Подшипниковый узел скольжения

 

Использование: опоры скольжения тяжелонагруженных валов. Сущность изобретения: цилиндрическое отверстие в корпусе подшипника выполнено с обеих сторон с коническими расточками. Образующие противоположных конических расточек расположены параллельно. Расстояние между образующими равно диаметру вала, размещенного в цилиндрическом отверстии с зазором д. Зазор выбирается из соотношения д L-tg а , где L - длина цилиндрической части корпуса подшипника, а - угол при вершине образующих конических расточек относительно продольной оси узла. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (! 9) () 1) (s1)s F 16 С 17/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4708271/27 (22) 22.06.89 (46) 15.05.92, Бюл. М 18 (71) Свердловский горный институт им. В,В.

Вахрушева (72) Ю.А. Муйземнек (53) 621.822.5 (088.8) (56) Заявка Великобритании

М 1380947, кл. F 16 С 17/02, 1982. (54) ПОДШИПНИКОВЫЙ УЗЕЛ СКОЛЬЖЕНИЯ (57) Использование: опоры скольжения тяжелонагруженных валов. Сущность изобретения: цилиндрическое отверстие в корпусе

Изобретение относится к подшипникам скольжения, широко применяемым в различных отраслях машиностроения, в частности к подшипникам скольжения тяжелонагруженных валов, не требующих особо высокой точности сохранения положения оси вала.

Известен подшипник скольжения, имеющий цилиндрическую расточку, к которой с обеих сторон примыкают конические расточки (фаски). B цилиндрической расточке размещается цилиндрическая цапфа вала.

Конические расточки при этом не несут особой функциональной нагрузки, обеспечивая лишь размещение галтели цапфы, облегчая сборку, предотвращая образование заусенцев и т. и.

Наиболее близким к предлагаемому является подшипниковый узел скольжения, содержащий вал, концентрично размещенный с зазором в цилиндрическом отверстии подшипника выполнено с обеих сторон с коническими расточками. Образующие противоположных конических расточек расположены параллельно. Расстояние между образующими равно диаметру вала, размещенного в цилиндрическом отверстии с зазором д. Зазор выбирается из соотношения д = L tg а, где L — длина цилиндрической части корпуса подшипника, а — угол при вершине образующих конических расточек относительно продольной оси узла.

5 ил. корпуса подшипника, с обеих сторон которого выполнены конические расточки.

Недостатком данных устройств является низкая несущая способность под-. шипникового узла при эксцентричном нагружении.

При определенных геометрических размерах и кинематической скорости вращения цапфы между рабочими поверхностями под- 4 шипника и цапфы может возникать гидроди- -Ь намический слой масла, который имеет ЬЭ определенную радиальную грузоподъемность. На фиг. 1 показана схема такого подшипника и эпюра удельных давлений в масляной пленке при обычном нагружении (кривая 1), Грузоподъемность такого подшипника во многом зависит от чистоты рабочих поверхностей и определяется минимальной толщиной масляного слоя, при котором не происходит его разрыв, Эпюра удельных давлений масляного слоя в поперечных сечениях по длине подшипника

1733742 переменна; к торцам вследствие торцового истечения масла давление оказывается минимальным, а в средней части достигает своего максимального значения. При эксцентричном нагружении подшипника, т. е. когда равнодействующая нагрузка смещается относительно средней поперечной плоскости его, эпюра удельных давлений видоизменяется — зона максимальных давлений в масляном слое смещается в сторону нагрузки и уменьшается, а давление у торцов сохраняется минимальным (кривая 2). В результате общая грузоподъемность подшипника падает и это уменьшение грузоподъемности существенно, При некотором эксцентриситете нагрузки (е > 1/61) подшипник скольжения начинает работать с перекосом, т. е. как бы возникают две зоны нагружения, а с торцов подшипника возникают условия для кромочного контакта и разрушения целостности масляного слоя. Соотношение между нагрузкой Р и реакцией подшипника в крайних зонах Р1 и Рг выражается следующими равенствами (фиг. 2)

P=P1 — Рг

Ре = Р1И Рг1г (1) где )1 и 1г — плечи равнодействующих эпюр масляного слоя в левой и правой частях подшипника.

Из зависимости (1) следует положение о весьма существенном возможном снижении несущей способности подшипника при эксцентричном нагружении, так как радиальная нагрузка на левую часть подшипника

Р1 оказывается больше общей нагрузки P u правомерна зависимость

Р»> Р

Вышесказанное особо сильно проявляется при установке в подшипнике консольно нагруженного вала, как это имеет место в конусной дробилке (см. фиг. 2).

Цель изобретения — повышение несущей способности подшипникового узла скольжения при эксцентричном нагружении.

