NO337751B1 - Selvsmørende føringselement - Google Patents

Description

Selvsmørende føringselement

Oppfinnelsen vedrører et selvsmørende føringselement for ledd eller lagre.

Nærmere bestemt finner oppfinnelsen en fordelaktig anvendelse i tilfellet av ledd eller lagre som opererer under vanskelige forhold og omgivelser, som er høyt belastet og som er virksomme i abrasive og eventuelt korrosive atmosfærer.

Disse typer ledd og lagre kan finnes i mange tekniske områder, blant hvilke kan det nevnes, for informasjon og på en ikke-begrensende måte, av offentlige arbeider, ståltilvirkning, gårdsmaskineri, transportkjøretøyer, etc. Mer generelt opererer leddene som oppfinnelsen er opptatt av under høye belastninger med svingende lavhastighetsbevegelser og erforhåndssmurte. Disse arbeidsbetingelser kan ikke i noen tilfeller skape et hydrodynamisk regime, som er tilfellet ifølge lærdommen i US patent US 4678348 og US 4576488. Oppfinnelsen gjelder derfor ledd som er operative under oljesmurte tilstander.

På grunn av anvendelsesområde må disse ledd eller lagre spesielt ha utmerkede friksjons- og slitasjeopptredende karakteristikker, idet de har blitt smurt utelukkende ved montering og/eller med svært lange smøringsfrekvenser.

Ulike tekniske alternativer har vært foreslått for å utgjøre fettreserver på friksjonsflaten.

For eksempel viser FR patent 2 523 010 en tetningsring hvorav boringen er knudrete, for å virke som en smøremiddelreserve, spesielt for fett.

I patent FR 2 693 520 er boringen i ringen eller føringselementet utstyrt med en foring hvor en tapp svinger i kontakt med en lagerflate i foringen. Denne foring kan bestå av en strimmel rullet vinkelrett på sin lengde og lagt i sløyfe i boringen i ringen.

Disse arrangementer tjener spesielt til å øke motstanden mot abrasiv slitasje og mot forkiling, som ofte er høy på grunn av angjeldende anvendelser. Smøringen finner sted ved montering eller periodisk ved lange intervaller.

Med denne typen ring, uansett dens utførelse, spesielt med hensyn til dens boring som utgjør friksjonsflaten, med eller uten arrangementer egnet for å virke som en fettreserve, må alvorlige problemer bli løst for å garantere permanent eller praktisk talt permanent smøring, som følge, som hindrer fettet eller annet smøremiddel fra å unnslippe.

Basert på denne kjente teknikk er problemet som denne oppfinnelsen foreslår og løse å utgjøre en fettreserve i friksjonssonen, som ikke bare hindrer fettet eller annet smøremiddel i å unnslippe, men motsatt tillate gjentatt å tilføre smøremiddel til denne friksjonssonen.

For å løse et slikt problem har det selvsmørende føringselement blitt utformet og utviklet i form av et legeme som har en boring for montering av et element med friksjon og artikulering og/eller glidekapasitet. Legemet er tilvirket av et materiale som har høy slitasje og/eller forkiling og korrosjonsmotstand, hver av endene til boringen har minst et spor egnet for å hindre fettet fra å forlate friksjonssonen, der boringen har, i det minste mellom sporene, orienterte spalter som avslutter i minst ett av sporene og egnet for å virke som en smøremiddelreserve.

Med fordel tilveiebringer dette muligheten for å minske smørefrekvensene, ettersom smøremidlet forblir i friksjonssonen, og ikke tenderer til å unnslippe, spesielt på grunn av kommunikasjonen til spaltene med sporene.

For å løse problemet med å utgjøre en smøremiddelreserve i kommunikasjon med de holdende spor, kan spaltene ha ulike utførelser.

Med fordel er spaltene orientert for å danne et gitter.

Med tanke på problemet som skal løses er dybden på sporene om lag 1 til 10 ganger høyere enn dybden på spaltene.

Videre har det oppstått fordelaktig for dybden av sporene å være minst i hovedsak lik en tredjedel av tykkelsen til legemet.

Med fordel avgrenser spaltene en sone som representerer omkring 30 til 70% av friksjonssonen.

Det har også fremstått fordelaktig for sporene å bli posisjonert mellom 1 og om lag 6 mm fra hver av endene til boringen. Bredden til sporene er mellom 0,5 og om lag 5 mm.

