FI76409C - Radialglidlager. - Google Patents

Description

76409 Säteisliukulaakeri

Esillä oleva keksintö kohdistuu säteisliukulaake-riin, erikoisesti pyöriviä teloja varten, jossa on sylin-5 terimäinen sisäosa, tälle samankeskeisesti sijoitettu holkki ja hoikin ja sisäosan väliin sijoitettu rako voiteluaineen vastaanottamiseksi, jolloin joko holkki kiertää kiinteän sisäosan ympäri tai sisäosa pyörii kiinteässä hoikissa.

10 Tällaiset säteisliukulaakerit ovat tunnettuja mi tä erilaisemmissa muodoissa. Sen mukaan, onko säteen suuntainen paine hyvin suuri, tai suhteellisen pieni, kuten esim. pyörivissä siirtoteloissa, syntyy erilaisia vaikeuksia, joille on jo esitetty lukuisia ratkaisuja.

15 Tämän keksinnön mukaiset säteisliukulaakerit ovat erikoisesti sopivia pyöriville siirtoteloille ja levi-tysteloille paperi- ja tekstiiliteollisuudessa. Tällaisilla teloilla on kaksi periaatteellista vaikeutta.

Yhtäältä täytyy niiden riippumatta niiden nor-20 maalista käyttönopeudesta, joka voi olla sangen korkea, voida käydä myös pitempiä aikoja sangen alhaisilla nopeuksilla, ts. tangentiaalinopeuksilla noin 0,5-1 m/sek, ilman että kiinteät ja pyörivät osat tulevat kosketukseen. Voiteluaineen hydrodydaamisten voimien täytyy siis 25 myös näin pienillä nopeuksilla kehittää riittävästi nostovoimaa aukottoman voitelukalvon ylläpitämiseksi liikkuvien ja kiinteiden osien välillä. Suhteellisen alhaisten nopeuksien probleema voitaisiin ratkaista korkeavis-koosisen voiteluaineen käyttämisellä. Mutta on epäiltä-30 vissä, että ei vain hydrodynaaminen nostovoima kasva nopeuden mukana, vaan että myös energian kulutus nousee kasvavan nopeuden mukana suhteessa viskositeettiin.

Jos käytetään normaalia voiteluöljyä, niin tullaan nopeuden kasvaessa pian tilanteeseen, jossa energian ku-35 lutus ylittää rullalaakereille käytännössä sallitut ra- 2 76409 jät. Tästä syystä tulisi laakerilla olla sellainen hydrodynaaminen rakenne, että myös käytettäessä sangen alhaisen viskositeetin omaavaa voiteluainetta ja hyvin pienillä nopeuksilla kehitetään riittävästi hydrodynaamisia 5 nostovoimia, häiriöttömän käynnin takaamiseksi. Pienen viskositeetin omaavaksi voiteluaineeksi paperikoneteloil-la sopii hyvin vesi.

Toinen tärkeä probleema tällaisten telojen laakeroinnissa on siinä, että voi syntyä värähtelyjä, jopa 10 silloin, kun pyörivät osat on tasapainoitettu tällaisia värähtelyjä voi aiheuttaa riittämätön hydrodynaaminen järjestelmä, ts. voiteluainekalvo, joka ei kaikilla nopeuksilla takaa välttämättömien hydrodynaamisten voimien korrektia jakautumista. Hydrodynaamisella säteislaakeril-15 la varustetun telan täytyy voida myös kriittisillä nopeuksilla pyöriä ilman häiritseviä värähtelyjä.

On jo tunnettua, aksiaaliliukulaakereilla, siis liukulaakereilla, joiden täytyy kestää akselin suunnassa vaikuttava paine varustaa laakerin seisovan osan ta-20 sainen pinta taskuilla voiteluainetta varten £C.F.

