Сферический подшипник скольжения
Владельцы патента RU 2696541:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) (RU)
Изобретение относится к области машиностроения, а также к другим отраслям промышленности, в которых применяют конструкции подшипников скольжения, в частности может быть использовано в машиностроении, в элементах узлов трения различных машин, механизмов и оборудования. Сферический подшипник скольжения содержит внутреннее кольцо (1) с наружной сферической поверхностью, наружное кольцо (2) с внутренней сферической поверхностью и, по меньшей мере, два закрепленных в наружном кольце плоских упругих вкладыша (3). Вкладыши (3) установлены в экваториальной плоскости, перпендикулярной оси наружного кольца (2) с возможностью взаимодействия с внутренним кольцом (1), в котором в экваториальной плоскости, перпендикулярной оси кольца, выполнена кольцевая канавка (4). Канавка внутреннего и наружного кольца выполнена равной ширине вкладыша (3). Кольцевая канавка (4) внутреннего кольца (1) имеет в поперечном сечении Y-образную форму и выполнена с расширением сечения к периферии, а вкладыш (3) выполнен в виде плоской тарельчатой пружины Бельвиля. Вкладыш (3) выполнен в виде тарельчатой пружины Бельвиля, в поперечном сечении Y образной формы выполнен с расширением сечения к центру. Технический результат: создание сферического подшипника скольжения с высокой несущей способностью, работающего в условиях возможных движений, перпендикулярно оси подшипника (наклонах). 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к области машиностроения, а также к другим отраслям промышленности, в которых применяют конструкции подшипников скольжения, в частности может быть использовано в машиностроении, в элементах узлов трения различных машин, механизмов и оборудования.
Сферический подшипник скольжения это подшипник, внутреннее и наружное кольца которых имеют поверхности скольжения сферической формы и поэтому могут выполнять круговые движения относительно оси подшипника (вращение) и движения перпендикулярные оси подшипника (наклон).
Нормальная эксплуатация сферических подшипников скольжения в тяжело нагруженных узлах трения-скольжения обеспечивается его несущей способностью. Анализ научно-технической информации показал, что, несмотря на имеющиеся конструкции сферических подшипников скольжения, отсутствуют конструкции этих подшипников, обладающие достаточной несущей способностью.
Известен «Шарнирный сферический подшипник (патент №1314158, SU, МПК F16C 23/04, опубл. 30.05.1987 г.), содержащий внутреннее и наружное кольца и антифрикционный элемент, закрепленный на внутренней поверхности наружного кольца, внутренняя поверхность наружного кольца выполнена бочкообразной с радиусом образующей дуги, равным радиусу сферы внутреннего кольца, центр которого смещен относительно оси подшипника и расположен в плоскости симметрии перпендикулярно оси, а антифрикционный элемент выполнен на всех участках одинаковой толщины, причем наружное кольцо выполнено из двух полуколец.
Наличие зазора между наружной поверхностью внутреннего кольца и внутренней поверхностью антифрикционного элемента на центральном участке рабочих поверхностей позволяет при увеличении нагрузок материал антифрикционного элемента оттеснять в центральную часть зазора, что способствует увеличению несущей способности подшипника.
Недостатком описанной конструкции сферического подшипника скольжения является то, что при движениях перпендикулярно оси подшипника (наклонах) размеры рабочих (контактных) поверхностей подшипника уменьшаются, что и снижает несущую способность подшипника.
Известен «Сферический подшипник скольжения», как наиболее близкий по технической сущности и взятый в качестве прототипа (патент №1612132, SU, МПК F16C 23/00, опубл. 07.12.1990 г.), содержащий корпус, внутреннее кольцо с наружной сферической поверхностью, разрезную втулку с внутренней сферической поверхностью и два закрепленных во втулке вкладыша, расположенных диаметрально противоположно, выполненных в виде упругих сферических пластин с равномерно увеличивающейся от полюса к периферии толщиной и установленных с натягом. Выполнение вкладыша в виде упругой сферической пластины предлагаемой формы, позволяет принимать его сферическим поверхностям кривизну, соответственно, изменениям внешней нагрузки, а, следовательно, само регулировать распределение нагрузки на трущиеся поверхности, автоматически выбирать их оптимальный режим работы, что приводит к повышению несущую способности подшипника.
Недостатком описанной конструкции сферического подшипника скольжения является то, что при движениях перпендикулярно оси подшипника (наклонах) размеры рабочих (контактных) поверхностей подшипника уменьшаются, что снижает несущую способность подшипника.
Решаемой задачей изобретения является повышение несущей способности сферических подшипников скольжения, работающих в условиях возможных движений, перпендикулярно оси подшипника (наклонах).
Техническим результатом изобретения является создание сферического подшипника скольжения с высокой несущей способностью, работающего в условиях возможных движений, перпендикулярно оси подшипника (наклонах).
Технический результат достигается тем, что в сферическом подшипнике скольжения, содержащем внутреннее кольцо с наружной сферической поверхностью, наружное кольцо с внутренней сферической поверхностью и, по меньшей мере, два закрепленных в наружном кольце плоских упругих вкладыша, согласно которому вкладыши установлены в экваториальной плоскости, перпендикулярной оси наружного кольца с возможностью взаимодействия с внутренним кольцом, в котором в экваториальной плоскости перпендикулярной оси кольца выполнена кольцевая канавка, при этом канавка внутреннего и наружного кольца выполнена равной ширине вкладыша.
Технический результат достигается тем, что кольцевая канавка внутреннего кольца, имеет в поперечном сечении Y образную форму и выполнена с расширением сечения к периферии, а вкладыш выполнен в виде плоской тарельчатой пружины Бельвиля.
