Опорний підшипник ковзання

Даний винахід відноситься до області машинобудування, як-от, до опорних підшипників ковзання з самовстановлювальними подушками і може бути використаний в компресорах, насосах і турбінах. Відомі опорні підшипники ковзання з самовстановлювальними подушками, [1], для яких характерний найбільш поширений спосіб фіксації подушок відносно корпуса установкою в корпусі штифтів, які входять в отвори, виконані на зовнішній стороні подушок. Досвід експлуатації показує, що ці штифти перешкоджають повному самовстановлюванню подушок, а отвори на зовнішній стороні подушок зменшують площу контакту подушок із корпусом підшипника, отже, збільшують контактні напруги. Найбільш близьким по технічній сутності і по результату, що досягається, є опорний підшипник ковзання [2], у якому зони контакту корпуса з самовстановлювальними подушками розташовані на осі, що проходить через центр зовнішньої поверхні подушок, а їх фіксація здійснюється за допомогою штифтів, встановлених у бокових кільцях підшипника, причому ось отвору в подушці і ось шти фта паралельні осі підшипника, а відстань від осі отвору до зовнішньої поверхні подушки дорівнює відстані від осі штифта до внутрішньої поверхні корпуса, на яку опирається зовнішня поверхня подушки. Однак, такі самовстановлювальні подушки мають малу несучу спроможність, і отже, низьку надійність, тому що при цьому шти фти утрудняють проворот подушки щодо центра зовнішньої поверхні подушки. Технічною задачею, що вирішує даний винахід, є підвищення надійності опорного підшипника ковзання і збільшення його несучої спроможності. Дана технічна задача вирішується за рахунок того, що в опорному підшипнику ковзання, що заявляється, як і у прототипі, міститься корпус, бокові кільця, самовстановлювальні подушки з циліндричними отворами і шти фти, що фіксують подушки від окружного провороту відносно корпуса, при цьому шти фти встановлені в бокових кільцях і проходять через отвори в подушках із гарантованим зазором, а осі отворів і осі шти фтів паралельні осі підшипника, відповідно до передбачуваного винаходу, відстань від осі отвору у подушці до зовнішньої поверхні подушки більше відстані від осі штифта до внутрішньої поверхні корпуса, на котру опирається зовнішня поверхня подушки, на величину, рівн у або більшу, ніж величина максимального радіального зазору між робочою поверхнею подушки і валом, причому радіус отворів у подушках більше радіуса штифтів на величину, яка перевищує різницю між відстанню від осі отвору в подушці до зовнішньої поверхні подушки і відстанню від осі штифта до вн утрішньої поверхні корпуса, на котру опирається зовнішня поверхня подушки, при цьому величина зазору між зовнішньою поверхнею штифта і вн утрішньою поверхнею отвору в подушці відповідає виразу: S>11 – 12 ³d рад. при S = R - r R-r >11 - 12 ³ d рад., де: S - зазор між зовнішньою поверхнею штифта і вн утрішньою поверхнею отвору в подушці; R - радіус отвор у; r - радіус шти фта; 11 - відстань від осі отвору в подушці до зовнішньої поверхні подушки; 12 - відстань від осі штифта до внутрішньої поверхні корпуса, на яку опирається зовнішня поверхня подушки; δ рад. - радіальний зазор між робочою поверхнею подушки і валом. У порівнянні з прототипом: - відстань від осі отвору в подушці до зовнішньої поверхні подушки її більше відстані від осі штифта до внутрішньої поверхні корпуса, на яку опирається зовнішня поверхня подушки 12, на величину, яка дорівнює або більша за величину максимального радіального зазора δ рад., тобто виконується умова: 11 - 12 ³ d рад.; - радіус отворів R у подушках більший за радіус штифтів r на величину, що перевищує різницю між відстанню від осі отвору в подушці до зовнішньої поверхні подушки 11 і відстанню від осі шти фта до внутрішньої поверхні корпуса, на яку