Kettleborough, "An Electrolytic Tank Investigation into Stepped Thurst-Bearings", Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers 169 (1955) 679-6887. Probleemat aksiaaliliukulaakereilla ovat kuitenkin oleellisesti 25 erilaisia kuin säteisliukulaakereiden probleemat, ja ratkaisut yhdenlaisille liukulaakereille eivät ole tai ovat vain vaikeasti siirrettävissä toisenlaisille liukulaakereille. Tämä pätee erikoisesti värähtelyjen estämiseen, joita voi esiintyä vain säteisliukulaakereilla. 30 Keksintö lähtee säteisliukulaakerista, erikoi sesti pyöriviä teloja varten, jossa on sylinterimäi-nen sisäosa, tälle samankeskeisesti sijoitettu holkki ja hoikin ja sisäosan väliin sijoitettu väli voiteluaineen vastaanottamiseksi, jolloin joko holkki pyörii 35 kiinteän sisäosan ympäri tai sisäosa pyörii kiinteässä 7 6 4 0 9 3 hoikissa, ja jolloin sisäosan ulkopinta ja hoikin sisäpinta on varustettu useilla, kehälle symmetrisesti jaettuna sijoitetuilla, akselin suuntaisilla pitkittäis-urilla voiteluaineen kierrättämiseksi, joista haarau-5 tuu olennaisesti kehän suuntaan suuntautuvia syvennyksiä. Tällainen säteisliukulaakeri on tullut tunnetuksi DE-OS 26 24 849:n kautta. Tässä itse painetta kehittävässä liukulaakerissa tulisi sillä toimenpiteellä, että urilla varustettu liukupinta on kehän suunnassa jaettu 10 useisiin osapintoihin, ja varsinkin toisella toimenpiteellä, että jokaisella osapinnalla on voiteluaineella varustetusta tilasta lähtevä, akselin suuntainen ura ja tämän uran molemmin puolin toisiinsa nähden vastakkaiset, vinosti kehän suuntaan olevat, painetta kehittä-15 vät urat, saavuttaa se, että verrattuna samanlaatuisiin tunnettuihin laakereihin on taattu suurempi dynaaminen kantokyky molemmilla kiertosuunnilla, yhtä taloudellisella valmistustavalla. Mutta tällainen säteisliukulaakeri näyttää sopivan huonosti suhteellisen alhaisille 20 suhteellisille nopeuksille kiinteän ja pyörivän laake-riosan välillä, koska voiteluaineurien suhteellisen suuren kokonaispoikkipinnan vuoksi alhaisilla nopeuksilla ei voi muodostua kantokykyistä voiteluainekalvoa. Mainitusta DE-OS:ta ei myöskään huomaa mitään toimenpi-25 teitä, jotka voisivat vastustaa edellä mainittua haitallisten värähtelyjen esiintymistä.

Sitävastoin on tämän keksinnön tehtävänä kehittää vastaavanlaista säteisliukulaakeria siten, että alussa mainitut haitat vältetään tai mainitut probleemat rat-30 kaistaan. Erikoisesti tulee laakerin kehittämisellä sallia alhaisen viskositeetin omaavan voiteluaineen käyttäminen, jolloin siitä huolimatta voidaan ylläpitää aukoton, kantokykyinen voiteluainekalvo, samanaikaisesti estäen tai tehokkaasti vähentäen haitallisia värähtelyjä. 35 Nämä keksinnön tehtävät ratkaistaan vastaavanlai sessa säteisliukulaakerissa patenttivaatimuksen 1 tunnuk- 7 6 4 0 9 4 sessa annettujen tunnusmerkkien mukaisesti. Keksinnön kohteen suositut toteutusmuodot ja edelleen muotoilut on määritelty patenttivaatimuksessa 2-10. Tässä yhteydessä on otettava esille säteisliukulaakerin toteutus-5 muoto, jossa holkki pyörii kiinteän sisäosan ympäri, jolloin puolisuunnikkaanmuotoiset syvennykset sekä akselin suuntaiset pitkittäisurat ja renkaan muotoiset kehäurat on sijoitettu kiinteän sisäosan pinnalle.

Täten voidaan taata telan rauhallinen käynti ilman hai-10 tallisia värähtelyjä, esimerkiksi levitystelalla, kuten CH-PS 612 478:ssä on selostettu.

Seuraavassa selostetaan lähemmin keksinnön kohteen toteutusesimerkkiä, ottaen huomioon oheiset piirustukset. Piirustuksissa esittävät: 15 kuvio 1 perspektiivinen näkymä esimerkkitapauk sessa seisovasta säteisliukulaakerin sisäosasta; kuvio 2 sivunäkymä kuvion 1 mukaisesta sisäosasta; kuvio 3 suurennettu osaleikkaus läpi säteisliukulaakerin, kohtisuoraan pyörimisakseliin nähden, ja 20 kuvio 4 osa laakerin kiinteän sisäosan kehäpinnan (ts. päällyspinnan) levityksestä.

Piirustuksissa esitetty säteisliukulaakeri käsittää esityksen mukaan kuvioissa 1-3 kiinteän sisäosan 1 ja samankeskeisesti sen kanssa sijoitetun, nuolen 2 suun-25 nassa pyörivän hoikin 3, jonka sisäpinta on päällystetty tarkoituksenmukaisella laakerimateriaalilla 4. Laakeri-materiaalin 4 sisemmän pinnan ja sisäosan 1 ulkopinnan 5 välissä on väli 6 voiteluaineen vastaanottamiseksi. Hoikin 3 tai sisäosan - halkaisijasta riippuen on vä-30 Iin 6 leveys noin 0,1-0,4 mm.

