Подшипник комбинированный

Изобретение относится к машиностроению, конкретно к опорам для валов и осей. Подшипник комбинированный для работы в режимах трения качения и трения сухого и полусухого скольжения содержит наружное кольцо с дорожкой трения, по которой перемещаются равномерно расположенные по окружности шарики, установленные в сепараторе, и внутреннее кольцо с дорожкой. Внутреннее кольцо снабжено, по меньшей мере, с одной стороны фланцем, на наружной торцевой стороне которого, а также на внутренней рабочей поверхности внутреннего кольца закреплено антифрикционное самосмазывающееся покрытие, реализующее при трении с контртелом эффект избирательного переноса (эффект безызносности). Антифрикционное самосмазывающееся покрытие выполнено в виде композиции, в качестве армирующего элемента в которой использована техническая ткань, содержащая волокна, например, тефлона и аримида, и пропитанная связующим ГИПК-114 и приработочным слоем СУРМ-1, реализующим при трении с контртелом пары, например, осью или валом, эффект избирательного переноса (эффект безызносности). Технический результат: создание комбинированного подшипника с повышенным ресурсом, работающим при низких скоростях и повышенных нагрузках в условиях абразивного износа. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, конкретно к опорам для валов и осей.

Известна комбинированная опора, содержащая корпус и размещенный в нем подшипник скольжения и концентрично расположенный в последнем подшипник качения. Конструкция опоры позволяет выполнить разделение скоростей (нагрузок) между подшипниками (Патент Франции N 2182551, МПК F16C 32/00, публикация 1973 г.).

Однако данное устройство имеет недостатки: при отсутствии давления питания происходит ухудшение динамических характеристик опоры, так как не будет центрирования вала в радиальном зазоре ГСП; возможен износ рабочих поверхностей и, кроме того, предлагается зависимость режимов работы опоры от внешнего источника питания.

Для работы в широком диапазоне нагрузок и скоростей известна комбинированная опора, состоящая из подшипника качения, подшипника скольжения и переключающего механизма (а.с. СССР №1379509, МПК F16C 21/00, публикация 1987 г.).

Эти опоры не нашли широкого распространения из-за повышенной габаритности, конструктивной сложности и, как следствие, недостаточной технологичности и надежности.

Известна комбинированная опора, содержащая подшипник качения с внутренним и наружным кольцами, телами качения и сепаратором, а также подшипник скольжения по внутренней поверхности наружного кольца подшипника качения, и подшипник скольжения по наружной поверхности внутреннего подшипника качения. Сепаратор выполнен в виде соединенных распорками двух боковых шайб, а подшипники скольжения в виде сегментных самоустанавливающихся вкладышей, размещенных на распорках сепаратора с возможностью взаимодействия каждого вкладыша с соответствующей поверхностью кольца подшипника качения и со смежными телами качения (патент РФ №2079015, МПК F16C 21/00, публикация 1997 г.).

К недостаткам известной опоры относится ее конструктивная сложность и недостаточная надежность.

Известен подшипниковый узел сателлита, содержащий свободно установленный в сателлите и закрепленный в щеках опоры валик, при этом узел снабжен плавающей втулкой, размещенной на валике между щеками водила и установленными в его щеках между валиком и сателлитом торцовыми вкладышами с криволинейной вогнутой поверхностью, покрытой антифрикционным слоем и контактирующей с ответной внутренней поверхностью сателлита (а.с. СССР №1090941, МПК F16C 17/00, публикация 1984 г.).

В данном подшипниковом узле реализуется два вида трения - при пуске, останове и аварийных режимах работают два подшипника скольжения в виде торцевых вкладышей, рабочая поверхность которых покрыта антифрикционным слоем, а в рабочем режиме при подаче рабочей жидкости в зазоре между плавающей втулкой и осью сателлита включается в работу гидродинамический вид трения.

Такие подшипники комбинированного трения работоспособны при высоких скоростях и незначительных нагрузках, создающих режим гидродинамического трения при отключенных от работы подшипников качения или скольжения.

При этом режим гидродинамического трения в известных устройствах является основным при эксплуатации подшипника комбинированного трения, а режим трения качения или скольжения используется в основном при пуске, остановке или аварийной ситуации - например, не подается рабочая жидкость.