Технический результат достигается тем, что вкладыш, выполненный в виде тарельчатой пружины Бельвиля, в поперечном сечении Y-образной формы выполнен с расширением сечения к центру.
Такое исполнение сферического подшипника скольжения позволяет увеличить его несущую способность, за счет уменьшения времени работы подшипника в условиях, когда его внутреннее кольцо наклонено относительно оси подшипника путем принудительного разворота внутреннего кольца в результате силового взаимодействия его с упругими вкладышами.
Для пояснения технической сущности рассмотрим прилагаемые чертежи, которые не обязательно выполнены в масштабе:
фиг. 1 - сферический подшипника скольжения - в диаметрии, когда кольцевая канавка внутреннего кольца выполнена с расширением сечения к периферии;
фиг. 2 - сферический подшипника скольжения - в изометрии, когда вкладыш в виде тарельчатой пружины Бельвиля выполнен с расширением сечения к центру;
На прилагаемых чертежах обозначено:
1 - внутреннее кольцо;
2 - наружное кольцо;
3 - вкладыш; 4- канавка.
Сферический подшипник скольжения, представленный на фиг. 1, состоит из, например, внутреннего кольца 1, наружного кольца 2, вкладыша 3, канавки 4. Внутреннее кольцо 1 и наружное кольцо 2 имеют поверхности скольжения сферической формы. Наружное кольцо 2 и вкладыш 3 выполнены с разрезом в двух местах для облегчения сборки подшипника. Вкладыш 3 выполнен в виде плоской тарельчатой пружины Бельвиля. Внутреннее кольцо 1 выполнено с кольцевой канавкой 4 и имеет в поперечном сечении Y образную форму, при этом оно выполнено с расширением сечения к периферии, а наружное кольцо 2 выполнено с канавкой по ширине вкладыша 3 в периферийной зоне. Внутреннее кольцо 1 и наружное кольцо 2 контактируют по сферическим поверхностям скольжения. Вкладыш 3 закреплен в канавке 4 наружного кольца 2 и контактирует с боковыми поверхностями канавки 4 внутреннего кольца 1. Вкладыш 3 выполнен из упругого материала, например из стали.
Сферический подшипник скольжения, представленный на фиг. 2, состоит из, например, внутреннего кольца 1, наружного кольца 2, вкладыша 3. Внутреннее кольцо 1 и наружное кольцо 2 имеют поверхности скольжения сферической формы. Наружное кольцо 2 и вкладыш 3 выполнены с разрезом в двух местах для облегчения сборки подшипника. В отличие от сферического подшипника скольжения, представленного фиг. 1, вкладыш 3, выполненный в виде тарельчатой пружины Бельвиля и имеющий поперечное сечение Y образной формы выполнен с расширением сечения к центру. Внутреннее кольцо 1 и наружное кольцо 2 выполнены с канавками 4 по ширине вкладыша 3. Внутреннее кольцо 1 и наружное кольцо 2 контактируются по сферическим поверхностям скольжения. Вкладыш 3 закреплен в канавке 4 наружного кольцо 2 и контактирует с боковыми поверхностями канавки 4 внутреннего кольца 1. Вкладыш 3 выполнен из упругого материала, например, из стали.
Сферический подшипник скольжения, представленный на фиг. 1 и на фиг. 2, работают следующим образом:
При вращении внутреннего кольца 2 наружное кольцо 1 и вкладыш 3 остаются неподвижными. При работе в условиях движений, перпендикулярно оси подшипника, когда внутреннее кольцо 1 наклонено, вкладыш 3 деформируется и возникает сила упругости вкладыша 3, направленное на устранение наклона внутреннего кольца 1. Возникающий принудительный разворот, (момент сил) внутреннего кольца 1, т.е. благодаря этому силовому взаимодействию вкладыш 3 восстанавливает работу подшипника, возвращая в свое нормальное положение внутреннее кольцо, при этом уменьшая время работы подшипника в условиях изрядного износа, (т.е. под нагрузкой), когда его внутреннее кольцо 1 наклонено относительно оси подшипника. В результате снижения рабочих нагрузок на внутреннее кольцо, позволяет повысить несущую способность сферических подшипников скольжения.
По своим технико-экономическом преимуществам, по сравнению с известными аналогами, заявляемое техническое решение подшипника скольжения, предложенная конструкция которого, обладая достаточно высокой несущей способностью, обеспечивает максимальную эксплуатацию сферических подшипников скольжения в тяжело нагруженных узлах трения-скольжения различных машин, механизмов и оборудования.
1. Сферический подшипник скольжения, содержащий внутреннее кольцо с наружной сферической поверхностью, наружное кольцо с внутренней сферической поверхностью и по меньшей мере два закрепленных в наружном кольце упругих вкладыша, отличающийся тем, что вкладыши установлены в экваториальной плоскости, перпендикулярной оси наружного кольца с возможностью взаимодействия с внутренним кольцом, в котором в экваториальной плоскости, перпендикулярной оси кольца, выполнена кольцевая канавка, при этом канавка внутреннего и наружного кольца выполнена равной ширине вкладыша.
2. Сферический подшипник скольжения по п. 1, отличающийся тем, что кольцевая канавка внутреннего кольца имеет в поперечном сечении Y-образную форму и выполнена с расширением сечения к периферии, при этом вкладыш выполнен в виде плоской тарельчатой пружины Бельвиля.
3. Сферический подшипник скольжения по п. 1, отличающийся тем, что вкладыш, выполненный в виде тарельчатой пружины Бельвиля и имеющей в поперечном сечении Y-образную форму, выполнен с расширением сечения к центру.
