Упругая осевая опора скольжения

 

1. УПРУГАЯ ОСЕВАЯ ОПОРА СКОЛЬЖЕНИЯ, содержащая установленный на упругом элементе подпятник, размещенный в выполненном в виде стакана корпусе, отличающаяся тем. что, с целью улучшения демпфирующей способности и смазки, она снабжена втулкой со скосами на внутренней поверхности , установленной в стакане и опирающейся внутренней поверхностью на упругий элемент, выполненный в виде оболочки, заполненной смазкой и имеющей отверстие для выхода смазки в рабочую зону, в верхней части которой размещен подпятник, со сферической рабочей поверхностью, выполненный из древесины с расположением волокон вдоль оси подшипника и с осевым каналом, совмещенным с отверстием об.олочки. i 2. Опора по п. 1,отличающ а я с я тем, что оболочка выпол (Л нена с боковой поверхностью, образованной вращением кривой Вейбулла. 00 со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А

4(51) F 16C 1 8

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3368511/25-27 (22) 08. 10.81 (46) 15.02.85. Бюл. Р 6 (72) Б.И.Купчинов, Н.В.Немогай, В.Г.Родненков и С.Ф.Ермаков (71) Институт механики металлополимерных систем АН БССР (53) 621.822.5(088.8) (56) 1, Патент CIIIA N- 3298756, кл. 308 †1, .1964.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 94460, кл. F 16 С 17/08, 1952 (прототип). (54) (57) 1. УПРУГАЯ ОСЕВАЯ ОПОРА

СКОЛЬЖЕНИЯ, содержащая установленный на упругом элементе подпятник, размещенный в выполненном в виде стакана корпусе, отличающаяся тем, что, с целью улучшения демпфирующей способности и смазки, она снабжена втулкой со скосами на внутренней поверхности, установленной в стакане и опирающейся внутренней поверхностью на упругий элемент, выполненный в виде оболочки, заполненной смазкой и имеющей отверстие для выхода смазки в рабочую зону, в верхней части которой размещен подпятник. со сферической рабочей поверхностью, выполнеяный из древесины с расположением волокон вдоль оси подшипника и с осевым каналом, совмещенным с отверстием оболочки.

2. Опора по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что оболочка выполнена с боковой поверхностью, образованной вращением кривой Вейбулла.

1139910

Изобретение относится к области осевых опор скольжения, используемых в специальном и общем машиностроении.

Известна осевая опора скольжения, содержащая вал и эластичный подпят- 5 ник, установленный в неподвижном стакане с помощью втулки. Подпятник представляет собой полимерную диафрагму, контактирующую с валом посредством выполненных на последнем 10 канавок с криволинейными торцами11).

Недостатками данного устройства являются низкая демпфирующая способность, особенно при значительных статических и динамических нагрузках, 15 приводящая к быстрому износу трущихся поверхностей и снижению надежности и долговечности конструкции, значительная амплитуда колебаний и рост дисбаланса вала в процессе эксплуата- 20 ции, сложное конструктивное исполнение, трудоемкость в изготовлении, сборке и эксплуатации узла, а также невозможность рационального исполь:зования консистентных смазок и древесных самосмазывающихся материалов.

Известна также осевая опора скольжения, содержащая эластичный подпятник, установленный в неподвижном ста кане 123.

Однако в этой опоре не предусмотрена возможность саморегулирования демпфирующей способности, Целью изобретения является улучшение демпфирующей способности опоры„ 35 а также улучшение смазки.

Поставленная цель достигается тем, что упругая осевая опора скольжения, содержащая установленный на упругом элементе подпятник, размещенный в

40 выполненном в виде стакана корпусе, снабжена втулкой со скосами на внутренней поверхности, установленной в стакане и опирающейся внутренней псверхностью на упругий элемент, выпол45 ненный в виде оболочки, заполненной смазкой и имеющей отверстие для вы l хода смазки в рабочую зону, в верхней части которой размещен подпятник со сферической рабочей поверхностью, 50 выполненный из древесины с расположением волокон вдоль оси подшипника и с осевым каналом, совмещенным с отверстием оболочки.

При этом оболочка выполнена с боковой поверхностью, образованной вра-55 щением кривой Вейбулла.

На фиг. 1 изображена осевая опора ,скольжения; на фиг. 2 — вариант ис! полнения оболочки; на фиг. 3 — ооразующая юбки, описываемая зависимостью

Вейбулла.

Осевая опора скольжения (фиг. 1) состоит из вала 1, цилиндрического стакана 2, в которою с возможностью осевого перемещения расположена втулка 3. Втулка 3 имеет скошенную конусообразную поверхность 4 с увеличивающимся ко дну стакана диаметром, по которой она контактирует с упругим элементом 5. Своей торцовой поверхностью втулка взаимодействует с буртиком 6, выполненным на валу 1. упругий элемент 5 выполнен в виде оболочки, в верхней части которой размещен подпятник ? со сферической рабочей поверхностью. Оболочка имеет юбку 8, наибольший наружный диаметр В которой на 10-20Х больше внутреннего диаметра d втулки. Верхняя часть упругого элемента имеет диаметр, равный внутреннему диаметру d цилиндрической части втулки. Внутренняя полость оболочки заполнена смазочным составом 9 и соединена с .зоной контакта вала и оболочки каналом 10, выполненным в подпятнике 7.

