ES2927583T3 - Cojinete deslizante - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un cojinete deslizante, en particular para montar un eje cilíndrico, que tiene un cuerpo principal esencialmente cilíndrico hueco con un eje central longitudinal, en el que el eje se aloja con un juego radial en un orificio del cojinete del cuerpo principal. De acuerdo con la invención, está previsto que en la región de una zona de carga del orificio del cojinete esté dispuesta al menos una depresión longitudinal con una superficie pequeña, y que al menos una depresión longitudinal pueda ser cargada por medio de un suministro de fluido externo, con fluido a presión para reducir el desgaste del cojinete deslizante. El rodamiento deslizante tiene un desgaste que se reduce hasta en un 90%. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Cojinete deslizante
La invención se refiere a un cojinete deslizante, en particular, para el alojamiento de un eje cilindrico, con un cuerpo base esencialmente en forma de cilindro hueco con un eje central longitudinal, estando el eje aceptado radialmente con juego en un taladro de cojinete del cuerpo base.
En la técnica encuentran frecuentemente aplicación cojinetes deslizantes hidrostáticos o hidrodinámicos que trabajan con agua o con otros fluidos para el alojamiento con poco mantenimiento y, a causa de una película de fluido que se configura, prácticamente sin fricción de piezas de máquinas.
A partir del documento DD 285 157 A5, es conocido un cojinete de eje de caucho, para el alojamiento de ejes, en particular en barcos y en la fabricación de bombas. La cantidad de ranuras de lubricación y de lavado debe reducirse a un mínimo, estando prevista la disposición de la ranuras por fuera de la región necesaria para la configuración de un máximo de presión. No está prevista una aportación definida de un agente de lavado o de lubricación al casquillo del cojinete deslizante. En la puesta en marcha del cojinete deslizante ya conocido, puede llegarse además a un desgaste aumentado. Estado de la técnica adicional se muestra en el documento JP 2012 062872 A, el documento WO 2010/103100 A1, el documento DE 2443 20 A1, el documento GB 1161 895 A, el documento US 2006/165326 A1 y en el documento DE 331 734 C.
El objeto de la invención es especificar un cojinete deslizante con desgaste reducido posible, que pueda funcionar con un fluido de viscosidad baja, como por ejemplo agua, y no funcione esencialmente de forma hidrodinámica.
El objeto mencionado al comienzo de logra mediante un cojinete deslizante con las características caracterizantes de la reivindicación 1, según las cuales en la región de una zona de carga del taladro de cojinete está dispuesta al menos una hendidura longitudinal de superficie reducida y la al menos una hendidura longitudinal se puede someter, por medio de un suministro de fluido externo, con un fluido que está bajo una presión para la reducción de desgaste del cojinete deslizante. A causa de esto, el cojinete deslizante (hibrido) de acuerdo con la invención unifica las ventajas de un cojinete deslizante hidrostático con las de un cojinete deslizante hidrodinámico. Los cojinetes deslizantes hidrodinámicos y también hidrostáticos están exentos de desgaste y con poca fricción en el funcionamiento normal. El cojinete deslizante de acuerdo con la invención logra estas propiedades ventajosas también cuando se funciona con un fluido de viscosidad baja, como por ejemplo agua, y no funciona esencialmente de forma hidrodinámica. Se puede reducir el alto costo constructivo necesario por lo demás en cojinetes deslizantes puramente hidrostáticos convencionales, en forma de una bomba de alta presión para el fluido, dado que solo se necesita una bomba de presión media. En el cojinete deslizante de acuerdo con la invención, la relación de desgaste es además dependiente de la velocidad relativa entre el eje alojado y un talador de cojinete de un cuerpo base del cojinete deslizante. En aplicaciones navales, la carga de cojinete deslizante o bien la carga de superficie se puede realizar de hasta 0,6 MPa, que se mueve en el orden de magnitud de una capacidad de carga máxima alcanzable de una lubricación con aceite. Con una lubricación con aceite, como resultado, se puede aceptar solo una carga de cojinete deslizante ligeramente más alta de hasta 0,8 MPa. La superficie de las hendiduras longitudinales en la zona de carga corresponde, en este caso, de manera preferida, a menos del 50% de la zona de carga, como mucho, de manera preferida, a menos del 30% de la zona de carga, o bien a menos del 10% de la superficie interior total. Además, de manera preferida, se da una relación de longitud a anchura de las hendiduras longitudinales de superficie reducida de al menos 10:1. En relación a la superficie interior total del taladro de cojinete, las hendiduras longitudinales son, por lo tanto, de superficie reducida.
