие, как правило, стремятся сделать как можно тоньше. Чем оно тоньше, тем выше его несущая способность. Работоспособность известных подшипников в значительной степени зависит

от равномерности распределения воздействующей нагрузки вдоль оси подшипника. При этом необходимо, отметить, что все термопласты, чаще всего используемые в качестве составных частей эластичных антифрикционных покрытий (полиамиды, фторопласты и т.п.), обладают специфическим качеством - холодной текучестью. Это качество проявляется в том, что под действием длительно приложенной высокой нагрузки термопласты текут, т.е. продолжают медленно деформироваться после приложения нагрузки, Следовательно, в известных подшипниках, даже при равномерном распределении воздействующей нагрузки вдоль их осей, периферийные участки нагруженной части антифрикционного покрытия испытывают двойную нагрузку - радиальную, как и центральная часть покрытия, и продольную (вдоль оси подшипника) от сдавленной текущей центральной части, что приводит к увеличению вытекания самих периферийных участков покрытия из пространства между опорными поверхностями корпуса (втулки) при повышенной нагрузке, к выдавливанию покрытия через торцы подшипниХ|

Ю О

ч

00

го

ка наружу, к его значительному износу и недолговечности. Кроме этого, в реальной конструкции неизбежен перекос вала по конструктивным или технологическим причинам, что приводит к еще большей концен- 5 трации напряжений на периферийных участках, еще большему износу и недолго- ечности.- -. .,.-,i:-... ;. - ....

Известны (многослойные вкладыши подшипника скольжения, состоящие из жесткой Ю обоймы (корпуса) и эластичного антифрикционного слоя,нанёеейного на его внутреннюю рифленую поверхность, а также применение в подшипниках скольжения различного рода краевых запорных элементов или закрепле- 15 ние (заформрвка) покрытия в корпусе. .-...

В связи с тем, что эластичное антифрикционное покрытие ведет себя под нагрузкой подобно жидкости (т.е, течет из зоны с высокой нагрузкой в зону с малой), периферий- 20 ные участки покрытия в указанных конструкциях испытывают двойную нагрузку - сугубо радиальную от внешней нагруз- ки и продольную от сдавленной текущей центральной части - выдавливаются через 25 торцы подшипника и подвергаются значительному износу./ ;:

Указанные многочисленные способы скрепления эластичного антифрикционного покрытия с обоймой (корпусом) и использо- 3.0 ванИе различного рода периферийных запорных элементов не устраняют основного недостатка двойной нагрузки на перифе- рийные участки покрытия (или периферийные запорные элементы), а следовательно, 35 требуют либр снижения грузоподъёмности подшипника, либо снижают долговечность покрытия (или запорных элементов).

Наиболее близким к предлагаемому устройству является подшипник скольжения, 40 содержащий внутреннее и наружное кольца с криволинейными опорными поверхностяи однонаправленной кривизны, а также слой эластичного антифрикционного покрытия, расположенный между ними.

В указанном подшипнике одна из опорных криволинейных поверхностей выполнена сферической, другая - тороидальной формы. За счет различия форм опорных поверхностей при одинаковой толщине 50 эластичного антифрикционного покрытия периферийные участки покрытия сжаты больше, чем центральная ча,сть, являясь по существу запорными элементами для центральной части покрытия55

Недостатком известного подшипника скольжения является следующее.

Зона контакта (зона передачи нагрузки) округлого эластичного вкладыша (покрытия) и жесткой округлой опорной поверхности

вала (кольца) ограничена центральным углом 90°, вне которой покрытие практически не воспринимает внешнюю радиальную нагрузку.

Зона контакта известного подшипника менее 90° и, следовательно, периферийные запорные участка покрытия не разгружены от внешней радиальной нагрузки и несут указанную ранее двойную нагрузку.

При этом из-за того, что покрытие в этом подшипнике на всех участках одинаковой толщины, а опорные поверхности не эквидистантны, периферийные запорные участки покрытия (даже без приложения внешней нагрузки и перекосов) изначально поджаты, увеличивая неравномерность распределения удельного давления на покрытие от внешней нагрузки. Если при этом и создается некий благоприятный режим для центральной части покрытия, то периферийные запорные участки покрытия испытывают здесь даже большую нагрузку; чём такие же участки в подшипниках скольжения с эквидистантными, поверхностями и эластичным антифрикционным покрытием между ними.

Целью изобретения является повышение долговечности покрытия при сохранении грузоподъёмности подшипника за счет разгрузки периферийных участков покрытия от внешней радиальной нагрузки.

