Опорный подшипниковый узел Советский патент 1993 года по МПК F16C32/06 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к.самоустанавливающимся колодочным подшипникам, и может быть использовано в конструкциях быстроходных компрессоров, газовых и паровых турбин, насосов и других роторных машин.

Целью изобретения является повыше- ние.надежности за счет улучшения теплоот- вода от теплрнагруженной части каждой колодки, снятия нагретой масляной пленки с рабочей поверхности выходной кромки колодки подшипника и предотвращения попадания ее на входную кромку последующей по ходу вращения вала колодки.

На фиг. 1 изображен опорный подшипниковый узел, поперечный разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - внешний вид самоустанавливающейся колодки со стороны рабочей поверхности.

Опорный подшипниковый узел содержит корпус 1 с каналами 2 подвода смазки и сливной полостью 3, цапфу вала 4, охватывающие цапфу вала 4 самоустанавливающиеся колодки 5 с выполненными в центральной части рабочей поверхности 6 радиальным отверстием 7 и у входной1 8 и выходной 9 кромок распределительными канавками 10 и 11, одна (10) из которых, у входной кромки 8, соединена через каналы 12 в теле колодки 5 с каналами 2 подвода смазки, а другая (11), у выходной кромки 9, выполнена сквозной и расположена параллельно продольной оси 13 подшипникового узла. Подшипниковый узел снабжен V-образным уплотнением 14 из износостойкого материала, участок рабочей поверхности 6 между распределительной канавкой 10 и входной кромкой 8 в зоне расположения этой канавки 10 выполнен с углублением 15, а с противоположной стороны выполнен скос 16 в сторону канавки 10 в зоне ее расположения. В теле каждой колодки 5 между сквозной канавкой 11 и радиальным отверстием 7 выполнены сквозные параллельные продольной оси 13 подшипникового узла

отверстия 17с изменяющимися сечениями, увеличивающимися к выходной кромке 9 колодки 5. При этом в корпусе 1 в зоне расположения сквозных отверстий 17 выполнены

продольные каналы 18, а наторцевой поверхности 19 корпуса 1 - кольцевая канавка 20, сообщающие сквозные отверстия 17с каналами 2 подвода смазки. На противоположной торцевой поверхности 21 корпуса 1 со

стороны сливной полости 3 выполнена кольцевая канавка 22 для отвода смазки из сквозных отверстий 17, Каждое уплотнение 14 установлено в сквозной распределительной канавке 11 с образованием между

ним, боковой поверхностью 23 канавки 11 и валом 4 камеры 24 и с возможностью разворота в сторону вала 4. В качестве из- . носостойкого материала уплотнения 14 может быть использован фторопласт,

Опорный подшипниковый узел работа- ет-следующим образом.

При вращении вала 4 смазочное масло по каналам 2 подвода смазки и каналам 12 в теле колодки 5 поступает к рабочим поверхностям 6 самоустанавливающихся колодок 5 через распределительную канавку 10 у входной кромки 8. При работе такого подшипникового узла каждая колодка 5 опирается на самогенерируемую

гидростатическую пленку смазки. Эта пленка создается в результате отбора посредством радиальных отверстий 7 небольшой части, порядка 10%, общего расхода гидродинамической пленки смазки на рабочей поверхности 6. Подача масла из распределительной канавки 10 по углублению 15 против направления вращения вала 4 позволяет увеличить Зону, охватываемую холодным маслом, а выполнение скоса 16 на

противоположной стороне канавки 10 усиливает поджатие потока смазочного масла в направлении, противоположном направлению вращения вала, и тем самым способствует предотвращению попадания горячего

масла на рабочую поверхность 6 последующе установленной по ходу вращения вала колодки 5. За счет улучшения наполняемо- сти эпюры распределения давления на рабочей поверхности 6 .колодки 5, создания положительных давлений в гидродинамической пленке у выходной кромки 9 и. выравнивания зазора между колодкой 5 и валом 4. предотвращается касание выходной кромки 9 вала 4 при попадании гидродинамической пленки смазки в распределительную канавку 11. Кроме того, предотвращение касания вала 4 выходной кромкой 9 колодки 5 способствует установка в распределительной канавке 9 V-обрэз- ного уплотнения 14. Благодаря присутствию гидростатической пленки на опорной поверхности колодки 5 уменьшаются изгибающие моменты на колодках 5 и их механические деформации, а также уменьшаются температурные градиенты на колодках 5, в результате чего сводится к минимуму возможная температурная деформация. Такое нагружение способствует уменьшению вибраций колодки 5 и снижению попадания масла, ведущего к опасности кавитационного повреждения рабочей поверхности 6.