De manera preferida, la al menos una hendidura longitudinal está unida por medio de un canal de fluido con el suministro de fluido. Como consecuencia de esto, el fluido puede suministrarse directamente a la al menos una hendidura longitudinal.
Una presión del fluido en la región de un orificio de entrada de la al menos una hendidura longitudinal por medio del suministro de fluido, está ajustada de modo que una carga de cojinete deslizantes que actúa sobre el cojinete deslizante está como mucho compensada parcialmente. A causa de esto, el cojinete deslizante representa una forma mezclada entre un cojinete deslizante hidrostático y uno hidrodinámico. La presión en la región del orificio de entrada está dimensionada, de modo la carga de cojinete deslizante está compensada en aproximadamente el 40%. Como consecuencia de esto, resulta una reducción del desgaste de aproximadamente el 90%.
La al menos una hendidura longitudinal está abierta radialmente hacia dentro. A causa de esto, es posible un establecimiento de presión definido del fluido dentro de la al menos una hendidura longitudinal. La al menos una hendidura longitudinal está realizada, para lograr este fin, cerrada axialmente a ambos lado al menos por regiones.
La al menos una hendidura longitudinal presenta un contorno perimetral alargado y estrecho, así como aproximadamente ovalado. A causa de esto, la al menos una hendidura longitudinal dispone, a diferencia de
concavidades para lubricante hidrostáticas de gran superficie, de una geométrica pequeña y alargada. El contorno estrecho discurre en dirección axial para perturbar así lo menos posible el efecto hidrodinámico. Además de ello, a causa de esto es posible una fabricación sencilla de la al menos una hendidura longitudinal, por ejemplo, por medio de procedimientos con desprendimiento de viruta habituales, en particular, fresado.
De manera preferida, entre el eje central longitudinal del cuerpo base y un eje central longitudinal del eje, existe un desplazamiento radial. A causa de esto, al eje se le confiere un juego radial suficientemente grande dentro del cuerpo base.
En una configuración ventajosa, el cuerpo base está formado con un material plástico y el eje con un material metálico. Como consecuencia de esto, se evita un desgaste aumentado (denominado “fresado”) en el caso de un contacto mecánico, sin fluido y directo (“funcionamiento en seco”) entre el eje y el taladro de cojinete. Como material plástico se considera sobre todo poliuretano termoplástico. Extensos ensayos prácticos con diferentes plásticos han dado como resultado, además de ello, que la selección del plástico tiene una importancia decisiva. El efecto deseado de una reducción de desgaste se puede lograr, por consiguiente, solo con plásticos particularmente adecuados como material de cojinete.
Conforme a un perfeccionamiento técnico ventajoso, el fluido es un medio líquido con una viscosidad baja, en particular, agua. A causa de esto, se brinda un uso sin problemas del cojinete deslizante de acuerdo con la invención para aplicaciones navales y, de manera preferida, en la construcción naval.
En otra configuración, el cuerpo base está dispuesto en una carcasa de cojinete, que, en particular, está formada con un material metálico. Como consecuencia de esto, se garantiza una integración constructiva más sencilla del cojinete deslizante en una pieza de maquina predefinida, al tener que alojarse un eje por medio del cojinete deslizante.
A continuación, se explica más en detalle un ejemplo de realización preferido de la invención mediante figuras esquemáticas.
Muestran:
la Figura 1, un corte longitudinal de un cojinete deslizante de acuerdo con la invención, y
la Figura 2, una representación parcial esquemática en perspectiva de un cuerpo base del cojinete deslizante de la Fig. 1.