Подпятник выполнен из пористого антифрикционного материала на основе уплотненной самосмазывающейся древесины. На основании расчетных и экспериментальных данных опора имеет улучшенные амортизирующие свойства и повышенную долговечность, когда поверхность юбки образована вращением кривой, выполненной по закону

Вейбулла, т.е. образующая (профиль) юбки представляет собой кривую, характеризующую зависимость вида х

Ф о

Y= — х е 0 где х и у — координаты кривой профиля;

t — положительный параметр

0 зависимости, принимаемый равным половине высоты юбки;

m — положительный параметр, уменьшенный на единицу, обратно пропорционален величине угла контакта оболочки с втулкой m-1=1//3, где угол контакта.

При этом оптимальные значения и m находятся в следующих предео лах: 1< 63; 1(шЫ. Оболочка 5 фиксируется в узле при помощи полусфериз 11399 ческого выступа 11, выполненного на нижней части юбки и соответствующей выемки в дне стакана 2, что обеспе-. чивает самоустановку оболочки. Состав ные детали осевой опоры скольжения изготовляются из полимерных материалов. Оболочка может быть изготовле— на цельной (фиг. 1) или разъемной (фиг. 2) .

Для эффективной эксплуатации осевой опоры наиболее целесообразно применение в качестве подпятника антифрикционной древесины, наполнителем для которой является смесь парафинов, содержащих 18-30 атомов углерода, и солей. поливалентных металлов карбоновык кислот с длиной цепи 1416 углеродных атомов, взятых в соотношении 1: 1. Смесь необходимо вво— дить в древесину с торца при температуре на 20-30 С выше температуры плавления солей поливалентных металлов карбоновых кислот под давлением

15-20 МПа. Оболочку с вмонтированным в нее подпятником наиболее предпочтительно получать методом облицовки его термопластичным полимером в пресс-форме.

Предлагаемая конструкция улучшает контакт сопрягаемых поверхностей .и обеспечивает амортизацию динамических и знакопеременных нагрузок. Наличие на валу буртика, взаимодействующего с втулкой, снижает контактные напряжения и способствует перераспределению давлений в опоре. Выполнение верхней части оболочки диаметром, равным диаметру втулки, позволяет создать постоянно заполненную смазкой. замкнутую (герметичную) полость (зону трения). Соединение ка40 налом зоны контакта вала и оболочки с полостью последней, заполненной смазочным составом, обеспечивает не только подпитку поверхностей трения, но и улучшенное демпфирование дина45 мических нагрузок. Смазочный состав в данном .случае играет роль демпфера.

Выполнение подпятника из антифрикционной самосмазывающейся древесины

10 улучшает характеристики трения, повышает срок службы поверхностей, снижает износ, а также способствует улучшенной подаче смазки к зоне трения через канал за счет сорбционной способности древесины.

Выполнение юбки в виде тела, поверхность которого образована вращением кривой Вейбулла (фиг. 3), позволяет изготовлять подпятник как оболочку с нелинейным амортизатором (демпфером) и ограничителем прогиба.

Нелинейная характеристика оболочки может быть подобрана таким образом, что амплитуда колебаний и дисбаланс вала не превосходят допустимых значений во время эксплуатации в условиях динамического и знакопеременного нагружения. Такое, исполнение позволяет обеспечить при заданной податливости минимальные габариты оболочки.

При работе в отрегулированной опоре вал 1 под действием осевой нагрузки опирается на подпятник 7, расположенный в верхней части упругого элемента 5, упруго деформируя юбку 8. Одновременно вал своим буртиком 6 взаимодействует с втулкой 3, которая своей конусообразной поверхностью 4 воздействует на юбку 8 оболочки, уменьшая кривизку ее стенок, сдеформированных от воздействия вала на подпятник 7.

При этом отжимается вал и уменьшается нагрузка от буртика 6 на втулку .3, которая, таким образом, автоматически регулируется. Поэтому при воздействии на вал осевых динамических и знакопеременных нагрузок происходит автоматическое перераспределение нагрузок и компенсация износа между сои прягаемыми поверхностями вала, подпятника и втулки. Зона трения между валом и подпятником наполняется смазкой, поступающей из внутренней полости юбки через канал 10.

Таким образом, осевая опора скольжения обладает ловьппенной надежностью и долговечностью, а также улучшенной демпфирующей способностью.. 1-1 399 10

Составитель Б.Моисеева

Редактор А.Гулько ТехредуJI.Мартяшова Корректор E.Ñèðîõìàí

Заказ 247/27, Тираж 812 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4