PL182621B1

PL182621B1 - Backlash-free plain bearing

Info

Publication number: PL182621B1
Application number: PL96317293A
Authority: PL
Inventors: Jerzy Łunarski; Wiktor Szabajkowicz
Original assignee: Politechnika Rzeszowska
Priority date: 1996-12-02
Filing date: 1996-12-02
Publication date: 2002-02-28
Also published as: PL317293A1

Abstract

Łożysko ślizgowe, posiadające korpus zaopatrzony w rowki i otwory olejowe, wał na którym osadzony jest obrotowo ślizgowy element pośredni, którego zewnętrzna powierzchnia ślizgowa przylega do wewnętrznej powierzchni korpusu a wewnętrzna powierzchnia ślizgowego elementu pośredniego przylega do powierzchni wału, przy czym ślizgowy element pośredni ma postać zwiniętego spiralnie klina o zmiennej korzystnie liniowo grubości wzdłuż jego długości, znamienne tym, że ma na powierzchni zewnętrznej wału (2) wykonany spiralny rowek (8) o zmiennej głębokości, w którym osadzony jest ślizgowy element pośredni (1).Plain bearing having body equipped with grooves and oil holes, shaft on which it is rotatably mounted sliding intermediate element, which outer sliding surface is flush to the inside of the body and the inner sliding surface the intermediate element is adjacent to the surface shaft and the sliding element the intermediate is in the form of a spiral wound the wedge is preferably linear thickness along its length, significant in that it has an outer surface of the shaft (2) a spiral groove (8) is made of variable depth in which it is embedded is the intermediate sliding element (1).

Description

Przedmiotem wynalazku jest łożysko ślizgowe stosowane w szczególności w maszynach, urządzeniach, pojazdach, przyrządach pomiarowych lub kontrolnych.The subject of the invention is a plain bearing used in particular in machines, devices, vehicles, measuring or control devices.

Znane jest z opisu patentowego polskiego nr 128 698 łożysko wieńcowe ślizgowe posiadające pierścień wewnętrzny z zewnętrzną walcową powierzchnią ślizgową wyposażony w kołnierz z czołową powierzchnią ślizgową i pierścień zewnętrzny nasadzony współosiowo na pierścień wewnętrzny, w którym pomiędzy zewnętrzną walcową powierzchnią ślizgową pierścienia wewnętrznego a wewnętrzną stożkową powierzchnią pierścienia zewnętrznego jest zamocowany przesuwnie wzdłuż osi łożyska element pośredni, kasujący luzy łożyska, o kształcie stożka ściętego zakończonego przy podstawie o większej średnicy zewnętrznej częścią walcową. Element pośredni ma walcowy otwór wewnętrzny, którego powierzchnia jest powierzchnią ślizgową i ma wycięcie w pobocznicy na całą jej grubość i wzdłuż całej wysokości elementu pośredniego, a ponadto posiada osadzony na zewnętrznej części walcowej elementu pośredniego dodatkowy pierścień dociskowy połączony rozłącznie i przesuwnie wzdłuż osi łożyska z powierzchnią wewnętrzną walcowego wybrania w dolnej części wewnętrznej stożkowej powierzchni pierścienia zewnętrznego.It is known from Polish patent specification No. 128 698 a plain bearing with an inner ring with an outer cylindrical sliding surface, equipped with a flange with an end sliding surface and an outer ring coaxially mounted on the inner ring, in which between the outer cylindrical sliding surface of the inner ring and the inner conical surface of the ring The external element is slidably mounted along the bearing axis, erasing the bearing slack, with the shape of a truncated cone ending at the base with a larger outer diameter with a cylindrical part. The intermediate element has a cylindrical internal bore, the surface of which is a sliding surface and has a cut in the side surface along its entire thickness and along the entire height of the intermediate element, and also has an additional pressure ring mounted on the external cylindrical part of the intermediate element, detachably connected and slidably connected along the bearing axis with the surface an inner cylindrical recess in the lower part of the inner conical surface of the outer ring.