Указанная цель достигается тем, что в известном подшипнике скольжения,срдер- жзщем внутреннее и наружное кольца с криволинейными опорными поверхностями однонаправленной кривизны, а также слой эластичного антифрикционного покрытия, расположенный между ними, согласно предлагаемому изобретению опорные поверхности колец выполнены эквидистантными и с поперечным сечением в виде полуокружностей или полуэллипсов.

В этом случае периферийные участки покрытий расположены параллельно линии действия внешней радиальной нагрузки (центральный угол 180°) и даже теоретически не могут ее воспринимать.

Повышенную радиальную нагрузку, воздействующую на подшипник, воспринимает только центральный участок покрытия (центральный.угол 90°), а периферийные участки покрытия испытывают лишь одинарную нагрузку от сдавленного текущего центрального участка.

Совокупность существенных признаков предложенного устройства проявляет иные свойства в сравнении с известными решениями, заключающиеся в том, что периферийные участки эластичного антифрикционного покрытия, расположенного между эквидистантными опорными криволинейными поверхностями, испытывают лишь одинарную нагрузку от сдавленного текущего центрального участка, воспринимающего воздействующую на подшипник нагрузку, благодаря чему повышается долговечность покрытия и подшипника в целом.

Таким образом, предложенное техническое решение соответствует критерию существенные отличи,;

На фиг. 1 изображен предложенный подшипник скольжения; на фиг. 2 - схема распределения вдоль оси подшипника воздействующей на него радиальной нагрузки; на фиг. 3 и 4 - варианты выполнения предложенного подшипника скольжения, где

1 - внутреннее кольцо;

2 - наружное кольцо;

3 - слой эластичного антифрикционного покрытия;

А - опорная поверхность внутреннего кольца;:

Б - опорная поверхность наружного коль ца; . , : , . : -.. :: ВГ,ДЕ-перифёриЙные участки покрытия; . . ., : - : .:.;. V -y v1;-;:

ТД - центральный участок покрытия, воспринимающий повышенную радиальную нагрузку.

В предлагаемом подшипнике скольжения (см. фиг. 1-4) содержатся внутреннее

кольцо 1, наружное кольцо 2, а также расположенный между их эквидистантными опорными поверхностями А и Б слой эластичного антифрикционного покрытия 3. Опорные 5 поверхности А и Б внутреннего и наружного колец выполнены тороидальной формы с поперечным сечением в виде полуокружностей или полуэллипсов однонаправленной , кривизны. Эластичное антифрикционное 0 покрытие 3 скреплено с одной из опорных поверхностей. /.-.-. : V::-. . .: -.: : V.;.v- Подшипник скольжения работает дующим образом. V v Центральный участок ГД эластичного 5 покрытия 3, ограниченный центральным углом МЮ°, вослриним аёт повышенную ра- диальную нагрузку, воздействующую на подшипник. Линия действия нагрузки указана стрелкой. Периферийные запорные 0 участкиi BF, ДБ эластичнргр покрытия 3 практически не воспринимают радиальную нагрузку и являются своеобразным тормозом для сдавленного центрального участка ГД, проявляющего себя при повышенных 5 нагрузках подобно жидкости, по которой ; плавает опорная поверхность, не скреплен- ная с покрытием. : ....,,.

Применение предложенного устройства по сравнению с известным позволит повы- 0 сить долговечность покрытия и подшипника в целом . - :: : - :. . ,: . ..; /, /-

Использование: тяжелонагруженные опоры скольжения. Сущность изобретения: подшипник скольжения содержит внутреннее и наружное кольца с эквидистантными криволинейными опорными поверхностями однонаправленной кривизны в виде полуокружностей или полуэллипсов. Между кольцами размещен слой эластичного антифрикционного покрытия, Конструкция подшипника повы- шает долговечность покрытия при сохранении грузоподъемности за счет разгрузки периферийных участков покрытия от радиальной нагрузки. 4 ил.

Формула изобретения Подшипник скольжения, содержащий внутреннее и наружное кольца с криволиней- н ыми опорными поверхностями однонаправленной кривизны, а также слой эластичного антифрикционного покрытия, расположенный между ними, о т л и ч а ю щ и и с я тем,

что, с целью повышения долговечности покрытия при сохранении грузоподъемности подшипника за счет разгрузки периферийных участков покрытия от радиальной нагрузки, опорные поверхности выполнены эквидистантными и с поперечным сечением в виде полуокружностей или полуэллипсов.

фиг.З

фиг. 4