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Palier.
Les paliers sont calculés et dimensionnés dans l'hypothè- se que le tourillon qui tourne dans le palier présente la forme d'une barre rectiligne, de sorte qu'en tous endroits du coussinet il se produit des conditions de fonctionnement iden- tiques par suite de pressions égales. En réalité, cette hypo- thèse n'est pas confirmée, parce que, par suite d'irrégulari- tés lors du montage et surtout par suite de flexions du tou- rillon sous la charge de fonctionnement, il se produit des dé- viations dans la position réciproque du tourillon et de l'ar- bre. Il en résulte aux angles des pressions dangereuses qui peuvent dépasser les coefficients de résistance de la matière
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du coussinet et conduire à la destruction du palier.
On a cru pouvoir écarter ces phénomènes dangereux en raccourcissant le rapport de la longueur vis-à-vis du diamètre du palier ou en construisant le palier lui-même de manière qu'il soit réglable.
Le raccourcissement du palier n'est possible qu'endéans cer- taines limites, tandis que la possibilité de régler le palier exige une construction compliquée et est souvent même inappli- cable dans de nombreuses conditions de travail. Dans de tels cas, on s'est flatté d'une amélioration des conditions en en- gendrant par une diminution d'épaisseur de paroi, une certai- ne élasticité au corps de palier et on a cru pouvoir assurer la forme de la section du palier au moyen d'un bord robuste formant bourrelet. Mais l'expérience montre que cette voie ne donne pas non plus complète satisfaction, surtout parce que, comme on l'a constaté, il se produit des déformations qui sont précisément particulièrement dangereuses.
La présente invention résoud d'une façon nouvelle le problème, qui résulte de l'application de pressions aux angles dans les paliers dont le coussinet présente un coefficient de dilatation calorifique plus élevé que celui du corps du pa- lier, grâce au fait que l'épaisseur de paroi du corps du pa- lier est, à ses extrémités, égale ou inférieure à celle du coussinet de sorte que, par suite des forces exercées sur le corps du palier en raison dela dilatation du coussinet due à la chaleur, le coussinet s'élargit et peut ainsi s'adapter à la ligne de flexion de l'arbre (du tourillon):
Ce mode d'exé- cution permet que, lorsque des pressions se manifestent aux angles et qu'il se produit par conséquent des élévations de température, le coussinet, dans ses zones situées vers les extrémités, c'est-à-dire là où il se produit des pressions, s'"épanouit" en quelque sorte et que le coussinet acquiert un ballonnement, qui s'adapte dans une très large mesure à la forme réelle du tourillon. Il importe de remarquer à ce propos que, contrairement aux propositions antérieures, on n'a prévu-
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aucun bourrelet de renforcement de la rigidité ni d'élément analogue qui pourrait-, contrecarrer éventuellement 1'l'épanouis- sement" du coussinet.
L'invention conduit à des perspectives avantageuses sur- tout lorsqu'on emploie comme matériau pour le coussinet un métal à limite bass-e de résistance à l'écrasement. Dans un tel métal, il se produirait, en employant les constructions généralement usitées, dans le cas d'un échauffement, des ef- forts considérables sur le matériau, qui dépasseraient la li- mite des déformations élastiques pour entrer dans la zone des déformations plastiques. Lorsque le palier se refroidit en- suite par suite d'une interruption du travail, le coussinet présente alors, à cause de la déformation permanente, un dia- mètre extérieur plus faible que celui du corps du palier ; end'autres termes le coussinet n'est plus serré dans le corps du palier. Or, ceci est, comme on le sait, précisément très dangereux.
Toutefois lorsque, conformément à l'invention, on ne choisit l'épaisseur de paroi (tout-au-moins aux extrémités) que d'une valeur telle que, lors de la déformation du coussi- net et du corps du palier due à l'échauffement de celui-ci , les forces de déformation qui se produisent entre le coussinet et le corps du palier restent au-dessous des forces nécessai- res pour une déformation plastique, le serrage ferme du cous- sinet dans le palier est assuré aussi bien à froid que pendant le fonctionnement.
Tant dans le cas où il s'agit de diminuer les pressions aux angles, en donnant au coussinet la possibilité de se dé- former d'une façon correspondante, que dans celui où il s'agit d'éviter des déformations @ permanentes pour un matériau de coussinet présentant un coefficient de dilatation calorifique élevé, les épaisseurs nécessaires correspondantes des parois du coussinet et du corps de palier peuvent être calculées par des équations connues dans le calcul de la résis- tance des matériaux.
