Опора скольжения с охлаждением Советский патент 1980 года по МПК F16C37/00 

1

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в опорах вертикальных валов машин с высокими сосредоточенными нагрузками.

Известна опора скольжения с охлаждением, содержащая охватывающий вал корпуса, резервуар со смазкой, а также канал для подвода смазкк, при этом в корпусе размещены охлаждающее устройство и датчик положения вала. Кроме того, опора содержит нагреватели, с помощью которых во льду образуются участки незамороженной жидкости, куда под давлением подается жидкость из резервуара (I).

Однако известная опора недостаточно надежна, так как обладает повышенной изнашиваемостью из-за перекосов и смещения вала.

Цель изобретения - повышение надежности и износостойкости.

Указанная цель обеспечивается тем, что вал выполнен с наконечником, имеющим сферическую выемку и спиральную канавку, при этом канал для подвода смазки и упомянутые сферическая выемка и спиральная канавка расположены соосно с валом.

Кроме того, спиральная канавка выполнена в виде спирали Архимеда.

На фиг. I схематически изображена опора скольжения с охлаждением, раз-. рез; на фиг. 2 - вид вала со стороны наконечника.

Опора скольжения с охлаждением содержит вал I, корпус 2, резервуар 3 со смазкой, канал 4 для подвода смазки. В корпусе 2 размешены охлаждающее устройство 5 и датчик б положения вала 1. Вал,

10 выполнен с наконечником 7, имеющим сферическую выемку 8 и спиральную канавку 9, расположенные, как и канал 4, соосио с валом 1, при этом спиральная канавка 8 выполнена в виде спирали Архимеда. Полусферический наконечник 7

приварен к валу 1 и между ними установлен теплоизолятор 10, выполненный, например, из асбестового волокна.

Опора содержит также насос 11 переменной производительности.

20 Охлаждающее устройство 5 с трубками змеевика 12 отделено от корпуса 2 теплоизолятором 13.