Поставленная цель достигается тем, что в подшипниковом узле скольжения, содержащем вал, концентрично размещенный с зазором в цилиндрическом отверстии корпуса подшипника, с обеих сторон которого выполнены конические расточки, противоположные образующие разноименных конических расточек, расположенных параллельно, расстояние между ними равно диаметру вала, а зазор д выбирается из соотношения д = L.rg а, где L — длина цилиндрической части корпуса подшипника; а

55 — угол наклона образующих конических расточек к продольной оси узла.

Такое выполнение подшипникового узла скольжения, при котором противоположные образующие разноименных конических расточек расположены параллельно, расстояние между ними равно диаметру вала, а зазор д выбирается из соотношения д = L щ а, где L — длина цилиндрической части корпуса подшипника, а— угол наклона образующих конических расточек к продольной оси вала обеспечивает образование фактических двух подшипников, в каждом из которых сохраняется линейный контакт с цапфой вала, При этом достигаются более благоприятные условия образования масляного слоя, исключается вероятность разрушения целостности масляного слоя и, в конечном счете, обеспечивается повышение несущей способности подшипника скольжения при эксцентричном нагружении.

На фиг. 3 приведен общий вид подшипникового узла скольжения; на фиг. 4 — эпюры удельных давлений и геометрическая схема подшипникового узла; на фиг, 5— пример конструктивного решения подшипникового узла скольжения, Подшипниковый узел скольжения содержит вал, концентрично размещенный с зазором в цилиндрическом отверстии 1 корпуса подшипника, с обеих сторон которого выполнены конические расточки 2, причем противоположные образующие А и Б разноименных конических расточек расположены параллельно, расстояние В между ними равно диаметру вала, а зазор д выбирается из соотношения д = L tg а, где L — длина цилиндрической части корпуса подшипника, а— угол наклона образующих конических расточек к продольной оси узла.

Подшипниковый узел скольжения работает следующим образом.

При центральном приложении нагрузки и при незначительном смещении ее от центрального положения цапфы вала 1 опирается на центральную цилиндрическую расточку и условия работы подшипника не отличаются от обычных, Подобное положение имеет место, например, в конусной дробилке в нормальном режиме эксплуатации, при котором взаимное расположение камеры дробилки и консольной опоры соответствуют нормальному режиму нагружения.

При приложении эксцентричной нагрузки (например, в процессе начала или окончания дробления или при прохождении недробимого тела) вал перекашивается в подшипнике 3 и начинает опираться на обе

1733742 конические расточки 2, При этом благодаря тому что противоположные образующие А и

Б разноименных конических расточек расположены параллельно на расстоянии одна от другой, равном диаметру d цапфы 5 вала, а зазор д выбирается из соотношения д = L tg Q, где L — длина цилиндрической части корпуса подшипника, а — угол наклона образующих конических расточек к продольной оси узла, обеспечивается 10 равномерный (теоретически линейный) контакт между расточками 2 и цапфой ва-. ла. Поэтому существенно возрастает несущая способность подшипникового узла и увеличивается его надежность. 15

Так, например, подшипник диаметром

500 мм и длиной 1100 мм при эксцентриситете нагрузки 250 мм при обычной конструкции (цилиндрические расточки с фасками 2к х45 ) способен при и = 475 об/мин длительно 20 выдержать нагрузку не более 500 кН. При выполнении подшипника с цилиндрической расточкой длиной 750 мм и с двумя коническими расточками длиной по 175,0 мм, выполненными с углом а = 11 (см. фиг. 3), и 25 при диаметре цапфы вала 500 мм (в этих условиях обеспечивается линейный контакт между цапфой и коническими расточками) подшипник способен длительно выдержать эксцентрическую нагрузку 750 кН.

Таким образом, изобретение позволяет исключить контактные нагрузки в подшипниковом узле скольжения и повысить несущую способность его при эксцентричном нагружении на 50 — 60%, Формула изобретения

Подшипниковый узел скольжения, содержащий вал, концентрично размещенный с зазором в цилиндрическом отверстии корпуса подшипника, с обеих сторон которого выполнены конические расточки, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения несущей способности подшипникового узла при эксцентричном нагружении, и ротивоположные образующие разноименных конических расточек расположены параллельно, расстояние между ними равно диаметру вала, а зазор д выбирается из соотношения д = L tg а, где L — длина цилиндрической части корпуса подшипника, а — угол наклона образующих конических расточек к продольной оси узла.

1733742

1733742

Составитель Ю. Муйземнек

Техред М.Моргентал Корректор И. Муска

Редактор А. Долинич

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

Заказ 1653 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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