Kuten kuviosta 1 selvästi käy ilmi, on sisäosan 1 ulkopinta 5 varustettu lukuisilla pitkittäisurilla 7a-7f, jotka kulkevat muuten oleellisesti sylinterimäi-sen sisäosan 1 akselin suuntaisina. Esimerkkitapaukses-35 sa on olemassa kuusi symmetrisesti ja tasaisesti kehälle 7 6 4 0 9 5 jaettua pitkittäisuraa 7a-7f. Kuviossa 3 on leikattuna nähtävissä vain molemmat pitkittäisurat 7a ja 7b. Pit-kittäisurien 7a-7f syvyys tai poikkipinta määräytyy tarvittavasta voiteluaineen läpivirtausmäärästä.

5 Pitkittäisurien 7a-7f reunasta 7' lähtevät puolisuun- nikkaanmuotoiset syvennykset 9, joista kuvioissa 1,2 ja 4 kulloinkin kaksi on nähtävissä. Nämä syvennykset päättyvät kulloinkin leveän sivun b (kuvio 4) viereiseen uraan 7a-7f ja jatkuvat nuolen 2 suuntaan kuviossa 3, kohti 10 reunaa 7' kulloinkin kehän suunnassa viereisessä pit-kittäisurassa 7. Edelleen on erikoisesti kuvioista 2 ja 4 nähtävissä, että kahden viereisen, puolisuunnikkaan-muotoisen syvennyksen välillä on kulloinkin renkaan muotoinen kehäura 10, joka ulottuu sisäosan 1 pinnan 5 ym-15 päri ja joka yhdistyy akselin suuntaisiin pitkittäis-uriin 7a-7f.

Syvennysten 9 syvyys, kuviossa 3 selvyyden vuoksi voimakkaasti liioitellen esitettynä, on mieluummin 15-75 mikronia, tarkoituksenmukaisemmin 35 mikronia. Joka 20 tapauksessa on niiden syvyys oleellisesti pienempi kuin sekä renkaanmuotoisten kehäurien 10 syvyys että myös akselin suuntaisten pitkittäisurien 7 vastaava. Mutta yleensä tulee pitkittäisurien 7 syvyys ja siten niiden poikkipinta toisaalta olemaan olennaisesti suurempi kuin 25 renkaanmuotoisten kehäurien 10 vastaava. Esimerkkitapauksessa voi sisäosalla 1 olla halkaisija noin 15-25 cm. Kehäurien 10 syvyys on tässä tapauksessa noin 1-2 mm ja akselin suuntaisten pitkittäisurien 7 syvyys sen moni-kerta .

30 Puolisuunnikkaanmuotoisten syvennysten 9 puoli- suunnikkaan (kuvio 4) korkeus L on yleensä jokseenkin sama kuin puolisuunnikkaan leveys b; tarkoituksenmukaiseksi on osoittautunut mittasuhteiden alue noin 0,8-1,2. Pitkittäisuriin 7 rajoittuvien puolisuunnikkaanmuotois-35 ten syvennysten 9 leveiden sivujen b suhde kapeaan sivuun b-^ on suhteen alueella 2,3-2,6.

6 7 640 9

Voiteluaineeksi keksinnön mukaan ehdotetulle sä-teisliukulaakerille, joka samalla toimii myös jäähdytys-aineena, sopii sangen hyvin vesi. Eräässä toteutuksessa jossa sisäosa 1 on kiinteä ja holkki 3 pyörii, voidaan 5 voiteluaine yksinkertaisella tavalla ei lähemmin selostetuilla välineillä tuoda pitkittäisuriin 7 ja toisesta päästä ottaa niistä pois.

Tela, esimerkiksi levitystela, jolle keksinnön mukainen ehdotettu säteisliukulaakeri on erikoisen so-10 piva, voi saavuttaa tangentiaalinopeuden aina 40 m/sek saakka. Keksinnön mukaisesti ehdotettua säteisliukulaa-keria käytettäessä on ensimmäiseksi varmistettu, että käynnistettäessä, tyhjäkäynnissä tai normaalikäynnissä aina on olemassa riittävän kantokykyinen voiteluaine-15 kalvo, ja toiseksi, että kaikissa näissä käyttötapauksissa ei voi esiintyä häiritseviä värähtelyjä.