Oppfinnelsen er beskrevet i nærmere detalj under med hjelp av vedlagte figurer hvor: Fig. 1 er en perspektivavbildning med delvis tverrsnitt av en utførelse av en ring for ledd eller lagre i samsvar med oppfinnelsen;

Fig. 2 er et lengdesnitt av en ring i samsvar med en foretrukket utførelse,

Fig. 3 er et riss som tilsvarer figur 2 etter montering av en tapp; Fig. 4, 5, 6, og 7 er delvis tverrsnitt som viser, som eksempler, ulike kanalrotprofiler; Fig. 8 er en perspektivavbildning av en ring i samsvar med oppfinnelsen for et kuleledd; Fig. 9 er et lengdesnitt som tilsvarer figur 8; Fig. 10 er et lengdesnitt av en ring i samsvar med en annen utførelse av spaltene. Figur 1 viser en eksempelvis utførelse av et styringselement i form av et sylinderlegeme 1 som har en koaksial boring 1a for friksjonsmessig feste av en tapp 2 i kombinasjon med fett eller annet smøremiddel. Vanligvis er det sylindriske legeme 1 tilvirket av enhver type materiale som har høy slitasje-og/eller forkilings- og korrosjonsmotstand, under ekstreme driftsforhold, spesielt

i tilfellet av høyt trykk, korrosjon og abrasjon. Det sylindriske legemet 1, spesielt dets boring 1a, kan bli utsatt for enhver type overflatebehandling.

Som det fremgår av resten av beskrivelsen, i forbindelse med en foreliggende oppfinnelse, referer styrings- eller føringselementer for eksempel til lagre, sleider, kuleledd, etc.

I samsvar med oppfinnelsen har hver av endene 1a1 og 1a2 til boringen 1a minst et spor 1 b og 1c egnet for å hindre fettet eller annet smøremiddel fra å forlate friksjonsflaten. For informasjon og på en ikke-begrensende måte, kan dybden på sporene 1b og 1c være mellom 0,3 og omkring 3mm. Mer generelt er dybden på sporene 1b og 1c på det meste, lik med hovedsakelig en tredjedel av tykkelsen til legemet 1.

Profilen til sporene kan ha ulike former, spesielt og på en ikke-begrensende måte, kvadratisk (figur 4), rektangulær (Figur 5), triangulær (Figur 6), rund (Figur 7), som er avfaset eller ikke.

Med tanke på problemet som skal løses, for å hindre fettet fra å forlate friksjonsflaten, blir sporene 1b og 1 c posisjonert ved en avstand x fra hver av endene 1a1 og 1a2 til boringen. Denne avstand er mellom 1 og omkring 6 mm. Likeledes er bredden til sporene 1b og 1c mellom 0,5 og omkring 5 mm.

I samsvar med et viktig trekk ved oppfinnelsen har boringen 1a, i det minste mellom sporene 1b og 1c, spalter 1d passende orientert og avslutter i minst en av nevnte spor 1b og 1c, der spaltene virker som en smøremiddelreserve.

For eksempel, som vist i figur 10, kan disse spaltene 1d bli orientert for å danne sikksakk-mønster. Disse sikksakk-mønstre kan forbindes ved sine toppunkt, som tilfellet er i det viste eksemplet. Uten å overskride omfanget av oppfinnelsen, er det unødvendig for sikksakk-mønstrene å bli forbundet i deres toppunkt.

I utførelsen vist i figur 2, som anses som spesielt fordelaktig, er spaltene 1d orientert for å danne et gitter.

Med hensyn til kombinasjonen av sporene 1b og 1c og spaltene 1d, medfører det at sporene i kommunikasjon med spaltene tjener til å hindre uttak av smøremidlet til stede i sonen avgrenset av spaltene 1d, idet sporene også virker som en fettreserve for på nytt å supplere spaltene.

Med fordel har boringen 1a i legemet 1 spor 1e fordelt langs hele sin lengde for å muliggjøre ny tilførsel til spaltene 1d med fett eller annet smøremiddel. Således er sporene 1b, 1c, 1e fordelt på hele lengden av legemet med en avstand e hvorved:

hvor:

p = stigning mellom spaltene;

e = avstand mellom sporene.

Likeledes er antallet kanaler 1b, 1c, 1e fordelt på hele lengden av legemet og korresponderer med formelen:

hvor:

n = antall spor;

L = lengden av legemet;

/ = bredden til sporene.

Dybden til sporene 1b og 1c er omkring 1 til 10 ganger høyere enn dybden til spaltene 1d. Spaltene 1d avgenser en sone (sikksakk eller gitter, for eksempel) som representerer omkring 30 til 70% av friksjonssonen.

Som et indikerende tilfelle kan en ring ha de følgende karakteristikker for sporene og spaltene i form av et gitter:

Spor:

Dybde: omkring 1,5 mm;

Bredde: omkring 2 mm;

Kantavstand: 1,5 mm til 2 mm

Antall:

Avstand: 8 til 12 mm.

Spalt ( gitter)

Stigning: 4 til 6 mm;

Dybde: 0,3 mm

Vinkel: 30° til 35°.

