close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY8160

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 8160
(13) C1
(19)
(46) 2006.06.30
(12)
7
(51) F 16C 17/04
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
УПОРНЫЙ ПОДШИПНИК СКОЛЬЖЕНИЯ
BY 8160 C1 2006.06.30
(21) Номер заявки: a 20030538 / u 20000117
(22) 2000.07.26
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение "Институт механики и
надежности машин Национальной
академии наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Берестнев Олег Васильевич; Басинюк Владимир Леонидович; Кирейцев Максим Валерьевич;
Комаров Александр Иванович (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт механики и надежности машин Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(56) US 5076716 A, 1991.
JP 07279948 A, 1995.
US 4326758 A, 1982.
US 5628568 A, 1997.
(57)
Упорный подшипник скольжения, содержащий вращающийся и неподвижный взаимодействующие между собой цилиндрические металлические элементы, причем на сопряженной рабочей поверхности неподвижного элемента выполнен периодический профиль,
отличающийся тем, что сопряженная рабочая поверхность вращающегося металлического элемента выполнена с профилем, комплементарным неподвижному элементу в виде
концентрично расположенных чередующихся выступов и впадин, радиус и высота которых выбраны из соотношений:
0,02·R < r < 0,15·R
0,01·R < h < 0,07·R,
где R - радиус подшипника, мм;
r - радиус выступа или впадины, мм;
h - высота выступа или впадины, мм,
при этом на торцевой поверхности вращающегося элемента выполнены глухие V-образные пазы, а на сопряженной рабочей поверхности вращающегося элемента выполнены, по
крайней мере, две спиральные встречно-направленные канавки, выходящие в V-образные
пазы, причем отношение глубины спиральной канавки H к радиусу подшипника R и отношение ширины спиральной канавки B к радиусу подшипника R выбраны из интервала
0,01 - 0,08.
Фиг. 1
BY 8160 C1 2006.06.30
Изобретение относится к деталям машин и может быть использовано в подшипниковых узлах, опорах скольжения, других деталях машин, применяемых в машиностроительной, металлообрабатывающей, станкостроительной, авиационной промышленности и других.
Известны подшипники, имеющие различные конструкции поверхности скольжения
[1]. В этих подшипниках выполнены выступы и впадины, формирующие микрорельеф поверхности, чтобы обеспечить рациональный режим смазки, устранить шум и вибрации
при работе, улучшить совместимость узлов подшипника.
Существенным недостатком этих подшипников является то, что выступы и впадины
на трущихся поверхностях имеют острые края, которые в процессе работы создают большие контактные и остаточные напряжения на поверхности, что особенно разрушительно
для металлокерамических материалов по причине их высокой твердости и хрупкости. Это
приводит к разрушению материала, что плохо влияет на работоспособность узла.
Из известных аналогов наиболее близким техническим решением к предлагаемому
изобретению является упорный подшипник скольжения, имеющий вращающийся и стационарный (неподвижный) элемент [2]. В этом подшипнике вращающийся элемент выполнен из твердого, износостойкого металла, например из сплава бронзы с 10 % углерода,
Аl2О3. Стационарный элемент выполнен из керамического материала, например из Si3N4 с
добавлением TiN или SiC, β тип SiC. На стационарном элементе выполнены спиральные
канавки глубиной от 3 до 50 мкм с помощью процесса кратковременной ударной (взрывной) нагрузки.
Существенным недостатком этого подшипника скольжения является невозможность
работать при реверсивном движении, поскольку смазка поступает по канавкам при вращении подвижного элемента только в одном направлении. При обратном вращении смазка удаляется из зоны контакта, что приводит к сухому или граничному трению и, как
следствие, к быстрому износу рабочих поверхностей.
Задачей изобретения является создание упорного подшипника скольжения, обеспечивающего постоянную смазку и низкий коэффициент трения при реверсивном движении,
пуске и остановке узла.