La Figura 1 ilustra un corte longitudinal de un cojinete deslizante de acuerdo con la invención. Un cojinete 10 deslizante para el alojamiento giratorio de un eje 12 cilíndrico, dispone de un cuerpo 14 base esencialmente con forma de cilindro hueco con un eje 16 central longitudinal. En caso de eje 12 parado, existe un desplazamiento Rv radial entre los dos ejes 16, 18 centrales longitudinales, de modo que el eje 12 se encuentra de forma giratoria, radialmente con juego o bien excéntrico en un talador 20 de cojinete del cuerpo 14 base del cojinete 10 deslizante. En caso de eje 12 que no gira, existe, por consiguiente, entre el eje 12 y una superficie 22 interior de taladro de cojinete, un hueco 24 radial en forma de media luna, que se encuentra por encima, en relación al vector direccional de la aceleración g gravitatoria. El cuerpo 14 base en forma de cilindro hueco del cojinete 10 deslizante, está aquí aceptado únicamente a modo de ejemplo en una carcasa 26 de cojinete maciza, en el caso de la cual se puede tratar, por ejemplo, de una carcasa de cojinete de eje o similar. Sobre el cojinete 12 deslizante actúa la carga F de cojinete deslizante representada simbólicamente, como una denominada carga superficial. El cojinete 10 deslizante está previsto, de manera preferida, para ejes 12 con un diámetro grande.
En la región de la zona 30 de carga (principal) mecánica o bien zona de empuje vertical ascensional de fluido, en la cual el eje 12 se apoya al menos por regiones sobre el taladro 20 interior, está prevista al menos una hendidura 32 longitudinal de superficie reducida de acuerdo con la invención. La al menos una hendidura 32 longitudinal se puede someter, por medio de un suministro 40 de fluido externo, con un fluido 42 que está bajo una presión p para lubricar el cojinete 10 deslizante. Mediante la al menos una hendidura 32 longitudinal tiene lugar al menos una distribución del fluido 42 en la región de la zona 30 de carga (principal) que se encuentra debajo, del cojinete 10 deslizante. Para posibilitar un establecimiento de presión, la al menos una hendidura 32 longitudinal está configurada abierta radialmente hacia dentro y cerrada axialmente a ambos lados. La al menos una hendidura 32 longitudinal de superficie reducida, puede presentar, por ejemplo, un contorno 50 perimetral aproximadamente en forma de ranura, de forma esencial ligeramente ovalado o bien aproximadamente rectangular. En caso de eje 12 que rote y el sometimiento de la al menos una hendidura 32 longitudinal con el fluido 42 que se encuentra bajo la presión p con ayuda del suministro 40 de fluido externo, la región 30 de contacto está lubricada y refrigerada de forma óptima.
El fluido 42 puede presentar una viscosidad baja, de modo que, por ejemplo, agua puede encontrar aplicación. La zona 30 de carga, en caso de eje 12 parado y fluido 42 ausente, se encuentra esencialmente de forma coincidente con una superficie 44 de apoyo curvada cilíndrica o bien una zona de fricción o bien de contacto directa entre el eje 12 y la superficie 20 interior de taladro de cojinete. Antes de la entrada al suministro 40 de fluido, el fluido 42 está prácticamente sin presión.
La al menos una hendidura 32 longitudinal está unida de forma hidráulica con el suministro 40 de fluido por medio de un canal 46 de fluido tubular. El canal 46 de fluido está posicionado en el cuerpo 14 base, de manera preferida, opuesto con respecto a la carga F de cojinete deslizante. Una presión p del fluido 42 en la región de un orificio 48 de entrada en la al menos una hendidura 32 longitudinal está establecida por medio del suministro 40 de fluido externo, de modo que una carga F de cojinete deslizante o bien carga superficial que actúa sobre el eje 12 o bien el cojinete 10 deslizante, está compensada como mucho parcialmente. La carga F de cojinete deslizante actúa, en este caso, principalmente en la región de la zona 30 de carga dentro del taladro 20 de cojinete. De manera preferida, la presión p, en particular en la región del orificio 48 de entrada, está establecida por medio del suministro 40 de fluido externo, de modo que la carga F de cojinete deslizante está compensada en aproximadamente el 40% y se establece una reducción del desgaste de cojinete de hasta el 90%. Lo intensidad de la presión p se encuentra como resultado en un nivel, el cual se encuentra entre el de un suministro de fluido hidrodinámico y uno hidrostático del cojinete 10 deslizante.
