Сферичний підшипник ковзання і спосіб виготовлення сферичного підшипника ковзання

1. Сферичний підшипник ковзання, який складається з несучих елементів підшипника, а саме з металевого корпуса, виконаного в цілому у вигляді втулки, і внутрішнього кільця зі сферичною поверхнею, а також вкладиша, який відрізняється тим, що вкладиш складається із шару антифрикційного матеріалу, розміщеного на сталевій підкладці, і зафіксований на несучому елементі за допомогою електрозаклепок. 2. Сферичний підшипник ковзання за п. 1, який відрізняє ться тим, що висота електрозаклепок дорівнює товщині матеріалу несучого елемента в місці установки електрозаклепки. 3. Сферичний підшипник ковзання за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що на сферичній поверхні внутрішнього кільця перпендикулярно торцю виконані дві симетричні лиски з округленими краями. 4. Сферичний підшипник ковзання за п. 3, який відрізняє ться тим, що на внутрішній поверхні несучого елемента підшипника зафіксований принаймні один вкладиш у вигляді втулки з двома бічними торцями. 5. Сферичний підшипник ковзання за п. 4, який відрізняє ться тим, що втулка утворена принаймні двома піввтулками. 6. Сферичний підшипник ковзання за п. 5, який відрізняє ться тим, що вкладиш приварений до несучого елемента підшипника. 2 (19) 1 3 83486 4 15. Спосіб виготовлення сферичного підшипника якому розміщають вкладиш, є внутрішнє кільце зі ковзання за будь-яким з пп. 11-14, який відрізнясферичною поверхнею. ється тим, що несучим елементом підшипника, на 18. Спосіб виготовлення сферичного підшипника якому розміщають вкладиш, є металевий корпус. ковзання за п. 17, який відрізняється тим, що на 16. Спосіб виготовлення сферичного підшипника внутрішній поверхні металевого корпуса підшипниковзання за п. 15, який відрізняється тим, що на ка принаймні з боку одного з торців виконують два внутрішній поверхні вкладиша принаймні з боку пази, розташовані симетрично відносно подовжодного з бічних торців виконують два симетричних ньої осі корпуса. пази. 19. Спосіб виготовлення сферичного підшипника 17. Спосіб виготовлення сферичного підшипника ковзання за будь-яким з пп. 11-18, який відрізняковзання за будь-яким з пп. 11-14, який відрізняється тим, що сталеву підкладку вкладиша привається тим, що несучим елементом підшипника, на рюють до несучого елемента. Винахід відноситься до металургії, гірничодобувної промисловості, машинобудування та до інших галузей промисловості і стосується підшипників ковзання. Більш докладно винахід відноситься до конструкцій сферичних підшипників ковзання, що застосовуються в металургії, гірничодобувній промисловості і машинобудуванні в елементах вузлів тертя різних машин, механізмів і обладнання. Нормальна експлуатація сферичних підшипників ковзання у важко навантажених вузлах тертя-ковзання і при високих швидкостях ковзання можлива тільки у випадку хорошого відводу тепла з зони тертя. Аналіз науково-технічної інформації показав, що, незважаючи на наявні конструкції сферичних підшипників ковзання, відсутні конструкції цих підшипників, які здатні забезпечити хороший відвід тепла з зони тертя та придатні до роботи в особливо тяжких умовах. У [патенті Великобританії №1404048] описаний сферичний підшипник ковзання, що складається з несучих елементів підшипника, а саме з металевого корпуса, виконаного в цілому у вигляді втулки, і вн утрішнього кільця зі сферичною поверхнею, а також вкладиша. Вкладиш сферичного підшипника ковзання може бути виконаний з металу або кераміки з нанесенням на нього спеціальної речовини, що запобігає адгезії робочих поверхонь сферичного підшипника ковзання. Внутрішнє кільце зі сферичною поверхнею виконано із суміші акрилової композиції і твердої мастильної речовини. Недоліком описаної конструкції сферичного підшипника ковзання є незадовільна здатність до відводу тепла з зони тертя і низька міцність внутрішнього кільця зі сферичною поверхнею, виконаного із суміші акрилової композиції і твердої мастильної речовини, що зумовлює низьку стійкість сферичного підшипника