Підшипниковий вузол ковзання

Корисна модель відноситься до галузі машинобудування. Відомий підшипниковий вузол ковзання, який складається з вала і корпуса підшипника з вкладишем, жорстко з'єднаного з корпусом машини, призначений для сприймання радіального навантаження, яке передається валом, що обертається [1]: Чернавский А.С. Подшипники скольжения. М., 1963. Недоліком відомого підшипникового вузла ковзання є неможливість сприймання деформацій вала і неточностей монтажу, при яких він становиться непрацездатним. Найбільш близьким за технічною сутністю до запропонованого рішення є прийнятий за прототип підшипниковий вузол ковзання, вкладиш якого складається з пористої основи пружно-демпфіруючого матеріалу "МР", який являє собою спресований пакет бронзових або стальних спіралей, прикріплений до стального корпусу підшипника за допомогою термостійкого клею або олов'яного припою [2]: Коднир Д.С., Сойфер A.M., Байбородов Ю.И. Авторское свидетельство №186225 на изобретение "Трехслойный подшипник скольжения". Бюллетень изобретений №18,1966. Недоліком вказаного підшипникового вузла ковзання є неможливість його експлуатації при окружних швидкостях понад 30м/с, а також зноси торцевих ділянок вкладишу при перекосах валів на кут Y, який змінюється у межах (0,3…1).10-3pад. Задача корисної моделі - підвищення працездатності підшипникового вузла ковзання при кутах перекосу валів Y³(0,3...1 ).10-3 рад. Для рішення задачі у підшипниковому вузлі ковзання, який складається з вала і корпуса підшипника з вкладишем, жорстко з'єднаного з корпусом машини, корпус підшипника з вкладишем виконаний самовстановлюючимся відносно корпусу машини, у зв'язку з чим зовнішня поверхня корпусу підшипника є випуклою з радіусом кривизни RH, а внутрішня поверхня корпусу машини увігнутою з радіусом кривизни RB, причому RB > RH , крім того, корпус підшипника характеризується відносно корпусу машини радіальним зазором D = 0,05...0,1мм , при цьому радіуси R H і R B в визначаються за виразами: l2 l2 i RB = RH = 8 DSH 8 DS B , де l - ширина корпусу підшипника, що дорівнює довжині вкладиша; DS H = 0,02... 0,03 мм , DS B = 0,01... 0,015 мм - параметри кривизни спряжених поверхонь корпусу підшипника і корпусу машини в торцевих перерізах. Порівняльний аналіз з прототипом показує, що запропонований підшипниковий вузол ковзання відрізняється тим, що корпус підшипника з вкладишем виконаний самовстановлюючимся відносно корпусу машини, у зв'язку з чим зовнішня поверхня корпусу підшипника є випуклою з радіусом кривизни RH , а внутрішня поверхня корпусу машини увігнутою з радіусом кривизни RB , причому RB > RH , крім того, корпус підшипника характеризується відносно корпусу машини радіальним зазором D = 0,05...0,1мм , при цьому радіуси RH i RB визначаються за раніш наведеними виразами. Порівняння технічного рішення, що заявляється, не лише з прототипом, але й з іншими технічними рішеннями , не виявило в них ознак, які б відрізняли технічне рішення, що заявляється, від прототипу, а це дозволяє зробити висновок про відповідність критерію "винахідницький рівень". На Фіг. зображено підшипниковий вузол ковзання. У відповідності з даною фігурою маємо наступні позначення: RH , RB - радіуси кривизни випуклої та увігнутої поверхонь корпусу підшипника і корпусу машини; D радіальний зазор між корпусом підшипника і корпусом машини; D S H , D S B - параметри кривизни спряжених поверхонь корпусу підшипника і корпусу машини у торцевих перерізах; l - ширина (довжина) підшипника; d діаметр вала підшипника; w - кутова швидкість вала. Підшипниковий вузол ковзання складається з вала 1, розміщеного всередині роз'ємного корпусу підшипника, що має нижню та верхню напіввтулки 2. Корпус підшипника розміщений всередині роз'ємного корпусу машини 3. Всередині корпусу підшипника 2 знаходиться вкладиш 4 Із антифрикційного матеріалу і змащувальна канавка 5, у яку через отвір 6 подається мастило. На внутрішній поверхні роз'ємного корпусу підшипника 2 передбачені пази глибиною 0,5...0,8 від товщини антифрикційного вкладиша 4, яка коливається у межах 0,3...0,6мм. Для кращого зчеплення антифрикційного матеріалу, наприклад бабіту, з внутрішньою поверхнею роз'ємного корпусу підшипника 2 рекомендується залишати вказану внутрішню поверхню грубо обробленою зі слідами ріжучого інструмента (різця). Підшипниковий вузол ковзання працює наступним чином. При обертанні вала 1 з кутовою швидкістю w на корпус підшипника 2, розміщеного у корпусі машини 3, через вкладиш 4 передається радіальна сила Fr зі сторони вала. У процесі обертання вала у зазор між валом і вкладишем із змащувальної канавки 5 поступає (затягується) мастило, яке подається ззовні через отвір 6. При роботі вал 1 зміщується на деяку величину відносно вкладиша 4 корпусу підшипника 2 таким чином, що між зовнішньою поверхнею вала і внутрішньою поверхнею вкладиша утворюється зазор клиновидної форми. Наявність вказаного зазору, кутової швидкості і мастила певної в'язкості, що поступає, призводить до утворення змащувального шару між валом і корпусом підшипника з вкладишем і епюри гідродинамічного тиску. Товщина змащувального шару, повністю розділяючи поверхні, що труться, сприяє режиму рідинного тертя в підшипниковому вузлі ковзання. Результуюча величина сили епюри гідродинамічного тиску урівноважує при цьому зовнішню радіальну силу, яка прикладена до вала. При наявності перекосу вала відносно корпусу підшипника, обумовленого деформаціями вала або помилками монтажу підшипникового вузла ковзання, вал 1 разом з корпусом підшипника 2 повертається в ту чи іншу сторону відносно корпусу машини 3, само встановлюючись у потрібному положенні. Вказаний поворот вала здійснюється внаслідок наявності радіального зазору D=0,05...0,1 мм між корпусами підшипника і машини, знайденого з урахуванням граничних температурних розширень вказаних елементів підшипникового вузла ковзання. Крім того, зовнішні округлені ліва та права торцеві поверхні корпусу підшипника 2 обмежені від осьових переміщень внутрішніми округленими лівою та правою торцевими поверхнями корпусу машини 3. Для монтажу і повороту корпуса підшипника 2 відносно корпусу машини 3 передбачений осьовий зазор у межах 0,15...0,3 мм. Вказаний осьовий зазор використається не тільки з метою можливого повороту корпусу підшипника 2 відносно корпусу машини 3, але й з метою надходження під дією відцентрових сил мастила у порожнину, яка утворена зовнішньою поверхнею підшипника і внутрішньою поверхнею корпусу машини, що призводить до суттєвого зниження тертя при самовстановленні корпусу підшипника. Економічний ефект від впровадження запропонованого технічного рішення варто очікувати за рахунок підвищення терміну служби та ефективності роботи підшипникового вузла ковзання. Суспільна корисність технічного рішення, що заявляється, полягає у поліпшенні віброакустичних характеристик підшипникового вузла ковзання внаслідок зниження вібрації та шуму (промсанітарія), обумовленого компенсацією деформацій вала і помилок монтажу за рахунок самовстановлюючогося корпусу підшипника.