A causa de la presión p del fluido 42 dentro de la al menos una hendidura 32 longitudinal de superficie reducida, así como del fluido 42 en cercanía directa a la hendidura 32 longitudinal, se llega a una compensación como mucho parcial de la carga F de cojinete deslizante. Como consecuencia de esto, se cambia la relación de desgaste entres los participantes de deslizamiento implicados en forma del taladro 20 de cojinete del cuerpo 14 base del cojinete 10 deslizante y del eje 12, de tal manera que se llega a una reducción de desgaste significante.
La al menos una hendidura 32 longitudinal en la región de la zona 30 de carga, se encuentra en el espacio esencialmente opuesta con respecto a la carga F de cojinete deslizante mecánica en el taladro 20 de cojinete del cuerpo 14 base del cojinete 10 deslizante.
La al menos una hendidura 32 longitudinal no se extiende además a través de toda la longitud L axial del cuerpo 14 base. Más bien, un primer y un segundo nervio 56, 58 de aro, en un primer y un segundo extremo 60, 62 axial del cuerpo 14 base, permanecen libres de la al menos una hendidura 32 longitudinal.
El cuerpo 14 base en forma de cilindro hueco del cojinete 10 deslizante está formado, de manera preferida, con un material plástico adecuado, con la menor fricción posible y resistente al medio, sin embargo, suficientemente resistente mecánicamente. El eje 12 y la carcasa 26 del cojinete 10 deslizante están producidos, por el contrario, de manera más preferida, con un material metálico.
La Figura 2 ilustra una representación parcial esquemática en perspectiva de un cuerpo base del cojinete deslizante de la Fig. 1. El cuerpo 14 base del cojinete 10 deslizante dispone de un diseño esencialmente en forma de cilindro hueco con la longitud L axial. En la superficie 22 interior del taladro 20 de cojinete del cuerpo 14 base, la hendidura 32 longitudinal del cuerpo 14 base está incrustada con su contorno 50 perimetral, aquí únicamente a modo de ejemplo, aproximadamente rectangular o bien ligeramente ovalado. La hendidura 32 longitudinal está dispuesta en el taladro 20 de cojinete, de manera preferida, opuesta con respecto a la carga F de cojinete deslizante que actúa.
A ambos lados, así como uniformemente paralelas y ligeramente distanciadas con respecto a la hendidura 32 longitudinal, discurren aquí únicamente a modo de ejemplo, dos hendiduras 70, 72 longitudinales adicionales de superficie reducida, de manera preferida, configuradas constructivamente idénticas a la hendidura 32 longitudinal central, en la región de la zona 30 de carga (principal) del cojinete 10 deslizante para la distribución de mayor superficie del fluido por debajo del eje aquí no dibujado. Las tres hendiduras 32, 70, 72 longitudinales se extienden, de manera preferida, a través de un ángulo perimetral comparativamente pequeño de la superficie 22 interior de taladro de cojinete de como mucho 120°. En esta región del ángulo perimetral de la superficie 22 interior de taladro de cojinete, en la cual están dispuestas las tres hendiduras 32, 70, 72 longitudinales, éstas ocupan una superficie de como mucho la mitad, de manera preferida, menos del 30% de la superficie 22 interior de taladro de cojinete. En la superficie 22 interior de taladro cojinete completa, por lo tanto, menos del 10%.