ковзання. При низькому відводі тепла температура в зоні тертя досягає значення 900°С, а при такій температурі всі антифрикційні матеріали працюють незадовільно. У [патенті Канади №2214939] описаний складений сферичний підшипник ковзання, що складається з несучого елемента, а саме з корпуса з осьовим отвором, внутрішня поверхня якого виконана сферичною. Також складений сферичний підшипник ковзання містить кільцеподібну муфту, встановлену в корпус, зовнішня поверхня якої виконана сферичною і цілком відповідає внутрішній поверхні корпуса; сферичний підшипниковий елемент, встановлений у кільцеподібну муфту, зовнішня поверхня якого виконана сферичною, а внутрішня поверхня виконана циліндричною. Сферичний підшипниковий елемент може бути виконаний з металу чи зі скловолокна. У сферичному підшипниковому елементі встановлений підшипник ковзання, корпус якого виконаний в цілому у вигляді втулки. Недоліком описаної конструкції складеного сферичного підшипника ковзання є висока складність його виготовлення, його висока вартість, а також незадовільна здатність до відводу тепла з зони тертя, що зумовлює високу температуру в зоні тертя, що у свою чергу з умовлює низьку стійкість складеного сферичного підшипника ковзання. Найбільш близький аналог винаходу, що заявляється, відомий з [патенту США №6.72976], y якому описаний сферичний підшипник ковзання, що складається з несучих елементів, а саме з металевого корпуса, виконаного у вигляді втулки, і внутрішнього кільця зі сферичною поверхнею, а також вкладиша. Вкладиш сферичного підшипника ковзання розташований між несучими елементами. Вкладиш є самозмащувальним і виконаний з композиційного матеріалу з наповнювачем. На поверхні самозмащувального вкладиша, а також на частині несучих елементів, виконаний паз. Також сферичний підшипник ковзання містить отвір для подачі мастила в зазначений паз. Недоліком описаної конструкції сферичного підшипника ковзання є незадовільний відвід тепла з зони тертя, що зумовлює високу температура в зоні тертя, що у свою чергу з умовлює низьку стійкість сферичного підшипника ковзання зазначеної конструкції. В основу винаходу поставлена задача створити таку конструкцію сферичного підшипника ковзання, яка буде забезпечувати хороший відвід тепла з зони тертя і мати високу стійкість. Іншою задачею винаходу є створення способу виготовлення сферичного підшипника ковзання з вищезгаданими характеристиками. 5 83486 6 Поставлена задача вирішується тим, що сфеповерхні вкладиша, що являє собою шар антиричний підшипник ковзання складається з несучих фрикційного матеріалу, з боку одного з торців моелементів підшипника, а саме з металевого корпужуть бути виконані два симетричних пази. Пази са, виконаного в цілому у вигляді втулки, і внутріможуть мати плоску або скруглену поверхню. Пази шнього кільця зі сферичною поверхнею, а також на внутрішній поверхні вкладиша сферичного підвкладиша. Вкладиш складається із шару антифришипника ковзання виконують методом механічної кційного матеріалу, розміщеного на сталевій підобробки. кладці, і зафіксований на несучому елементі за У несучому елементі сферичного підшипника допомогою електрозаклепок. На сферичній поверковзання свердляться отвори під електрозаклепки. хні внутрішнього кільця перпендикулярно торцю У випадку фіксації вкладиша на несучому елеменвиконані дві симетричні лиски з округленими краяті, яким є корпус, отвори під електрозаклепки свеми. рдляться в корпусі по його зовнішньому діаметру. На несучому елементі сферичного підшипника У випадку фіксації вкладиша на несучому елеменковзання зафіксований принаймні один вкладиш. ті, яким є внутрішнє кільце зі сферичною поверхВкладиш виконаний у вигляді втулки з двома бічнею, отвори під електрозаклепки свердляться у ними торцями. Втулка може бути виконана цільвнутрішньому кільці по його зовнішньому діаметру. ною або може бути утворена принаймні двома Потім під тиском вставляється вкладиш підшипнипіввтулками. ка і фіксується електрозаклепками. Сталеву підВкладиш може бути зафіксований на несучому кладку вкладиша приварюють