Способ регулирования зазора между валом и втулкой опоры скольжения

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ 1Е СКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s F 16 С 33/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

Г)РИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

|М

"h3 ,о о

О (21) 4478527/27 (22) 24.08.88 (46) 23.01.91. Бюл, ¹ 3 (71) Донецкий политехнический институт (72) В.С.Горелик, А.В.Деркач и И С.Савченко (53) 621.822.5 (088.8) (56) Патент Великобритании ¹ 1540201. кл, F 16 С 17/02, 1979. (54) СПОСОБ PF I УЛИРОВАНИЯ ".;у,(.!PA

MЕЖДУ ВАЛОМ:;1 В г" ЛL;C!I; .,Г1Ог ((СКОЛЬЖБ НИЯ (57) Изобретение относится к м," и - :.. р1снию, а именно к с-особам реf /BLI,.;.(IBHL1: зазора между втулкой и валом в ос Bo". направлении тяжелонагруженнь(х опор скол.

Изобретение огносится к ма(;.ино . >ое— нию, в частности к способам ре у.,,ро(1;.ния зазора в опорах скольжения с большой отНОСИтЕЛЬНОй дЛИНОй тяжЕЛОНаГр КЕ((НЫк машин.

Цель изобретения — повышен. е надежности несущей способности опоры r,утем равномерного распределения компактных давлений по длине втулки за c÷ñò придания образующей внутренней поверхности втулки кривизны, соответствующе.1 кр,1ы эне образующей упругоиэо(нутого валэ.

На фиг. 1 изображена втулка, охгат(:(вающая вал, при угле закручиван(л одно(о торца относительно другого (y), раг ном 0" (показаны прямолинейные образующие внутреннего отверстия втулки); H;l (1г. 2 то же, при угле у, не равном 0 ; Н; ф(1г. 3— распределение контактных давлении по длине опоры скольжения при упругоизогнутом вале и втулке, имеюшей, гол эа: (и(.а

„„. Ж„„1622669 А1 жения с большой относительной длиной.

Целью изобретения является повышение надежности, несущей способности опоры эа счет прид;1ния образую(цей внутренней поверх((ости втулки кривизны, соответствующ .й кривизне образующей упругоиэогнутого вала r> нагруженной зоне. Это достигается закручиванием торцов втулки Во взаимно прîl 11Bопс.f oжных наftðавленияx. Причем тор !(в(,fl>,!:эакр:(ивае ся 01носllrpflB(to

Д;, . У 1, ; af 1 V(O!I O!1! !f. ((1OHB!t :. Il

УГilB(1 (BI I((. BB F! (l i УЛКЕ (у .(э! С> !". з

„*; ..r.1.;I f.,"è на(" а о! 11,, У! i HI " j!V "(((. BII., ;л .,Р О,: .!,!! I " Ii,!! l, ут а п((ьl /6(л le! I! и чагруз,и у 3(лпч

1 г,! . 1 Г(уэ(„,,) 1 ни(, рВ; ь(й 0", на, ((г. вас,ределе(1((е кг((I! )(. н(х даB(лени(1 (,су, (fill!1 . )Ilo(ы скoi женил при у((ругоиэогнутсм вале 2 L; втулке

1. им(-ющей угол закручивания у, oj. !1 котором кривизна oCIOB3v(o(!1(х конта(ирующиx пов(р ностей втулки и вала совпадае.. на иг. 5 рапир делени кон;актных давлений Ilo дл(н". опоры cxoльженил при ynp roL1Bo1(.уТо11 вале и втулке. им о(цей yfo!I закручивания (, при котором кривизна образующей повер.ности втулки больше кривиз н(- образую(цей охвати ваемои поверхности вала.

Cr особ закпючае.. л в придании обра.(у,о(jr.é внутренней поверхности втулки 1 криBL эны сoo1BBTBTBVK:(цей крив(, зне образующеи y0pgr0(13orHytcfo вала? R наруженной зоне путем эа .ручивания rîðцов втулки во взаимно противоположных направ.енилх Нои это 1 ччаст(и B(tyt peHнеи повер ° Hool(1 «тулк(1 и,ремеша тт л, со1622669

2 2

Р (к-тд у) здавая поверхность определенной кривизны, причем торец втулки закручивается относительно другого торца на угол 1, пропорционально углам наклона вала во втулке опоры скольжения, поскольку от величины углов наклона вала во втулке однозначно зависит кривизна образующей поверхности вала в нагруженной зоне, а так как при переменных нагрузках углы наклона вала во втулке изменяются вследствие упругого изгиба вала, то угол закручивания торцов втулки уменьшают при уменьшении нагрузки и увеличивают при ее увеличении, сообразуя таким образом форму поверхности втулки с формой поверхности вала в нагруженной зоне.

Осуществление способа при следующих характеристиках опоры скольжения (в реальных условиях нижеприведенные характеристики соответствуют характеристикам дейдвудных устройств морских судов): радиус

R внутреннего отверстия втулки опоры скольжения 250 мм; длина втулки опоры скольжениями 1500 мм; коэффициент отношения длины втулки к ее диаметру внутреннего отверстия

k = 3; толщина стенки втулки постоянна.