Una cantidad, geometría espacial, longitud axial y/o posición del lado perimetral de las hendiduras 32, 70, 72 longitudinales en el taladro 20 de cojinete del cuerpo 14 base, pueden desviarse del posicionamiento aquí mostrado únicamente a modo de ejemplo, dado el caso, en función de los respectivos requisitos de una aplicación objetivo para el cojinete 10 deslizante.
La invención se refiere a un cojinete deslizante, en particular, para el alojamiento de un eje cilíndrico, con un cuerpo base esencialmente en forma de cilindro hueco, con un eje central longitudinal, estando el eje aceptado radialmente con juego en un taladro de cojinete del cuerpo base. De acuerdo con la invención, está previsto que en la región de una zona de carga del taladro de cojinete esté dispuesta al menos una hendidura longitudinal de superficie reducida y la al menos una hendidura longitudinal se puede someter, por medio de un suministro de fluido externo, con un fluido que está bajo una presión para la reducción de desgaste del cojinete deslizante. El cojinete deslizante presenta una desgaste reducido de hasta el 90%.
Lista de símbolos de referencia
10 cojinete deslizante
12 eje cilíndrico
14 cuerpo base en forma de cilindro hueco
16 eje central longitudinal (cuerpo base)
18 eje central longitudinal (eje)
20 taladro de cojinete
22 superficie interior de taladro de cojinete
24 hueco radial
26 carcasa de cojinete
30 zona de carga
32 hendidura longitudinal de superficie reducida
40 suministro de fluido externo
42 fluido
44 superficie de apoyo inferior
46 canal de fluido
48 orificio de entrada
50 contorno perimetral
56 primer nervio de aro
58 segundo nervio de aro
60 primer extremo axial
62 segundo extremo axial
70 hendidura longitudinal de superficie reducida
72 hendidura longitudinal de superficie reducida
F carga de cojinete deslizante
g aceleración gravitatoria
L longitud axial
p presión
RV desplazamiento radial
Claims (6)
1. Cojinete (10) deslizante, en particular, para el alojamiento de un eje (12) cilindrico, con un cuerpo (14) base esencialmente en forma de cilindro hueco con un eje (16) central longitudinal, estando el eje (12) aceptado radialmente con juego en un taladro (20) de cojinete del cuerpo (14) base
estando dispuesta al menos una hendidura (32, 70, 72) longitudinal de superficie reducida en la región de una zona (30) de carga del taladro (20) de cojinete, en la cual se apoya el eje (12) al menos por regiones sobre el taladro (20) de cojinete, y estando la al menos una hendidura (32) longitudinal sometida, por medio de un suministro (40) de fluido externo, con fluido (42) que está bajo una presión (p) para la reducción de desgaste del cojinete (10) deslizante, estando la al menos una hendidura (32, 70, 72) longitudinal radialmente abierta hacia dentro y presentando un contorno (50) perimetral alargado y estrecho, así como aproximadamente ovalado, caracterizado por que una presión (p) del fluido (42) en la región de un orificio (48) de entrada de la al menos una hendidura (32, 70, 72) longitudinal se establece por medio del suministro (40) de fluido, de modo que una carga (F) de cojinete deslizante en forma de una carga superficial que actúa sobre el cojinete (10) deslizante en la región de la zona (30) de carga, está compensada en el estado esencialmente no hidrodinámico como mucho en aproximadamente el 40%.
2. Cojinete (10) deslizante según la reivindicación 1, caracterizado por que la al menos una hendidura (32, 70, 72) longitudinal está unida con el suministro (40) de fluido por medio de al menos un canal (46) de fluido.
3. Cojinete (10) deslizante según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que entre el eje (16) central longitudinal del cuerpo (14) base y un eje (18) central longitudinal del eje (12), existe un desplazamiento (Rv) radial.
4. Cojinete (10) deslizante según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el cuerpo (14) base está formado con un material plástico y el eje (12) con un material metálico.
5. Cojinete (10) deslizante según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el fluido (42) es un medio líquido con una viscosidad baja, en particular, agua.
6. Cojinete deslizante según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el cuerpo (12) base está dispuesto en una carcasa (26) de cojinete, que está formada, en particular, con un material metálico.
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