до несучого елемеелементі, яким є корпус. У цьому випадку на внутнта. рішній поверхні вкладиша принаймні з боку одного Внутрішнє кільце зі сферичною поверхнею фіз бічних торців виконані два симетричних пази. ксується в сферичному підшипнику ковзання шляВкладиш може бути зафіксований на несучому хом установки кільця з боку торця з пазами, які елементі, яким є внутрішнє кільце зі сферичною виконуються або на внутрішній поверхні вкладиповерхнею. У цьому випадку на внутрішній поверша, або на внутрішній поверхні металевого корпухні металевого корпуса підшипника принаймні з са підшипника. При цьому симетричні лиски з скрубоку одного з торців виконані два пази, розташогленими краями, які виконують на сферичній ваних симетрично відносно подовжньої осі корпуповерхні внутрішнього кільця перпендикулярно са. торцю, сполучаються з пазами або на внутрішній Інша поставлена задача вирішується тим, що поверхні вкладиша, або на внутрішній поверхні спосіб виготовлення сферичного підшипника ковметалевого корпуса підшипника. Далі внутрішнє зання включає виготовлення несучих елементів кільце зі сферичною поверхнею розвертається на підшипника, а саме металевого корпуса, який ви90° і фіксується або у вкладиші, або в металевому конують в цілому у вигляді втулки, і внутрішнього корпусі підшипника. кільця зі сферичною поверхнею; виготовлення Електрозаклепки являють собою кільцеві шви, вкладиша шляхом нанесення і фіксації антифриквиконані через отвори, які попередньо просвердційного матеріалу на сталеву підкладку з подальлюють в несучому елементі сферичного підшипнишої порізкою і формуванням отриманої біметалічка ковзання. Для більш ефективного відводу тепла ної заготовки, фіксацію вкладиша на несучому з зони тертя висота електрозаклепок переважно елементі через наскрізні отвори в несучому еледорівнює товщині матеріалу несучого елемента менті електрозаклепками. підшипника в місці установки електрозаклепок, Металевий корпус сферичного підшипника котобто отвори під електрозаклепки цілком заварювзання виконаний у вигляді втулки. Металевий ються металом. Застосування електрозаклепок корпус може виготовлятися методом лиття у форобумовлене тим, що вони є тепловими містками му і подальшим розточенням під потрібний діадля відводу тепла з зони тертя. У процесі активної метр, методом штампування, а також з металоексплуатації температура в зоні тертя досягає прокату шляхом механічної обробки. На значень до 900°С, що викликає необхідність швидвнутрішній поверхні корпуса з боку одного з його ко та ефективно відводити тепло з зони тертя. При торців можуть бути виконані два пази, які розтасполученні поверхонь вкладиша і поверхонь несушовують симетрично відносно подовжньої осі корчих елементів у місці стику звичайно залишається пуса. Пази можуть мати плоску або скруглену позазор з повітряним прошарком, який сильно погірверхню. Пази виконують на внутрішній поверхні шує відвід тепла з зони тертя. Застосування елекметалевого корпуса сферичного підшипника ковтрозаклепок дозволяє швидко знизити температузання методом механічної обробки. ру в зоні тертя, у результаті чого не допускається Внутрішнє кільце зі сферичною поверхнею виперегрів і підвищується довговічність сферичного готовляють методом лиття, або штампування з підшипника ковзання. металопрокату шляхом механічної обробки. СимеРозміри заклепок і їхня кількість залежить від тричні лиски з скругленими краями на сферичній розмірів несучих елементів сферичного підшипниповерхні внутрішнього кільця виконують перпендика ковзання, а також від величин навантажень, що кулярно торцю внутрішнього кільця шляхом мехадіють на нього. Випробування показали, що вже нічної обробки. при використанні трьох електрозаклепок досягаВкладиш виготовляється напресуванням або ється значне поліпшення відводу тепла з зони тенакатуванням шару антифрикційного матеріалу на ртя, що сприяє підвищенню стійкості сферичних сталеву підкладку з послідуючим спіканням, або підшипників ковзання. Наприклад, при розмірі діаметодом лиття. Отримані пластини нарізають і метра корпуса 