Устранение в подшипниковом узле каких бы-то ни было механических опор не только позволяет упростить конструкцию и избавляет от проблем, связанных с истиранием опор, а изолирующее и демпфирующее влияние гидростатической пленки на опорной поверхности колодки 5 благоприятствует процессу затухания вибраций и звуковых колебаний. Установка в распределительной канавке 11 V-образного уплотнения 14 позволяет удалить нагретый мае- ляный слой с поверхности вращающегося вала 4. Постоянное поджатие уплотнения 14 к поверхности вала 4 обеспечивается повышенным давлением смазки в камере 24. По- следнее обеспечивает перемещение уплотнения 14 к валу 4 по мере его истирания в процессе эксплуатации, Этому же про- цессу перемещения уплотнения 14 способствуют силы упругости его материала, направленные на самокомпенсацию прижатия уплотнения 14 к валу 4.

Для тепловой разгрузки наиболее нагруженной части колодки 5 между сквозной канавкой 11 и радиальным отверстием 7 в теле колодки 5 выполняются сквозные отверстия 17, к которым подводится холодная смазка от каналов 2 подвода смазки по продольным каналам 18 в корпусе 1 и кольцевой канавке 20 на его торцевой поверхности 19. Отвод нагретой в сквозных каналах 17 смазки осуществляется посредством кольцевой канавки 22. выполненной на противоположной торцевой поверхности 21 корпуса 1 со стороны сливной полости 3. Перерасп- ределениютепловых потоков втеле колодки

5 способствует увеличение проходных сечений сквозных отверстий 17 к выходной кромке 9 колодки 5, т.е. к наиболее нагруженной части самоустанавливающейся колодки 5.

0 Формула изобретения

1. Опорный подшипниковый узел, содержащий корпус с каналами подвода смазки и сливной полостью, цапфу вала, охватывающие цапфу вала самоустанавли5 вающиеся колодки с выполненными в центральной части рабочей поверхности радиальным отверстием и, у входной и выходной кромок распределительными канавками, одна из которых, у входной кромки,

0 соединена через каналы в теле колодки с каналами подвода смазки, а другая, у выходной кромки, выполнена сквозной и расположена параллельно продольной оси подшипникового узла, отличающийся

5 тем, что, с целью повышения надежности за счет улучшения теплоотвода оттеплонагру- женной части каждой колодки, он снабжен V-образным уплотнением из износостойкого материала, участок рабочей поверхно0 сти между распределительной канавкой и входной кромкой в зоне расположения этой канавки выполнен с углублением, с противоположной стороны распределительной канавки выполнен скос в сторону

5 упомянутой канавки в зоне ее расположения, втеле каждой колодки между сквозной канавкой и радиальным отверстием выполнены сквозные параллельные продольной оси подшипникового узла отверстия с изме0 няющимися сечениями, увеличивающимися к выходной кромке колодки, при этом в корпусе в зоне расположения сквозных отверстий выполнены продольные каналы, а на торцевой поверхности корпуса - кольцевая

5 канавка, сообщающие сквозные отверстия с каналами подвода смазки, на противоположной торцевой поверхности корпуса со стороны сливной полости выполнена кольцевая канавка для отвода смазки из

0 сквозных отверстий, каждое уплотнение установлено в сквозной распределительной канавке с образованием между ним, боковой поверхностью упомянутой канавки и валом камеры с возможностью разворота в

5 сторону вала.

2. Подшипниковый узел по п. 1. о т л и- чающийся тем, что в качестве износостойкого материала использован фторопласт.

о

фиг. Ј