Вал 1 выполнен с цилиндрическим буртом 14, который упирается в исходном голок:ении в корпус 2, при этом между полусферическим наконечником 7 и корпусом 2 образуется рабочий зазор 15, ч между цилиндрическими поверхностями ва ла. i 5 .орпуса 2 - зазор 16. Датчик б положения вала 1 линией 17 обратной связи соединен с охлаждающим устройством 5, а зазор 16 - с регулирующим органом 18 насоса И. Корпус 2, содержащий уплотнение 19, расяоложек на плите 20. Слора работает следующим образом В ИС.ХОДКОМ состоянии, когда вал 1 не 8раш.ается, упор 14 передает давле1и-;е осевой нагрузки валй 1 ка корпус 2 н опорную плиту 20. При этом рабочий з.азор 15 минимален. Перед началом вращения вала I закрывают регулирующий орган 18 и включают насос 11. Смазка (например, вода) из резервуара 3 начинает поступаать в рабочий заэор 15, где происходит нарастание давления и повышение гидростатической подъемной силы, действующей на вал 1, под действием которой вал 1 всплывает. При этом часть воды просачивается через цилиндрические сопрягаемые поверхности аала } и корпуса 2 через зазор 6. Когда кромка бурта И упирается в фторопластовое у плотненйе 19, подача воды по сигналу с датчика 6 прекращается. После этого включают систему охлаждения 5, и хладагент начинает протекать по трубкам 2. Температура воды в рабочем зазоре 15 падает, и ее вязкость растет приблизительно по гиперболической зависимости. Затем начинают вращать вал , и бла годаря продолжающемуся охлаждению воды в рабочем зазоре 15 вода переходит в твердое состояние - лед. После этого открывают регулирующий орган 18. Вращающийся наконечник 7 истирает и оплавляет часть льда, которая с ним соприкасается. Благодаря этому вал I несколько смещается вниз и фторопластовое уплотне ние 19 выходит из соприкосновений с буртом 14. Одновременно насек И управляемый сигналом по линии связи (на фиг. 1 не показана) с датчика 6, продолжает подавать воду в зазор 15, но уже с меньшим расходом. Попав в сферическую выемку 8 по каналу 4, вода по спиралыюй канавке 9 движется к периферии наконечника 7 и поступает в рабочий зазор 5, где она охлаж« дается и вязкость ее повышается. Вода циркулирует 1ГО контуру состоящему из насоса 11 переменной произйодитель. ности, канала для подвода жидкости, рабочего зазора 5, зазора 16, регулирующего органа 18 и резервуара 3 с жидкостью. В процессе разгона вала охлаждающее устройство 5 переводят в режим автоматического поддержания постоянного значения рабочего зазора 15 с помощью управляющего сигнала, подаваемого по линии 17 с выхода датчика 6. Установившийся режим работы подшипника гши постоянной угловий скорости вращения вала 1 характеризуется постоянством, зазоров и постоянным расходом циркулирующей воды. При этом для создания незамерзающего канала в рабочем зазоре 15 напротив выемки 8 и обеспечения свободного и непрерывного протекания воды в каналах 4, 8, 9 и 16 необходимо выполнить условия V 0,2 Q X 2 .Ш где V - скорость потока жидкости, м/с; Q - расход жидкости, X - характерный линейный размер сечения канала, м. Теплоизолятор ГО накр.нечника 7 и теплоизолятор IS корпуса 2 обеспечивает поддержание необходимого тепературного реЛ4йма., Вода,протекающая по зазору 15, выполняетроль смазки, так как, будучи в контактесо льдом,- сильно охлаждается и имеетповышенную вязкость. TaKHfvs образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным обладает более высокой надежностью, так как устраняется неразномерность растекания воды в рабочем зазоре 15 и, следовательно, неравномерность намораживания за счет выполнения на нак г«ечаике вала сферической выемки 3 и С1 йральной канавки 9, по которым негферывн ииркулирует «сток воды, имеющий 3 каждой точке, согласно уравнению Бернуллн одинаковые характеристики. Выполиенке спиральной канавки 9 в виде спирали Архимеда, охватывающей все уровни наконечнккй 7, позволяет равномерно распре делить волу по всей поверхности наконечника 7 вала i и, следовательно, благодаря наличию системы управления охлаждающим устройством 5 равномерно намораживать воду в ра&эчем зазоре 15. Это дает возможность устранить смещения я перекосы положения вала 1, происходящие из-за неравиомеркасти иамораживакия и высших возмуц екнй, таких как изменение температуры окружающей ере-ды, пульсации нагрузки вала и т. п. Кроме того, давление воды, подаваемой в рабочий зазор 15 в процессе работы, значительно ниже, чем в известных опорах, где воду подают через полость в рабочий зазор 15 под давлениьм, противодействующим весу всей машины. В предлагаемом устройстве воду в рабочий згзор 15 nodaiOT через сферическую выемку 8 и спиральную канавку 9, которые играют роль разравнивателя с обратной (отрицательной) кривизной по отношению к кривизне соприкасающейся с ней поверхности.

Так, например, для тихоходной гидромашины давление, под которым подается жидкость в изрестную опору, составляет 250 атм, в то время как в предлагаемой опоре высокое давление необходимо только в момент запуска машины для обеспечения всплытия вала 1, а в процессе работы оно составляет 10-15 атм.

Преимуществом предлагаемого устройства является также отсутствие нагревательного элемента, расположенного на выходе канала для подвода жидкости в ра бочий зазор 15.

Изобретение позволяет повысить надежность работы машин за счет уменьшения износа опор.

Формула изобретения

1.Опора скольжения с охлаждением, содержащая охватывающий вал корпус, резервуар со смазкой, а также канал для подвода смазки, при этом охлаждаюшее устройство и датчик положения вала размещены в корпусе, отличаюи аяся тем, что, с целью повыщения надежности и износостойкости вал выполнен с наконечником, имеющим сферическуювыемку и спиральную канавку, при этом канал для

подвода смазки и упомянутые сферическая выемка и спиральная канавка расположены соосно с валом.

2.Опора по п. I, отличающаяся тем, что спиральная канавка выполнена в виде

спирали Архимеда.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Великобритании № 1336916, кл. F 2А 19, 1973.

.:

8

Фуе.2