Znane jest z opisu patentowego polskiego nr 128 697 urządzenie do ciągłej niwelacji luzów w łożysku ślizgowym składające się z pierścienia wewnętrznego z zewnętrzną powierzchnią ślizgową, elementu pośredniego z wewnętrzną powierzchnią ślizgową służącego do kasowania luzu, pierścienia zewnętrznego oraz połączonego z nim połączeniem gwintowym pierścienia dociskowego, w którym zamocowany jest rozłącznie do powierzchni czołowej pierścienia wewnętrznego uchwyt, oraz w którym na elemencie sprężystym osadzony jest przesuwnie wzdłuż osi wzdłużnej rygiel. Rygiel powierzchnią czołową dociskany jest do powierzchni wewnętrznej pierścienia dociskowego wyposażonej w powierzchnie oporowe typu zapadkowego, rozmieszczone na całym obwodzie powierzchni wewnętrznej pierścienia dociskowego na kierunku jego dokręcania. Obrót pierścienia dociskowego powoduje przesunięcie elementu pośredniego współkasujący luz poprzeczny łożyska.A device for continuous leveling of backlash in a sliding bearing is known from Polish patent description No. 128 697, consisting of an inner ring with an outer sliding surface, an intermediate element with an inner sliding surface for resetting the play, an outer ring and a pressure ring connected to it by a threaded connection, in which a handle is detachably attached to the end face of the inner ring, and in which a bolt is slidably mounted on the elastic element along the longitudinal axis. The front surface of the bolt is pressed against the inner surface of the pressure ring equipped with ratchet-type abutment surfaces, distributed around the entire circumference of the inner surface of the pressure ring in the direction of its tightening. The rotation of the hold-down ring causes the intermediate piece to shift, which corresponds to the bearing lateral clearance.

182 621182 621

Znane jest również łożysko ślizgowe półsztywne z opisu patentowego polskiego nr 127 154 posiadające korpus, tuleję łożyskową i oś, w którym tuleja łożyskowa podzielona jest w kierunku prostopadłym do osi na segmenty, pomiędzy którymi znajdują się pierścienie elastyczne, przy czym całość ściskana jest w kierunku poosiowym za pomocą mechanizmu ściągającego. Kasujące luz pierścienie elastyczne w szczególności posiadają w przekroju poprzecznym kształt trapezu, w którym krótszy z równoległych boków znajduje się na zewnętrznym obwodzie trapezu, natomiast segmenty, ściskające poosiowe pierścienie elastyczne, posiadają powierzchnie czołowe stykające się z pierścieniami elastycznymi i nachylone są pod kątem dopełniającym do 180° kąt nachylenia powierzchni czołowych pierścieni elastycznych. W szczególności mechanizm ściskający typu nakrętka, podkładka dociskowa znajduje się po jednej stronie osi, natomiast po przeciwnej znajduje się kołnierz oporowy.There is also known a semi-rigid plain bearing from Polish Patent No. 127 154 having a body, a bearing bush and an axis, in which the bearing bush is divided in the direction perpendicular to the axis into segments between which there are elastic rings, the whole being compressed in the axial direction by means of a pull-off mechanism. In particular, the elastic rings that eliminate play have a trapezoidal cross-section, in which the shorter of the parallel sides is on the outer circumference of the trapezium, while the segments, pressing the axial elastic rings, have end faces in contact with the elastic rings and are inclined at a complementary angle of 180 ° the angle of inclination of the faces of the flexible rings. In particular, the nut-type tightening mechanism, the thrust washer is on one side of the axle, while the abutment collar is on the opposite side.