Такие подшипники не могут эксплуатироваться в опорах, где отсутствует условие образования гидродинамического режима, например при низких скоростях и значительных нагрузках. Такой подшипник работает только как обычный подшипник качения. При этом сильно снижается его ресурс, и при таких режимах он неработоспособен.

Технической задачей создания заявляемой конструкции является создание комбинированного подшипника с повышенным ресурсом, работающим при низких скоростях и повышенных нагрузках в условиях абразивного износа, например, в опорных узлах роликов конвейеров, колес напольных тележек различного назначения, подвесных конвейеров и т.п.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.

Подшипник комбинированный для работы в режимах трения качения и трения сухого и полусухого скольжения содержит наружное кольцо с дорожкой трения, по которой перемещаются равномерно расположенные по окружности шарики, установленные в сепараторе, и внутреннее кольцо с дорожкой. Внутреннее кольцо снабжено, по меньшей мере, с одной стороны фланцем, на наружной торцевой стороне которого, а также на внутренней рабочей поверхности внутреннего кольца закреплено антифрикционное самосмазывающееся покрытие, реализующее при трении с контртелом эффект избирательного переноса (эффект безызносности).

Антифрикционное самосмазывающееся покрытие выполнено в виде композиции, в качестве армирующего элемента в которой использована техническая ткань, содержащая волокна, например, тефлона и аримида и пропитанная связующим ГИПК-114 и приработочным слоем СУРМ-1, реализующим при трении с контртелом пары, например, осью или валом, эффект избирательного переноса (эффект безызносности).

На чертеже представлен комбинированный подшипник.

Комбинированный подшипник содержит наружное кольцо 1, элементы трения качения - шарики 2, размещенные равномерно по окружности в сепараторе 3, внутреннее кольцо 4 с фланцем 5.

На поверхности фланца 5 закреплено покрытие 6 для восприятия осевых нагрузок, а на внутренней поверхности кольца 4 закреплено покрытие 7 - для восприятия радиальных нагрузок.

Комбинированный подшипник работает следующим образом.

Первоначально, пока коэффициент трения качения в парах «наружное кольцо 1 - элементы трения качения 2 (шарики)», «внутреннее кольцо 4 - сепаратор 3» меньше, чем коэффициент трения скольжения в парах трения скольжения «покрытие фланца и кольца с контртелами», комбинированный подшипник будет работать в режиме трения качения.

После того как в результате эксплуатации или после выработки ресурса коэффициент трения качения станет больше коэффициента трения скольжения, в работу включается пара трения скольжения «внутреннее кольцо - контртело».

Следует отметить, что при переходном режиме подшипник комбинированный периодически будет работать как в режиме трения качения, так и в режиме трения скольжения, осуществляя при этом для пары трения скольжения приработочный режим, что положительно скажется при окончательном отклонении режима трения качения и включении на постоянную работу пары трения скольжения.

Предлагаемое конструктивное решение комбинированного подшипника обеспечит надежную с увеличенным ресурсом работу опорного узла, где он будет установлен.

Положительным является и то, что внутреннее кольцо 4 зафиксировано относительно наружного кольца 1 посредством зацепления с ним через шарики 2 и наоборот.

Изобретение может быть использовано в различных опорных узлах с низкими скоростями вращения до 1 м/сек и высокими нагрузками до 5000 кг/см².

1. Подшипник комбинированный для работы в режимах трения качения и трения сухого и полусухого скольжения, содержащий наружное кольцо с дорожкой трения, по которой перемещаются равномерно расположенные по окружности шарики, установленные в сепараторе, и внутреннее кольцо с дорожкой, отличающийся тем, что внутреннее кольцо снабжено, по меньшей мере, с одной стороны фланцем, на наружной торцевой стороне которого, а также на внутренней рабочей поверхности внутреннего кольца закреплено антифрикционное самосмазывающееся покрытие, реализующее при трении с контртелом эффект избирательного переноса (эффект безызносности).

2. Подшипник по п.1, отличающийся тем, что антифрикционное самосмазывающееся покрытие выполнено в виде композиции, в качестве армирующего элемента в которой использована техническая ткань, содержащая волокна, например, тефлона и аримида, и пропитанная связующим ГИПК-114 и приработочным слоем СУРМ-1, реализующим при трении с контртелом пары, например осью или валом, эффект избирательного переноса (эффект безызносности).