опирається зовнішня поверхня подушки 12, тобто виконується умова: R - r > 11 - 12 Перераховані ознаки являються новими, тому що не виявлені в об'єктах із рівня техніки, і істотними, оскільки в сполученні з ознаками, спільними з прототипом, відповідно до даного винаходу, забезпечують вирішення поставленої технічної задачі - підвищують надійність і поліпшують несучу спроможність опорних підшипників ковзання. Сутність передбачуваного винаходу пояснюється кресленнями, де: - на Фіг.1,2 показано подовжній розріз опорного підшипника ковзання; - на Фіг.3,4 представлений перетин підшипника по А-А. Опорний підшипник ковзання містить корпус 1, самовстановлювальні подушки 2, зафіксовані від окружного проворота штифтами 3, які із гарантованим зазором S проходять через наскрізні циліндричні отвори 4, виконані в тілі подушок 2. При цьому осі отворів 4 паралельні зовнішнім і робочим поверхням подушок 2. Своїми зовнішніми поверхнями 5 подушки 2 контактують з опорною поверхнею 6 корпусу 1, а робочими поверхнями 7 - із валом 8. Опорний підшипник ковзання працює слідуючим способом. При обертанні вала 8, під дією сили тертя між робочими поверхнями 7 подушок 2 і валом 8, подушки 2 зміщуються в напрямку обертання. При наскрізних отворах 4 у вигляді концентричної циліндричної розточки величина зміщення подушок 2 залежить від діаметрів штифтів 3 і наскрізних отворів 4, тобто від гарантованого зазору S між ними, а також від різниці між 1 1 (відстань від осі наскрізних отворів 4 до зовнішньої поверхні подушок 2) і 12 (відстань від осі штифтів 3 до опорної поверхні 6 корпусу 1). При цьому штифти 3 своїми боковими поверхнями починають контактувати з внутрішніми поверхнями наскрізних отворів 4 подушок 2. Завдяки тому, що відстань від осі штифтів 3 до опорної поверхні 6 корпусу 1 менша, ніж відстань від осі наскрізних отворів 4 до зовнішніх поверхонь 5 подушок 2, лінія контакту розташовується на верхньому напіврадіусі бокової поверхні наскрізного отвору 4. При дотриманні умов: 11 - 12 ³ δ рад.; R - r > 11 - 12 виникає сила F, яка прагне підняти передню частину подушок 2. Таким чином, подушки 2 установлюються за відомо під кутом до поверхні обертового вала 8. Завдяки цьому, створюються сприятливі умови для утворення гідродинамічного шару мастильної рідини між подушками 2 і валом 8, підвищується центруюча, а, отже, і несуча спроможність опорного підшипника ковзання в цілому. При обертанні вал під дією статичного навантаження (вага вала) і динамічної сили від його неврівноваженості займає ексцентричне положення відносно осі підшипника. При цьому вал установлюється з мінімальним зазором, рівним товщині мастильного шару (звичайно, 15-30мкм), відносно найбільш навантажених подушок. Одночасно, зазор між валом і протилежними (ненавантаженими) подушками збільшується і вони починають наближатися до вала. Однак, якщо: 11 - 12 < δ рад., то подушка «зависне» на шти фті, а якщо: R - r = 11 - 12 , то штифт буде знаходитися в самому верхньому з отворів у тілі подушки і не дозволить подушці провернутися. При R - r < 11 - 12 подушк у неможливо установити, оскільки штифт упирається в тіло подушки. Отже, у порівнянні з прототипом, ознаки, викладені у відмінній частині формули винаходу, є необхідними і достатніми для вирішення поставленої технічної задачі і відповідають критерію винахідницького рівня. Джерела інформації: 1. В. А. Максимов, Г. С Баткис. Трибологія підшипників і ущільнень рідинного тертя високошвидкісних турбомашин. Казань: Фэн, 1998. 2. Опорні і упорні підшипники ковзання з самовстановлювальними подушками і опорно-упорні підшипники з конічними самовстановлювальними подушками для високошвидкісних відцентрових компресорів/ Г. С Баткис, В. К. Хайсанов, В. А. Максимов// Споживачі-виробники компресорів і компресорного устаткування 2001р.