Znane jest z literatury łożysko ślizgowe składające się z czopa i panewki, w którym pomiędzy panewką i czopem jest osadzona, wykonana ze skręconej taśmy, ślizgowa tuleja o skoku S większym od szerokości taśmy zwiniętej śrubowo, która jednostronnie lub dwustronnie jest zaopatrzona w warstwę niskościemego tworzywa, przy czym krawędzie taśmy zwiniętej śrubowo mająjedno- lub dwustronnie łukowe zakończenie o promieniu r = (0,2 * 2) b, gdzie b oznacza szerokość taśmy. W szczególności krawędzie panewki i/lub czopa mają ukośne zakończenie pod kątem od 5° do 60°.There is known from the literature a sliding bearing consisting of a pin and a bushing, in which between the bush and the pin there is a sliding sleeve made of a twisted tape with a pitch S greater than the width of the screw wound tape, which is provided with a layer of low-thickness material on one or both sides, the edges of the helical coiled strip have a single or double arc end with a radius r = (0.2 * 2) b, where b is the width of the strip. In particular, the edges of the shell and / or plug have an oblique end at an angle of 5 ° to 60 °.

Znane jest z polskiego opisu patentowego nr 13014 łożysko nastawne, charakteryzujące się tym, że jego panewka łożyskowa jest utworzona ze spiralnie nawiniętej taśmy, przy czym zewnętrzna jej powierzchnia służy jako łożysko wału, a zewnętrzna powierzchnia panewki jest umieszczona w narządzie, za pomocą którego można zmieniać średnicę wewnętrzną panewki. W rozwiązaniu tym w szczególności zewnętrzna powierzchnia panewki, ukształtowana walcowo lub stożkowo, jest wykonana na podobieństwo gwintu, na który jest nakręcona nakrętka o gwincie dopasowanym do gwintu panewki, służąca do regulowania wewnętrznej średnicy spirali, przy czym powierzchnia zewnętrzna nakrętki przy walcowej powierzchni zewnętrznej spirali jest ukształtowana stożkowo i przylega do odpowiednio ukształtowanej powierzchni wewnętrznej kadłuba łożyska.An alignment bearing is known from the Polish patent specification No. 13014, characterized in that its bearing shell is made of a spiral wound tape, the outer surface of which serves as a shaft bearing, and the outer surface of the bush is placed in an organ with which it can be changed. the inside diameter of the shell. In this solution, in particular, the outer surface of the bushing, cylindrical or conical, is made similar to the thread on which a nut with a thread matching the thread of the bush is screwed on, serving to adjust the inner diameter of the helix, while the outer surface of the nut at the cylindrical outer surface of the helix is conically shaped and adheres to the suitably shaped inner surface of the bearing housing.

Znane jest z niemieckiego wzoru użytkowego DE 7639937 łożysko ślizgowe, którego ślizgowy element pośredni ma postać zwiniętego pierścieniowo klina osadzonego w korpusie łożyska.A plain bearing is known from the German utility model DE 7639937, the sliding intermediate element of which is in the form of a ring-wound wedge embedded in the bearing body.

Znane łożyska ślizgowe posiadają korpusy zaopatrzone w rowki i otwory olejowe umożliwiające doprowadzenie oleju do części trących łożyska.The known plain bearings have bodies provided with grooves and oil holes enabling oil to be supplied to the friction parts of the bearing.

Celem wynalazku jest uzyskanie łożyska ślizgowego, które w czasie całego okresu eksploatacji zapewnia szczelny styk ślizgających się powierzchni łożyska, z ciągłą samokompensacją luzu, które dodatkowo może zapewniać wymuszony obieg oleju smarującego bez dodatkowych mechanizmów zasilających.The aim of the invention is to obtain a plain bearing which, during the entire service life, ensures tight contact of the sliding surfaces of the bearing, with continuous self-compensation of the play, which can additionally ensure forced circulation of the lubricating oil without additional power mechanisms.

Łożysko ślizgowe według wynalazku charakteryzuje się tym, że ma na powierzchni zewnętrznej wału wykonany spiralny rowek o zmiennej głębokości, w którym osadzony jest ślizgowy element pośredni.The plain bearing according to the invention is characterized in that it has a helical groove of variable depth on the outer surface of the shaft, in which the intermediate sliding element is seated.