Denne typen ring finner mange applikasjoner blant hvilke, for informasjon og på en ikke-begrensende måte, kan man nevne: - offentlig arbeidsutstyr (hydraulisk høvel, lastere, knusere, etc); - gårdsutstyr (framakseltraktorer, ploger, teleskopiske lastere, buskplukkere, etc); - stålfremstilling (transportørruller, lagre, etc); - matrialhåndteringslastere, etc;

Oppfinnelsen gjelder også for sleider og kuleledd og, generelt, for enhver type ledd. Figur 8 og 9 viser en eksempelvis utførelse av en ring (3) for et kuleledd. Holderen 3a til ringen ment på å motta hodet til kuleleddet (ikke vist) har, i hver av sine ender, et spor 3b og 3c for å lede og holde på fettet, som indikert ovenfor.

Mellom sporene 3b og 3c er spalter 3d dannet i form av et gitter eller sikksakker for eksempel, som kommuniserer med sporene.

Resultater fra tester utført konfidensielt er rapportert nedenfor, i tilfellet av en anvendelse for et enkelt lager uten fettreserve og for et lager med fettreserve, på den ene side i samsvar med den kjente teknikk, og på den andre, i samsvar med oppfinnelsen.

EKSEMPEL 1: Selvsmørende føringselement i samsvar med den kjente teknikk, som er, uten sirkulære spor, men kun med spalter, i form av et gitter, fordelt på overflaten av lageret for å virke som en fettreserve.

Akselmateriale: 16NiCr6 settherdet stål

Type lager: gittermontert lager (med fettreserve med antislitasje og

antiklemmende overflatebehandling)

Akseldiameter: 30 mm

Lengde på føringselement: I = 20 mm

Bevegelse: alternerende 90° rotasjon ved 1 Hz frekvens Trykkberegne på projisert areal: 50 MPa

Glidehastighet: 8 mm/s

Ekstremtrykkfett: med litiumsåpe, type SNR-LUB EP, kvalitet NLGI 2 Fabrikksmurt, så drift uten tillegg av fett

Testresultater: antall svingninger før hurtig økning i friksjonskoeffisient: 138000

EKSEMPEL 2: selvsmørende føringselement i samsvar med oppfinnelsen.

Eksempel 1 er reprodusert, bortsett fra at føringselementet har to sirkulære spor 2 mm brede og 2 mm dype plassert i en avstand på 1 mm fra endene av lagret, med spalter som formes mellom sporene i et gitter, og kommuniserer med sporene.

Testresultater: Antall svingninger før hurtig økning i friksjonskoeffisienten > 500 000 (tester stoppet før slutten).

Fordelen går klart fram av beskrivelsen, og det er understreket at sporene hindrer utdrivning av fett, mens spaltene tjener til å fordele fettet i friksjonssonen.

Claims (10)

1. Smurt føringselement som virker i halv-fluid smøring i form av et legeme (1) som har en boring (1a) for montasje av et element (2) med friksjon og artikulasjon og/eller glideevne,karakterisert vedat legemet (1) er tilvirket av et materiale som har høy slitasje- og/eller forkilings- og korrosjonsmotstand, der hver ende av boringen (1a) har minst et spor (1 b og 1c) i stand til å hindre fett i å forlate friksjonssonen, der boringen (1a) har, i det minste mellom sporene (1b og 1c), orienterte spalter (1d) som oppstår i minst ett av sporene og i stand til å virke som en fettforråd.

2. Føringselement som angitt i krav 1,karakterisert vedat boringen i legemet (1) har spor (1e) fordelt langs hele sin lengde for å levere fett til alle spaltene.

3. Føringselement som angitt i krav 1,karakterisert vedat spaltene (1d) er orientert til å forme et gittersystem.

4. Føringselement som angitt i krav 1,karakterisert vedat sporene (1b og 1c) er 1 til 10 ganger dypere enn spaltene (1d).

5. Føringselement som angitt i krav 1,karakterisert vedat dybden til sporene (1 b og 1c) er, på det meste, lik med hovedsakelig en tredjedel av tykkelsen til legemet (1); bredden til sporene er mellom 0,5 og 5 mm.

6. Føringselement som angitt i krav 1,karakterisert vedat dybden til spaltene (1d) er mellom 0,1 og 0,6 mm.

7. Føringselement som angitt i krav 1,karakterisert vedat spaltene (1d) avgrenser en sone som dekker mellom 30 til 70% av friksjonssonen.

8. Føringselement som angitt i krav 1,karakterisert vedat sporene (1b) og (1c) er posisjonert mellom 1 og 6 mm fra hver av endene til boringen (1a).

9. Føringselement som angitt i ett av kravene 1 til 8,karakterisert vedat sporene er fordelt på hele lengden av legemet med en avstand (e) der:

en formel hvor: p = stigning mellom spaltene; e = avstand mellom sporene.

10. Føringselement som angitt i ett av kravene 1 til 8,karakterisert vedat antallet spor (1b), (1c), (1e) er fordelt på hele lengden av legemet og korresponderer med formelen:

en formel hvor: n = antall spor; L = lengden av legemet; / = bredden til sporet.