Keksinnön mukaan ehdotettu laakeri, erikoisesti esimerkkinä selostettu säteisliukulaakeri kiinteine si-säosineen ja pyörivine holkkeineen, omaa monin kerroin 20 suuremman kantokyvyn kuin vastaavanlaiset tunnetut sä-teisliukulaakerit. Erikoisesti erottuu se sillä, että sangen suuret hydrodynaamiset voimat saavutetaan suhteellisen pienillä kierrosluvuilla.

Claims (10)

1. 7 76409
2. 1. Säteisliukulaakeri, erikoisesti pyöriville teloille, jossa on sylinterimäinen sisäosa (1), tälle kes-5 keisesti sijoitettu holkki (3) ja hoikin (3) ja sisäosan (1) väliin sijoitettu rako (6) voiteluaineen vastaanottamiseksi, jolloin joko holkki (3) pyörii kiinteän sisäosan (1) ympäri tai sisäosa (1) pyörii kiinteässä hoikissa (3), ja jolloin sisäosan (1) ulkopinta (5) 10 tai hoikin (3) sisäpinta on varustettu useilla, kehälle symmetrisesti jaetuilla, akselin suuntaisilla pitkittäis-urilla (7a-7f) voiteluaineen kierrättämiseksi, joista lähtevät oleellisesti kehän suuntaan ulottuvat syvennykset (9), tunnettu siitä, että syvennykset (9) on 15 muotoiltu olennaisesti puolisuunnikkaanmuotoisiksi ja pitkittäisurista (7a-7f) lähtien, siten sijoitettu, että niiden leveä sivu (b) rajoittuu akselin suuntaisiin pit-kittäisuriin (7a— 7f) ja toimii voiteluaineen sisäänvir-tausta varten.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen säteisliukulaa keri, tunnettu siitä, että kulloinkin kahden viereisen, puolisuunnikkaanmuotoisen syvennyksen (9) välissä on renkaan muotoiset kehäurat (10), jotka ovat yhteydessä akselin suuntaisten pitkittäisurien (7a-7f) kanssa. 25 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen säteisliu kulaakeri, tunnettu siitä, että pitkittäisurien (7a-7f) syvyys ja poikittaisurien (10) vastaava on monta kertaa suurempi kuin puolisuunnikkaanmuotoisten syvennysten (9) .
4. 4. Yhden patenttivaatimuksen 1-3 mukainen säteis liukulaakeri, tunnettu siitä, että akselinsuun-taisten pitkittäisurien (7a-7f) poikkipinta on suurempi kuin renkaan muotoisten kehäurien (10) vastaava.
5. 5. Yhden edellä olevan patenttivaatimuksen mukai-35 nen säteisliukulaakeri, tunnettu siitä, että 76409 holkki (3) pyörii kiinteän sisäosan (1) ympäri ja että puolisuunnikkaanmuotoiset syvennykset (9) sekä akselin suuntaiset pitkittäisurat (7a-7f) ja renkaan muotoiset kehäurat (10) on sijoitettu sisäosan (1) pinnalle (5).
6. 6. Yhden patenttivaatimuksen 1-4 mukainen säteis- liukulaakeri, tunnettu siitä, että holkki (3) pyörii kiinteän sisäosan (1) ympäri ja että puolisuunnikkaanmuotoiset syvennykset (9) sekä renkaan muotoiset kehäurat (10) on sijoitettu pyörivän hoikin (3) sisäsi- 10 vulle, kun taas akselin suuntaiset pitkittäisurat (7a-7f) on sijoitettu sisäosan (1) pinnalle.
7. 7. Yhden patenttivaatimuksen 1-5 mukainen säteis-liukulaakeri, tunnettu siitä, että puolisuunnikkaanmuotoiset syvennykset (9) ulottuvat hoikin (9) pyö- 15 rimissuunnassa yli osan sen pinnasta akselinsuuntaisesta pitkittäisurasta (7a-7f) lähtien kohti viereistä pit-kittäisuraa (7a-7f), ei kuitenkaan jälkimmäiseen ulottuen .
8. 8. Yhden edellä olevan patenttivaatimuksen mu- 20 kainen säteisliukulaakeri, tunnettu siitä, että puolisuunnikkaanmuotoisten syvennysten (9) syvyys on 15-75 mikronia, mieluummin noin 35 mikronia.
9. 9. Yhden edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen säteisliukulaakeri, tunnettu siitä, että 25 korkeuden (L) suhde leveään sivuun (b) puolisuunnikkaan-muotoisessa syvennyksessä (9) on noin 0,8-1,2.
10. 10. Yhden edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen säteisliukulaakeri, tunnettu siitä, että leveän sivun (b) suhde kapeaan sivuun (b), puolisuun- 30 nikkaanmuotoisessa syvennyksessä (9) on noin 2,3-2,6. 9 76409