Korzystnym jest w tej postaci rozwiązania łożyska ślizgowego według wynalazku gdy szerokość szczeliny pomiędzy sąsiednimi zwojami ślizgowego elementu pośredniego jest większa od 0,01 mm.In this embodiment, it is advantageous to design the plain bearing according to the invention when the width of the gap between adjacent turns of the intermediate sliding element is greater than 0.01 mm.

Łożysko ślizgowe w odmianie postaci wykonania według wynalazku charakteryzuje się tym, że ślizgowy element pośredni osadzony jest w rowku wykonanym na wale, przy czym wspomniany rowek ma zmienną głębokość i dno tego rowka umieszczone jest na promieniu malejącym w kierunku obrotu wału.The plain bearing in a variant of the embodiment according to the invention is characterized in that the intermediate sliding element is seated in a groove made on the shaft, said groove having a variable depth and the bottom of this groove located on a radius decreasing in the direction of shaft rotation.

Korzystnym jest w tej odmianie wykonania wynalazku, gdy powierzchnia zewnętrzna ślizgowego elementu pośredniego jest powierzchnią walcową, a powierzchnia wewnętrzna ślizgowego elementu pośredniego jest powierzchnią zwiniętą spiralnie.It is advantageous in this embodiment of the invention if the outer surface of the interface slide is a cylindrical surface and the inside surface of the intermediate slide is a spiral wound surface.

Zaletą tale skonstruowanego łożyska jest uzyskanie bezłuzowej i bezdrganiowej pracy łożyska w czasie całego okresu eksploatacji, co uzyskuje się poprzez odpowiednią konstrukcję ślizgowego elementu pośredniego przesuwnego względem pozostałych elementów łożyska. Dodatkowo klinowy kształt ślizgowego elementu pośredniego pozwala na ciągłą kom4The advantage of the plates of the constructed bearing is the achievement of clearance-free and vibration-free operation of the bearing during the entire period of operation, which is achieved by the appropriate design of the sliding intermediate element that is displaceable in relation to other bearing elements. In addition, the wedge shape of the intermediate sliding element allows for a continuous com4

182 621 pensację luzu bez konieczności ingerencji osób obsługujących urządzenie. Natomiast dzięki spiralnemu kształtowi ślizgowego elementu pośredniego łożysko ma cechy łożyska samosmarującego, a ślizgowy element pośredni jest równocześnie elementem wywołującym ruch oleju chłodzącego.182 621 slack compensation without the need for intervention of the operating personnel. On the other hand, thanks to the spiral shape of the intermediate sliding element, the bearing has the characteristics of a self-lubricating bearing, and the intermediate sliding element is also an element that causes the cooling oil movement.

Wynalazek został bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, gdzie fig. 1 przedstawia przekrój osiowy łożyska, fig. 2 - przekrój osiowy łożyska w innym przykładzie wykonania, fig. 3, 4 - odmiany wykonania ślizgowych elementów pośrednich, fig. 5, 6 - odmiany osadzania ślizgowego elementu pośredniego w łożysku, fig. 7 i 8 - odmianę postaci łożyska ślizgowego posiadającego ślizgowy element pośredni o postaci zwiniętego pierścieniowo klina.The invention is explained in more detail in an embodiment in the drawing, where Fig. 1 shows an axial section of a bearing, Fig. 2 - an axial section of a bearing in another embodiment, Fig. 3, 4 - variants of the intermediate sliding elements, Fig. 5, 6 - variants 7 and 8 - a variation of the form of a sliding bearing having an intermediate sliding element in the form of a ring-wound wedge.