C'est ainsi par exemple que l'équation)
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suivante s'applique au cas où l'on doit prendre en considération la flexion de l'arbre:
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dans laquelle SG et SB représentent respectivement les épais- seurs de paroi du corps du palier et du coussinet et E G et E B le module d'élasticité des matériaux du corps du palier et du coussinet, tandis que d représente le diamètre extérieur du coussinet, f la flexion de l'arbre, # [alpha]la différence des coefficients de dilatation calorifique et # t le changement de température du coussinet.
Dans ce qui suit, on expliquera l'invention en se repor- tant à quelques figures du dessin annexé.
La figure 1 représente la forme fondamentale d'un palier suivant la présente invention. Le coussinet B est logé dans le corps de palier G qui, dans la forme fondamentale, présente une espèce de nervure médiane épaisse et des corps cylindriques à conicité prononcée. A leurs extrémités, ces corps cylindriques ne présentent aucun épaississement, nervure, bourrelet ou au- tre élément analogue, de sorte que lorsqu'il se produit main- tenant une flexion du tourillon de la valeur! (voir figure 2) le palier peut se déformer ou, comme il a été dit déjà, s'"épanouir", de manière qu'il s'adapte dans la plus,large me- sure à la flexion de l'arbre, sans qu'il se manifeste des for- ces qui puissent mettre en danger le matériau.
On a déjà expliqué plus haut que, dans certaines circons- tances, le coussinet se desserre dans le corps du palier quand la limite d'élasticité du matériau est dépassée. Ce phénomène est évidemment possible également dans un palier suivant les figures 1 et 2, parce que la nervure médiane épaisse oppose une forte résistance à la déformation du coussinet. Pratique- ment, cela n'aurait toutefois guère d'importance car, si le coussinet se refroidissait et si le matériau avait subi réel- lement une déformation permanente dans la zone de la nervure
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médiane de façon que le coussinet se détacherait du corps de palier, la tension entré le corps refroidi du palier et les zones extrêmes du coussinet serait cependant si grande que le coussinet ne pourrait pas se desserrer.
Si l'on désire faire un pas de plus dans cette voie, on peut prendre les me- sures représentées par la figure 3 : on peut donner de prime abord dans la zone ? un diamètre un peu plus faible au cous- sinet, de sorte qu'un contact entre le coussinet et le corps du palier n'a lieu dans cette zone qu'au cours du fonctionne- ment.
Il n'est évidemment pas nécessaire que les extrémités du coussinet et du corps du palier affleurent, car on peut aus- si utiliser une construction suivant la figure 6, dans laquel- le les extrémités E du coussinet dépassent le corps du palier.
Les figures 4 et 5 montrent un mode d'exécution d'un pa- lier suivant l'invention dans lequel le corps du palier pré- sente deux zones annulaires renforcées G divisant en trois zones Z1, Z2 et Z3 la partie du @ corps de palier qui cède sous l'action de la chaleur. Un tel palier prend au cours du fonctionnement la forme représentée par la figure 5. L'avan- tage réside ici en ce que la pointe de pression est abattue dans la pellicule d'huile au milieu du palier, de sorte que toute la surface du palier est utilisée plus uniformément pour l'application de la charge.
L'invention est applicable aussi bien à des paliers à tourillon rotatif qu'à des paliers pour des tiges à mouvement de va-et-vient. En outre, l'invention est applicable de la même façon à des paliers d'une pièce aussi bien qu'à des pa- liers divisés.
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Bearing.
The bearings are calculated and dimensioned on the assumption that the journal which turns in the bearing has the shape of a rectilinear bar, so that in all places of the bearing identical operating conditions occur as a result. of equal pressures. In reality, this hypothesis is not confirmed, because, as a result of irregularities during assembly and especially as a result of bending of the journal under the operating load, deviations occur in the reciprocal position of the journal and the shaft. This results in dangerous pressures at angles which can exceed the resistance coefficients of the material.
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bearing and lead to the destruction of the bearing.
It has been believed that these hazards can be avoided by shortening the ratio of length to diameter of the bearing or by constructing the bearing itself so that it is adjustable.
Shortening of the bearing is only possible within certain limits, while the ability to adjust the bearing requires complicated construction and is often even inapplicable under many working conditions. In such cases, it has been praised that conditions will improve, resulting in a reduction in wall thickness, some elasticity to the bearing housing, and it has been believed that the shape of the cross-section of the bearing can be ensured. bearing by means of a robust edge forming a bead. But experience shows that this route does not give complete satisfaction either, above all because, as has been observed, deformations occur which are precisely particularly dangerous.