Координаты точек поверхности упругоизогнутого вала во фронтальной плоскости, содержащей продольную ось втулки, рассчитаны по формуле, имеющей вид полинома типа у = А1Вх Сх +Dx +Gx, 1 2 3 4 у — стрела прогиба вала в точке с координа1 той х;

А, В, G, О, С вЂ” коэффициен1ы, учитывающие геометрические размеры вала, характер нагрузки, действующей на вал.

Координаты точек поверхности втулки рассчитаны по формуле

Данные величины стрел прогиба вала получены экспериментально.

При цилиндрическом отверстии во втулке (т.е. y = 0 ) значения зазора Л изменяются в диапазоне 0...9,1 мм, а реальная картина нагружения втулки 1 характеризуется наличием кривизны поверхности вала

2 и прямолинейностью поверхности втулки

1 в осевом направлении, вследствие чего существует два пятна контакта вала 2 с втулкой 1, расположение у ее торцов (фиг. 3).

Таким образом, нагрузка воспринимается участком втулки, находящимся между пятнами контакта; площадь, воспринимающая нагрузку — мала, напряжения сжатия во втулке 1 — велики.

Для снижения пиковых значений контактных давлений и их равномерного распределения производится закручивание одного торца относительно другого на угол у, при котором опорная поверхность втулки

1 приобретает форму, соответствующую форме примыкающей поверхности вала 2. В конкретном примере этот угол равен 15 (фиг. 4). Величина изменения зазора по длине опоры скольжения составляет 0,6 мм, что на порядок меньше, чем при угле у =- 0, Пятна контакта увеличиваются по пло- . щади и сливаются в одно, т.е. нагрузка перераспределяется по всей длине втулки 1, причем, поскольку площадь восприятия нагрузки увеличилась, максимальные значения нагрузки уменьшились, и напряжения сжатия — также, что обеспечивает в опоре скольжения запас несущей способности.

При закручивании торцов втулки 1 на угол 14 30 и 15 30 зазор в осевом направлении в опоре скольжения принимает значения до 1,1 и 0,7 мм соответственно, что несколько больше, чем при у = 15, но существенно меньше, чем при )> -= 0 .

Поскольку в нагрузке присутствует динамическая составляющая, кривизна поверхности вала 2 и угол ""ãî наклона во втулке 1 изменяются в соответствии с изменениями величины динамической составляющей нагрузки.

Таким образом, пятно контакта изменяет форму и расположение вследствие иэмеHpHèÿ величины зазора в различных точках по оси опоры, По кривизне поверхности вала 2 большей. чем кривизна опорной поверхности втулки 1, образуется одно пятно контакта, расположенное как показано на фиг. 5 Ь обоих случаях втулка 1 воспринимает нагрузку частью опорной поверхности, что приводит к увеличению максимального значения контактных давлений на втулку

1, снижая несущую способность опоры скольжения. Дополнительное закручивание торца втулки на угол, пропорциональный изменению угла наклона оси вала из-эа динамической составляющеи нагрузки, приводит к выравниванию величины удельной нагрузки по длине скольжения с изменением ее максимальных значений вследствие соответствия кривизны поверхности вала 2 и кривизны поверхности втулки 1.

При изменении режима работы опоры скольжения вал 2 изменяет свое расположение в опоре, включая угол наклона оси и кривизну поверхности, поэтому при увеличении нагрузки, а следовательно, и кривизны поверхности вала угол закручивания у

1622669 увеличивают, что обеспечивает соответствие кривизны контактирующих поверхностей втулки 1 и вала 2. При уменьшении нагрузки угол закручивания соответственно уменьшают. Закручивание одного торца втулки 1 относительно другого позволяет создавать поверхность с кривизной, соответствующей кривизне поверхности вала 2 в зоне их контакта без деформаций сжатия втулки 1.

Для устранения тангенциальных напряжений, возникающих при закручивании торцов втулки опоры скольжения могут быть выполнены сборными из планок. При этом в крупногабаритных опорах зазоры между планками используются как каналы для подвода охлаждающей и смаэывающей жидкости.

Таким образом, предложенное решение позволит в сравнении с прототипом повысить несущую способность опоры скольжения на 20...307; за счет равномерного распределения нагрузки по длине втулки.

Формула изобретения

1, Способ регулирования зазора между валом и втулкой опоры скольжения, включающий профилирование в осевом направлении внутренней поверхности втулки, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности несущей способности опоры

5 путем равномерного распределения контактных давлений по длине втулки за счет придания образующей внутренней поверхности втулки кривизны, соответствующей кривизне образующей упругоизогнутого ва10 ла, торцы втулки закручивают во взаимно противоположных направлениях.

2, Способ по и. 1, от л ич а ю щи йс я тем, что в процессе придания кривизны образующей внутренней поверхности втулки

15 один иэ ее торцов закручивают относительно другого на угол, пропорциональный углам наклона вала во втулке опоры скольжения.

3. Способ по пп. 1 и 2,отл ича ю щи й20 с я тем, что при уменьшении нагрузки на опору угол закручивания торцов втулки уменьшают.

4, Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что при увеличении нагрузки на

25 опору угол закручивания торцов втулки увеличивают.

1622669

1622669

Составитель А. Карпов

Текред М,Моргентал Корректор Н. Ревская

Редактор Е. Папп

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 102 Тираж Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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