Łożysko ślizgowe według wynalazku w przykładzie wykonania uwidocznionym na fig. 1 posiada ślizgowy element pośredni 1, o kształcie jak na fig. 4, osadzony w rowku na wale 2 wewnątrz korpusu 3. Korpus 3 łożyska zaopatrzony jest w pierścienie uszczelniające 4, rowki olejowe 5 i otwory olejowe 6. Ślizgowy element pośredni 1 ustalany jest na wale 2 za pomocą tulejki dystansowej 7. Ślizgowy element pośredni 1 ma postać spiralnie zwiniętego klina o zmiennej liniowo grubości G wzdłuż jego długości, a także po długości wału 2. Sposób osadzenia ślizgowego elementu pośredniego 1 w rowku 8 na wale 2 uwidoczniono na fig. 5. Ślizgowy element pośredni 1 jest osadzony w rowku 8 przesuwnie, przy czym szerokość szczeliny H pomiędzy sąsiednimi zwojami ślizgowego elementu pośredniego 1 jest większa od 0,01 mm.The plain bearing according to the invention in the embodiment shown in Fig. 1 has an intermediate sliding element 1, shaped as in Fig. 4, seated in a groove on the shaft 2 inside the housing 3. The bearing housing 3 is provided with sealing rings 4, oil grooves 5 and oil holes 6. The intermediate sliding element 1 is fixed on the shaft 2 by means of a spacer sleeve 7. The intermediate sliding element 1 is in the form of a spirally wound wedge with a linearly variable thickness G along its length and along the length of the shaft 2. Mounting method of the intermediate sliding element 1 FIG. 5 shows a groove 8 on the shaft 2. The intermediate sliding piece 1 is slidably mounted in the groove 8, the gap width H between adjacent turns of the intermediate sliding piece 1 being greater than 0.01 mm.

Łożysko ślizgowe uwidocznione na fig. 2 posiada odmienny ślizgowy element pośredni 1, uwidoczniony w przykładzie wykonania na fig. 3. W tym przypadku ślizgowy element pośredni 1 jest również osadzony w spiralnym rowku 8 usytuowanym na powierzchni wału 2 przesuwnie tak, że możliwy jest jego obrót względem wału 2. Ślizgowe elementy pośrednie 1 wykonane według wynalazku mogą być pokryte znanymi materiałami przeciwciemymi, mają różną konstrukcję i tak ślizgowy element pośredni 1, uwidoczniony na fig. 3 ma zewnętrzną powierzchnię 9, zawierającą się w powierzchni walcowej a jego wewnętrzna powierzchnia 10 ma postać powierzchni śrubowo-spiralnej o malejącym promieniu R. Natomiast ślizgowy element pośredni 1 uwidoczniony na fig. 4 posiada zewnętrzną powierzchnię 9 zawartą w powierzchni walcowej oraz wewnętrzną powierzchnię 10 zawartą w powierzchni stożkowej. Ślizgowe elementy pośrednie 1 mogą mieć wykonane promienie, ścięcia i zaokrąglenia krawędzi.The plain bearing shown in Fig. 2 has a different intermediate sliding element 1 shown in the embodiment in Fig. 3. In this case, the intermediate sliding element 1 is also seated in a helical groove 8 arranged on the surface of the shaft 2 so that it can be rotated. with respect to shaft 2. Intermediate sliding elements 1 made according to the invention may be coated with known anti-fog materials, have a different design, and thus the intermediate sliding element 1 shown in Fig. 3 has an outer surface 9 contained in a cylindrical surface and its inner surface 10 has the form of a helical-helical surface with a decreasing radius R. In contrast, the intermediate sliding element 1 shown in Figure 4 has an outer surface 9 contained in a cylindrical surface and an inner surface 10 contained in a conical surface. The intermediate sliding elements 1 can be radiused, chamfered and edge rounded.

Ślizgowe elementy pośrednie w szczególnych rozwiązaniach według wynalazku są ustalane w łożysku w różny sposób i tak w przykładach wykonania uwidocznionych na fig. 1, 2, 5, 6 - są one ustalone w spiralnym rowku 8 wykonanym w wale 2 - w czopie wału tak, że mogą się przesuwać i obracać wzdłuż spiralnego rowka 8, przy czym wspomniany rowek może być również wykonany w tulejce naciśniętej na wał, czop.In particular solutions according to the invention, the intermediate sliding elements are positioned in the bearing in various ways, and so in the embodiments shown in Figs. 1, 2, 5, 6 - they are fixed in a spiral groove 8 made in the shaft 2 - in the shaft journal so that can slide and rotate along a helical groove 8, said groove also being provided in a bush pressed against a shaft, pin.

