УПОРНЫЙ ПОДШИПНИК СКОЛЬЖЕНИЯ Советский патент 1995 года по МПК F16C17/06 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в подшипниковых узлах насосов, турбин, компрессоров.

Известен упорный подшипник скольжения, содержащий корпус с расположенными в нем упорными сегментами, опирающимися на пружинные пакеты, собранные из пружин равной жесткости, имеющих по три выступа, один из которых расположен в центре на одной стороне пружины, а два других по краям противоположной стороны. Пружинные пакеты размещены в прямоугольных гнездах корпуса подшипника, а выравнивающие пластины, удерживая масло в гнездах, создают несколько гидравлических буферов для демпфирования нежелательных колебаний пружинных пакетов.

Известный подшипник при больших нагрузках недостаточно надежен в работе, из-за сложной конструкции пружинных пакетов с выравнивающими пластинами.

Целью изобретения является повышение надежности работы и увеличение срока службы подшипника.

Указанная цель достигается за счет того, что пружинные пакеты выполнены в виде, по крайней мере, двух последовательно расположенных по направлению действия нагрузки секций пружин различной жесткости, и первой по направлению действия нагрузки установлена секция пружин с меньшей жесткостью, при этом между секциями, а также секцией с большей жесткостью и корпусом имеются зазоры.

На фиг. 1 изображен общий вид упорного подшипника скольжения; на фиг. 2 сечение по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение по Б-Б на фиг. 2.

Упорный подшипник скольжения содержит корпус 1, гребень 2, сегменты 3, пружинные пакеты 4 и опорные кольца 5.

Гребень 2 крепится на валу 6 при помощи полуколец 7 и фланца 8. Опорные кольца 5 крепятся одно к корпусу 1, а второе к крышке 9. В прямоугольных гнездах 10 опорных колец 5 установлены без возможности вращения пружинные пакеты 4. Упоры 11, закреплены равномерно по окружности на опорных кольцах 5 с образованием секторов 12, в которых установлены сегменты 3. Пружинные пакеты 4 собраны, по крайней мере, из двух последовательно расположенных по направлению действия нагрузки секций пружин 13 и 14 различной жесткости. Причем первой установлена секция 13 с меньшей жесткостью.

Каждая секция пружин 13 и 14 набрана из плоских прямоугольных упругих пластин, а сегмент 3, имеющий ребро качания 15, устанавливается непосредственно на секцию пружин 13. Между секциями пружин 13 и 14, а также секцией пружин 14 и корпусом 1 имеются зазоры 16 и 17, необходимые для обеспечения возможности прогиба пружинных секций 13 и 14.

Внутренняя полость 18 подшипника залита маслом, а так как зазоры между торцами пружинных пакетов 4 и стенками гнезд 10 незначительны, то пружинные пакеты 13 и 14 выполняют еще роль гидравлических демпферов.

Величины зазоров 16 и 17 определены из следующих соотношений
λ_н= λ_в= , где λ_н зазор между нижней секцией пружин 14 и корпусом 1, см;
λ_в зазор между верхней 13 и нижней 14 секциями пружин, см;
С_н жесткость нижней секции пружин 14, кгс/см;
С_в жесткость верхней секции пружин 13, кгс/см;
Р_макc максимально возможная в процессе эксплуатации нагрузка на пружинный пакет, кгс;
Р_ном номинальная нагрузка на пружинный пакет, кгс.

Подшипник рассчитан на восприятие
Р_ном 40 ˙10³ кгс; Р_макc 110 ˙10³ кгс; принимая λ_н 0,03 см и С_н 1,8˙10⁶ кгс/см для подшипника с 2-х секционным пружинным пакетом получаем
C_в= -1,8·10⁶ 0,55·10⁶кгс/см;
λ_в= 0,07см.

Для подшипника с 8-ю сегментами указанным требованиям удовлетворяют следующие конструкции пружин:
для верхней секции 13 четыре плоские пружины длиной 90 мм, шириной 50 мм, толщиной 7 мм;
для нижней секции одна плоская пружина длиной 90 мм, шириной 50 мм, толщиной 16 мм.

При этом коэффициент неравномерности нагружения сегментов 3 при нагрузке Р_ном 40 ˙10³ кгс и перекос гребня вала 6, равном 0,1 мм, будет 1,2, а при двойной нагрузке Р 80 ˙10³ кгс он составит 1,25. В случае изготовления односекционного пружинного пакета коэффициент неравномерности нагружения сегментов при тех же условиях будет соответствовать 1,6 и 1,3.

Такая конструкция упорного подшипника, жесткость пружинного пакета которого изменяется в зависимости от величины осевой нагрузки, обеспечивает более равномерное распределение нагрузки на сегменты при перекосе гребня вала на всех режимах работы агрегата, что повышает надежность и срок службы подшипника.

1. УПОРНЫЙ ПОДШИПНИК СКОЛЬЖЕНИЯ, содержащий корпус с расположенными в нем упорными сегментами, опирающимися на пружинные пакеты, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы и увеличения срока службы, пружинные пакеты выполнены в виде по крайней мере двух последовательно расположенных по направлению действия нагрузки секций пружин различной жесткости и первой по направлению действия нагрузки установлена секция пружин с меньшей жесткостью, при этом между секциями, а также между секцией с большей жесткостью и корпусом имеются зазоры. 2. Подшипник по п. 1, отличающийся тем, что величины зазоров между секциями пружин, а также между секцией пружин с большой жесткостью и корпусом определены из следующих соотношений:


где λ_н зазор между секцией пружин с большей жесткостью и корпусом, см;
λ_в зазор между секциями пружин, см;
C_н жесткость секций пружин с большой жесткостью, кгс/см;
C_в жесткость секций пружин с меньшей жесткостью, кгс/см;
P_макс максимально возможная в процессе эксплуатации нагрузка на пружинный пакет, кгс;
P_ном номинальная нагрузка на пружинный пакет, кгс.