120мм, кількість заклепок складає формують методом штампування. На внутрішній 10-12 одиниць. При великих діаметрах корпусів 7 83486 8 кількість заклепок може складати до 300-400 одиУ несучому елементі сферичного підшипника ниць. ковзання, яким є металевий корпус 4, свердлять Доцільне виконання відстані між електрозакотвори по зовнішньому діаметрі D1 під електрозалепками в інтервалі від 80 до 200мм. Виконання клепки 6. Потім під тиском вставляється вкладиш 1 відстані між електрозаклепками менш 80мм приу вигляді втулки з двома бічними торцями - радіводить до зниження міцнісних характеристик сфеальна опора. Ставляться електрозаклепки 6 у кіричного підшипника ковзання, а крім того приволькості 4 одиниць, що дозволяє забезпечити ходить до збільшення кількості електрозаклепок, що роший відвід тепла з зони тертя. Потім робить виріб менш те хнологічним. Якщо відстань здійснюється обварення сталевої підкладки вкламіж заклепками складає більш 200мм, відвід тепла диша 1 по торцях 7, тобто по внутрішньому діамез зони тертя сильно погіршується за рахунок утвотрі корпуса D2. Внутрішнє кільце зі сферичною рення областей концентрації високих температур. поверхнею 5 вставляється в металевий корпус 4 із Перелік графічних матеріалів зафіксованим вкладишем 1 з боку торця вкладиша Фіг.1 - поперечний розріз вкладиша сферичноз пазами 8. Симетричні лиски з скругленими краяго підшипника ковзання; ми 9 (Фіг.6), які виконують на сферичній поверхні Фіг.2 - поперечний розріз сферичного підшипвнутрішнього кільця перпендикулярно торцю, маника ковзання з несучим елементом, яким є корють розмір D - 4-5мм, де D - зовнішній діаметр пус; внутрішнього кільця зі сферичною поверхнею 5. Фіг.3, 4 - вид зверху і поперечний розріз сфеПази на внутрішній поверхні вкладиша виконані з ричного підшипника ковзання без установленого скругленою або плоскою поверхнею і мають діавнутрішнього кільця зі сферичною поверхнею; метр D - 4-5мм і ширину В+10-12мм, де D - зовніФіг.5, 6- вид спереду і вид зверху вн утрішнього шній діаметр кільця зі сферичною поверхнею, а В кільця зі сферичною поверхнею; ширина сферичного підшипника ковзання. СиметФіг.7 - поперечний розріз сферичного підшипричні лиски з скругленими краями 9 (Фіг.6) на сфеника ковзання з несучим елементом, яким є внутричній поверхні внутрішнього кільця сполучаються рішнє кільце зі сферичною поверхнею. з пазами 8 на внутрішній поверхні вкладиша 1. На Фіг.1 представлений вкладиш 1 сферичноДалі внутрішнє кільце зі сферичною поверхнею 5 го підшипника ковзання. Зовнішня поверхня 2 розвертається на 90° і фіксується у вкладиші 1. вкладиша 1 сталева, а внутрішня поверхня 3 викоНа Фіг.4 представлені поперечний розріз сфенана з антифрикційного матеріалу. ричного підшипника ковзання без зафіксованого в На Фіг.2 представлений варіант здійснення ньому внутрішнього кільця зі сферичною поверхвинаходу, що містить металевий корпус 4 і внутрінею. Також на Фіг.3 представлений вид зверху шнє кільце зі сферичною поверхнею 5. Металевий сферичного підшипника ковзання без установлекорпус 4 виконаний у вигляді втулки. Додатково ного внутрішнього кільця зі сферичною поверхнею. сферичний підшипник ковзання містить радіальну На Фіг.5,6 представлені вид спереду і вид звеопору у виді вкладиша 1, виконаного у вигляді рху внутрішнього кільця зі сферичною поверхнею. втулки з двома бічними торцями. Зовнішня поверТакож на Фіг.4 показані симетричні лиски з скругхня 2 вкладиша 1 сталева, а внутрішня поверхня 3 леними краями 9, що виконані на сферичній повевиконана з антифрикційного матеріалу. Сталева рхні внутрішнього кільця перпендикулярно торцю. поверхня 2 необхідна для установки електрозакНа Фіг.7 представлений варіант здійснення лепок 6. На Фіг.2 представлений сферичний підвинаходу, що містить металевий корпус 4 і внутрішипник ковзання, що містить зварні шви 7 по торшнє кільце зі сферичною поверхнею 5. Металевий цях і пази 8 на внутрішній поверхні вкладиша. корпус 4 виконаний у вигляді втулки. Додатково Металевий корпус 4 сферичного підшипника сферичний підшипник ковзання містить