Łożysko ślizgowe w przykładzie wykonania w nowej odmianie postaci według wynalazku, przedstawionej na fig. 7 i 8 zawiera ślizgowy element pośredni 1' o postaci zwiniętego pierścieniowo klina osadzonego obrotowo w rowku na wale 2.The plain bearing in the embodiment of the new variant of the embodiment according to the invention shown in Figures 7 and 8 comprises an intermediate sliding element 1 'in the form of a ring-wound wedge rotatably mounted in a groove on the shaft 2.

Praca łożyska ślizgowego zrealizowanego według wynalazku i uwidocznionego na fig. 1, 2, 7, 8 polega na tym, że obrót walu 2 względem korpusu 3 łożyska powoduje obrotowe przesunięcie ślizgowego elementu pośredniego 1 względem wału 2 oraz wypychanie ślizgowego elementu pośredniego 1 na zewnątrz w wyniku czego następuje zlikwidowanie luzu obwodowego łożyska pomiędzy zewnętrzną powierzchnią. 9 ślizgowego elementu pośredniego 1 a korpusem 3. Dalsze zakleszczenie łożyska uniemożliwia sposób doboru kąta zbieżności a ślizgowego elementu pośredniego 1 taki aby zabezpieczyć właściwą samohamowność pomiędzy ślizgowym elementem pośrednim 1 a powierzchnią wału 2.The operation of the plain bearing realized according to the invention and shown in FIGS. 1, 2, 7, 8 is that the rotation of the shaft 2 in relation to the bearing body 3 causes the intermediate sliding piece 1 to rotate relative to the shaft 2 and to push the intermediate sliding piece 1 outwards as a result of which results in the elimination of the circumferential clearance of the bearing between the outer surface. 9 of the intermediate sliding element 1 and the body 3. Further jamming of the bearing prevents the selection of the taper angle a of the intermediate sliding element 1 in such a way as to ensure proper self-locking between the intermediate sliding element 1 and the shaft surface 2.

182 621182 621

1 91 9

FlO. 6.FlO. 6.

182 621182 621

Fie^. i.Fie ^. and.

4 5 4 74 5 4 7

FIG. 2.FIG. 2.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.Publishing Department of the UP RP. Mintage 60 copies. Price PLN 2.00.

Claims

Patent claims

1. Plain bearing having a housing provided with grooves and oil holes, a shaft on which an intermediate sliding element is rotatably mounted, the outer sliding surface of which rests against the inner surface of the housing and the inner surface of the intermediate sliding element abuts the shaft surface, the intermediate sliding element having a form of a spiral wound wedge of preferably linear thickness along its length, characterized in that it has a spiral groove (8) of variable depth on the outer surface of the shaft (2) in which the intermediate sliding element (1) is mounted.

2. The plain bearing according to claim 1 The device according to claim 1, characterized in that the width of the gap (H) between adjacent turns of the intermediate sliding element (1) is greater than 0.01 mm.

3. Plain bearing having a body provided with grooves and oil holes, a shaft, an intermediate sliding element, the outer sliding surface of which rests against the inner surface of the bearing body, in which the intermediate sliding element is in the form of a ring-wound wedge, characterized in that the intermediate sliding element ( 1 ') is seated in a groove (8) made on the shaft (2), said groove (8) having a variable depth and the bottom of this groove located on a radius (R) decreasing in the direction of shaft rotation.

4. The plain bearing according to claim 1 3. The device as claimed in claim 3, characterized in that the outer surface (9) of the intermediate sliding element (1 ') is a cylindrical surface and the inner surface (10) of the intermediate sliding element (1') is a spiral wound surface.