The present invention solves in a new way the problem, which results from the application of pressures at the angles in the bearings, the bearing of which has a coefficient of thermal expansion higher than that of the bearing body, by virtue of the fact that The wall thickness of the bearing body is at its ends equal to or less than that of the bearing so that, as a result of the forces exerted on the bearing body due to the expansion of the bearing due to heat, the bearing widens and can thus adapt to the bending line of the shaft (journal):
This mode of execution makes it possible that, when pressure appears at the angles and that consequently temperature rises occur, the pad, in its zones situated towards the ends, that is to say where pressure occurs, somehow "blossoms" and the pad becomes bloated, which conforms to a very large extent to the actual shape of the journal. It is important to note in this connection that, unlike previous proposals, no provision was made
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no stiffness reinforcing bead or the like which could possibly interfere with the expansion of the bearing.
The invention leads to advantageous prospects, especially when a metal with a low crushing resistance limit is used as the material for the bearing. In such a metal, it would occur, using the constructions generally used, in the event of heating, considerable stresses on the material, which would exceed the limit of elastic deformations to enter the zone of plastic deformations. . When the bearing then cools down as a result of an interruption in work, the bearing then has, due to permanent deformation, an outer diameter smaller than that of the body of the bearing; in other words the bearing is no longer clamped in the bearing body. However, this is, as we know, precisely very dangerous.
However, when, in accordance with the invention, the wall thickness (at least at the ends) is chosen only of a value such that, during the deformation of the pad and the body of the bearing due to the When this is heated, the deformation forces which occur between the bush and the bearing body remain below the forces necessary for plastic deformation, the firm clamping of the bush in the bearing is ensured as well. cold only during operation.
Both in the case where it is a question of reducing the pressures at the angles, giving the bearing the possibility of deforming in a corresponding way, and in that where it is a question of avoiding permanent deformations for a A bearing material exhibiting a high coefficient of thermal expansion, the corresponding required thicknesses of the shell walls and the bearing housing can be calculated by known equations in the calculation of material strength.
Thus, for example, the equation)
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The following applies in the case where the bending of the shaft must be taken into account:
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where SG and SB represent the wall thicknesses of the bearing body and bush, respectively, and EG and EB the modulus of elasticity of the materials of the bearing body and bush, while d represents the outer diameter of the bush, f the bending of the shaft, # [alpha] the difference in thermal expansion coefficients and # t the change in bushing temperature.
In what follows, the invention will be explained with reference to a few figures of the accompanying drawing.
FIG. 1 represents the basic form of a bearing according to the present invention. The bearing B is housed in the bearing body G which, in the basic shape, has a kind of thick midrib and cylindrical bodies with pronounced taper. At their ends, these cylindrical bodies do not exhibit any thickening, rib, bead or the like, so that when the journal bends now the value! (see figure 2) the bearing can deform or, as it has already been said, "open out", so that it adapts to the greatest extent to the bending of the shaft, without that forces manifest which could endanger the material.
It has already been explained above that, in certain circumstances, the bush loosens in the housing of the bearing when the yield strength of the material is exceeded. This phenomenon is obviously also possible in a bearing according to FIGS. 1 and 2, because the thick median rib opposes a strong resistance to the deformation of the bearing. In practice, however, this would hardly matter because if the pad cooled and the material had actually undergone permanent deformation in the region of the rib
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so that the bushing would come off the bearing housing, the tension between the cooled bearing housing and the end areas of the bushing, however, would be so great that the bushing could not loosen.
If we wish to take a further step in this direction, we can take the measures shown in figure 3: we can give first in the area? a slightly smaller diameter at the bearing, so that contact between the bearing and the bearing body only takes place in this area during operation.
It is of course not necessary for the ends of the shell and of the bearing body to be flush, since a construction according to Figure 6 can also be used, in which the ends E of the shell protrude from the body of the bearing.
FIGS. 4 and 5 show an embodiment of a bearing according to the invention in which the body of the bearing has two reinforced annular zones G dividing the part of the body of the bearing into three zones Z1, Z2 and Z3. bearing which gives way under the action of heat. During operation, such a bearing takes the form shown in FIG. 5. The advantage here resides in that the pressure point is lowered into the film of oil in the middle of the bearing, so that the entire surface of the bearing. bearing is used more evenly for the application of the load.
The invention is applicable both to rotary journal bearings and to bearings for reciprocating rods. Furthermore, the invention is equally applicable to one-piece bearings as well as to split bearings.