радіальну ковзання може виготовлятися методом лиття у опору у виді вкладиша 1, який виконано у вигляді форму і подальшого розточення під потрібний діавтулки. Зовнішня поверхня 2 вкладиша 1 сталева, метр, методом штампування, а також може вигоа внутрішня поверхня 3 виконана з антифрикційнотовлятися з металопрокату шляхом механічної го матеріалу. Сталева поверхня 2 вкладиша 1 необробки. обхідна для установки електрозаклепок 6. На Фіг.7 Внутрішнє кільце зі сферичною поверхнею 5 представлений сферичний підшипник ковзання, виготовляють методом лиття, чи штампування з що містить зварні шви 7 по торцях і пази 10 на металопрокату шляхом механічної обробки. Симевнутрішній поверхні металевого корпуса. тричні лиски з скругленими краями 9 (Фіг.6) на Металевий корпус 4 сферичного підшипника сферичній поверхні внутрішнього кільця виконують ковзання може виготовлятися методом лиття у перпендикулярно торцю внутрішнього кільця шляформу і подальшим розточенням під потрібний хом механічної обробки. діаметр, методом штампування, а також може виВкладиш 1 сферичного підшипника ковзання готовлятися з металопрокату шляхом механічної виготовляють напресуванням або накатуванням обробки. На внутрішній поверхні корпуса виконушару антифрикційного матеріалу 3 на сталеву ють два пази 10, розташовані симетрично відноспідкладку 2 з наступним спіканням, або методом но подовжньої осі корпуса. Пази 10 можуть мати лиття. Отримані пластини нарізають і формують плоску або скруглену поверхню. Пази 10 виконуметодом штампування. На внутрішній поверхні ють шляхом механічної обробки внутрішньої повевкладиша, що являє собою шар антифрикційного рхні металевого корпуса 4. матеріалу, виконують два симетричних пази 8, які Внутрішнє кільце зі сферичною поверхнею 5 можуть мати плоску або скруглену поверхню і вивиготовляють методом лиття, чи штампування з конуються методом механічної обробки. металопрокату шляхом механічної обробки. Симе 9 83486 10 тричні лиски з округленими краями 9 (Фіг.6) на ка ковзання з боку торця корпуса 4 з пазами 10. сферичній поверхні внутрішнього кільця 5 виконуСиметричні лиски з скругленими краями 9 (Фіг.6), ють перпендикулярно торцю внутрішнього кільця 5 виконані на сферичній поверхні внутрішнього кільшляхом механічної обробки. ця 5 перпендикулярно торцю, мають розмір D - 4Вкладиш 1 сферичного підшипника ковзання 5мм, де D - зовнішній діаметр внутрішнього кільця виготовляють напресуванням або накатуванням 5. Пази 10 на внутрішній поверхні металевого коршару антифрикційного матеріалу 3 на сталеву пуса 4 виконані плоскими або скругленими і мають підкладку 2 з наступним спіканням, або методом діаметр D - 4-5мм і ширину В+10-12мм, де D - зовлиття. Отримані пластини нарізають і формують нішній діаметр внутрішнього кільця зі сферичною методом штампування. поверхнею 5, а В - ширина сферичного підшипника У несучому елементі сферичного підшипника ковзання. Симетричні лиски з скругленими краями ковзання, яким є внутрішнє кільце зі сферичною 9 на сферичній поверхні внутрішнього кільця споповерхнею 5, свердлять отвори по зовнішньому лучаються з пазами 10 на внутрішній поверхні медіаметрі D під електрозаклепки 6. Потім під тиском талевого корпуса 4. Далі внутрішнє кільце зі сфеу внутрішнє кільце вставляється вкладиш 1 у виричною поверхнею 5 розвертається на 90° і гляді втулки з двома бічними торцями - радіальна фіксується в корпусі 4. опора. Ставляться електрозаклепки 6 у кількості 4 Винахід дозволяє створити конструкцію сфеодиниць, що дозволяє забезпечити хороший відвід ричного підшипника ковзання, що забезпечує хотепла з зони тертя. Потім здійснюється обварення роший відвід тепла з зони тертя і має високу стійсталевої підкладки 2 вкладиша 1 по торцях 7. Внукість. Крім того, винахід дозволяє створити спосіб трішнє кільце зі сферичною поверхнею 5 вставлявиготовлення сферичного підшипника ковзання з ється в металевий корпус 4 сферичного підшипнивищезгаданими характеристиками. 11 Комп’ютерна в ерстка Л.Литв иненко 83486 Підписне 12 Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601