Для достижения поставленной задачи в упорном подшипнике скольжения, содержащем вращающийся и неподвижный взаимодействующие между собой цилиндрические
металлические элементы, причем на сопряженной рабочей поверхности неподвижного
элемента выполнен периодический профиль, согласно цели изобретения, сопряженная рабочая поверхность вращающегося металлического элемента выполнена с профилем, комплиментарным неподвижному элементу в виде концентрично расположенных чередующихся выступов и впадин, радиус и высота которых выбрана из соотношений:
0,02⋅R < r < 0,15⋅R
0,01⋅R < h < 0,07⋅R
где R - радиус подшипника, мм;
r - радиус выступа или впадины, мм;
h - высота выступа или впадины, мм,
при этом на торцевой поверхности вращающегося элемента выполнены глухие V-образные пазы, а на сопряженной рабочей поверхности вращающегося элемента выполнены, по
крайней мере, две спиральные встречно-направленные канавки, выходящие в V-образные
пазы, причем отношение глубины канавки Н к радиусу подшипника R и отношение ширины спиральной канавки В к радиусу подшипника R выбраны из интервала 0,01-0,08.
Надежная работа при реверсивном движении обеспечена за счет того, что поверхность
подшипника выполнена в виде периодического профиля, а ответная поверхность имеет
комплиментарный профиль, что исключает сухое трение благодаря достаточному поступ2
BY 8160 C1 2006.06.30
лению, удержанию и распределению смазки по оксидокерамической поверхности. Смазка
при реверсивном движении, пуске и остановке обеспечена за счет того, что подшипник
имеет канавки для подвода смазки, загребающие упругие лепестки, впадины и выступы
для удержания и распределения смазки. При вращении подшипника в одном из направлений соответствующая пара упругих лепестков загребает смазку, которая поступает по каналам между трущимися поверхностями и распределяется по всей поверхности периодического профиля при помощи центробежных сил, создаваемых элементами с выступами и
впадинами. При пуске и остановке смазка удерживается выступами и впадинами периодического профиля.
Низкий коэффициент трения в подшипнике обеспечен за счет формы периодического
профиля поверхности, образующего в поперечном сечении полукруглые выступы и впадины, которые при работе подшипника, взаимодействуя друг с другом по аналогии с зубчатым зацеплением, образуют устойчивое к радиальным нагрузкам соединение, создают
небольшие концентрации напряжений в твердом поверхностном слое.
На фиг. 1 показан упорный подшипник скольжения.
На фиг. 2 изображен периодический профиль.
Подшипник состоит из подвижного 2 и неподвижного элементов 1, имеющих периодический профиль в поперечном сечении, образующий выступы 5 и впадины 4, канавки 6,
загребающие упругие лепестки 7.
Подшипник работает следующим образом. При вращении подвижного элемента подшипника 2 в одну из сторон между контактными поверхностями по канавкам 6 с помощью загребающих лепестков 7 поступает смазка, которая распределяется по всей площади
контакта поверхностей за счет выступов 5 и впадин 4. Загребающие лепестки 7 приводятся в движение и выполняют соответствующие функции под действием гидродинамических сил, возникающих при вращении подвижного элемента 2 в смазочной жидкости. В
случае реверсивного движения одна пара лепестков 7, открывая соответствующий канал
6, загребает смазку, а другая пара лепестков 7, закрывая соответствующий канал 6, препятствует оттоку смазки из зоны контакта. Таким образом, обеспечивается постоянный
приток и распределение смазки между трущимися поверхностями подшипника, что предотвращает сухое трение при реверсивном движении, пуске и остановке, таким образом,
получается низкий коэффициент трения узла (таблица).
При работе подшипника необходима смазочная жидкость (синтетическое масло, вода),
по крайней мере, достаточная для погружения в нее загребающих лепестков.
Реализация изобретения позволяет получить упорный подшипник скольжения, обеспечивающий низкий коэффициент трения, надежную работу при реверсивном движении,
пуске и остановке узла.
Параметры работы подшипника при реверсивном движении
Нагрузка, Н
аналог
модель
100
300
500
700
900
1500
Скорость вращения, об/мин
аналог
модель
500
500
500
500
500
500
3
Коэффициент трения
аналог
модель
0,5
0,29
0,46
0,25
0,43
0,23
0,41
0,21
0,35
0,18
0,3
0,16
BY 8160 C1 2006.06.30
Источники информации:
1. Заявка РСТ № 95/25904, 25906, МПК F 16 С 33/12.
2. Патент США № 5,076,716, МПК F 16 С 17/08. - Опубл. 1991.
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
1
Размер файла
109 Кб
Теги
by8160, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа