PL217800B1 - Poprzeczne łożysko ślizgowe - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest stosowane w ogólnej budowie maszyn poprzeczne łożysko ślizgowe, którego działanie wykorzystuje tworzenie się hydrodynamicznego klina smarnego w celu zapewnienia minimalnych oporów ruchu.

W znanych, klasycznych rozwiązaniach poprzecznych łożysk ślizgowych obracający się wał unoszony jest w panwi dzięki tworzącemu się klinowi smarnemu, powstałemu przez hydrodynamiczne wtłaczanie środka smarnego w niewielką szczelinę między wałem i panwią łożyska. Środek smarny doprowadzany jest najczęściej pod ciśnieniem w strefę promieniowo obciążoną panwi, do rowka równoległego do osi łożyska i zamkniętego na obu końcach, oraz z którego rozprowadzany jest on na całą szerokość panwi. Dla zmniejszenia oporów ruchu wynikających z tarcia oraz w celu zwiększenia nośności łożyska stosowane są różne modyfikacje konstrukcyjne i materiałowe, przykładowo przez odpowiednio dobrane materiały panwi lub poprawianie warunków dostarczania środka smarnego.

W rozwiązaniu łożyska przedstawionym w opisie patentowym DE 3519686 wykorzystany jest efekt wyższego ciśnienia środka smarnego w klinie smarnym od ciśnienia w kanale zasilającym dla zintensyfikowania przepływu środka smarnego przez łożysko z efektem poprawy odprowadzania ciepła i zwiększenia trwałości łożyska. Patrząc w kierunku obrotów wału, przed usytuowanym w strefie obciążonej łożyska rowkiem, do którego doprowadzany jest kanał zasilający i od którego tworzy się klin smarny, wykonany jest rowek odpływowy środka smarnego. Skutek może być powiększony przez równoległe doprowadzenie środka z kanału zasilającego do drugiego rowka, usytuowanego za strefą klina smarnego oraz poprzez ukształtowanie półpanwi obciążonej i nieobciążonej promieniami większymi od nominalnego a których osie przesunięte są względem osi środka nominalnego panwi. Podobną istotą promieniowego zróżnicowania powierzchni ślizgowej łożyska cechują się rozwiązania przedstawione w opisach wynalazku PL 141336 i wzoru użytkowego Ru 62492.

Rozwiązanie łożyska ślizgowego według niniejszego wynalazku podobnie jak w znanych łożyskach ma panew z rowkiem usytuowanym w strefie promieniowo obciążonej, równoległym do osi łożyska i zamkniętym na obu końcach oraz do którego doprowadzany jest pod ciśnieniem płynny środek smarujący. Istota rozwiązania polega na tym, że rowek ten stanowi szczelinę wylotową kanału pomostowego, połączonego na drugim końcu ze szczeliną wlotową położoną w punkcie największego hydrodynamicznego ciśnienia w klinie smarnym łożyska, natomiast szczelina wylotowa usytuowana jest w punkcie najmniejszej dynamicznej szczeliny między wałem a powierzchnią łożyskową panwi. Rozwiązanie wykorzystuje różnice ciśnień istniejących w klinie smarnym łożyska ślizgowego - patrząc w kierunku obrotów wału miejsce maksymalnego ciśnienia występuje przed miejscem najmniejszej szczeliny miedzy wałem a panwią. W wyniku wysokie ciśnienie przekazywane jest w obszar najmniejszej szczeliny, podnosząc nośność łożyska.

Korzystnym jest, gdy szerokość kanału pomostowego jest równa szerokości szczeliny wlotowej i szczeliny wylotowej.

Korzystnym jest również, gdy oś kanału pomostowego ma w przekroju poprzecznym kształt krzywoliniowy, łuku o promieniu łagodnie malejącym w stronę szczeliny wylotowej.

Konstrukcyjnie zalecanym jest rozwiązanie, w którym panew ma w powierzchni łożyskowej przelotowe wybranie z zamocowaną w nim wkładką, szczelnie przylegającą dolnymi powierzchniami obu końców do wybrania a w części środkowej na długości szczelin wylotowej i wlotowej mającą odsądzenie wyznaczające z wybraniem przestrzeń kanału pomostowego, natomiast górna powierzchnia wkładki ma krzywiznę o nominalnym promieniu powierzchni łożyskowej panwi.

Wynalazek przybliżony jest opisem przykładowego wykonania łożyska ślizgowego, przedstawionego w uproszczeniu modelowym na rysunku. Figura 1 przedstawia półpanew obciążoną łożyska w ujęciu perspektywicznym, fig. 2 widok z góry tej półpanwi, fig. 3 przekrój poprzeczny według linii A-A z fig. 2, natomiast fig. 4 schemat rozkładu ciśnienia hydrodynamicznego w łożysku.

Łożysko ślizgowe posiada dwuczęściową panew 1, w której obrotowo pasowany jest wał 2. Płynny środek smarujący doprowadzany jest do łożyska przez nie uwidoczniony na rysunku kanał zasilający wykonany w panwi 1 lub w wale 2. Obciążenie wału 2 wyznaczone jest siłą promieniową skierowaną w strefę dolną dolnej półpanwi 1 łożyska. W tworzącym się podczas obrotów wału 2 klinie smarnym występuje w punkcie A najwyższe ciśnienie hydrodynamiczne oleju pmax, natomiast wał 2 przemieszcza się względem nominalnej osi łożyska w zakresie luzu pasowania przyjmując w punkcie B najmniejszy wymiar szczeliny h. Patrząc zgodnie z kierunkiem obrotów wału 2 punkt A maksymalnego ciśnienia występuje przed punktem B najmniejszej szczeliny h miedzy wałem 2 a panwią 1.

PL 217 800 B1

Punkty A i B wyznaczają położenia dwóch szczelin 4 i 5, równoległych do osi łożyska i o długości nieco mniejszej od szerokości panwi 1 oraz połączonych zewnętrznie kanałem pomostowym 3 o szerokości równej szczelinom 4 i 5. W punkcie A znajduje się szczelina wlotowa 4 a w punkcie B szczelina wylotowa 5. W tym przykładowym wykonaniu panew 1 ma na powierzchni łożyskowej przelotowe wybranie 6, w którym zamocowana jest wkładka 7 przy pomocy dwóch wkrętów 8 z łbami zagłębionymi poniżej powierzchni łożyskowej. Wkładka 7 szczelnie przylega dolnymi powierzchniami obu końców do wybrania 6 a w części środkowej na długości szczelin 5 i 4 ma odsądzenie 9 wyznaczające z wybraniem 6 przestrzeń kanału pomostowego 3. W przekroju poprzecznym oś kanału pomostowego 3 ma kształt krzywoliniowy, łuku o promieniu łagodnie malejącym w stronę szczeliny wylotowej 5. Kształt kanału pomostowego 3 zapewnia łagodny wpływ oleju przez szczelinę wlotową 4 i wyrzucenie go pod ciśnieniem w szczelinę h między wałem 2 i panwią 1. Górna powierzchnia wkładki 7 ma krzywiznę o nominalnym promieniu powierzchni łożyskowej panwi 1. Dla produkcji łożysk odpowiedzialnych, względnie stosowanych w wyrobach wielkoseryjnych dodatkowe czynności badawcze związane z wyznaczeniem punktów A i B są w pełni uzasadnione na tle efektów zwiększenia nośności i trwałości łożyska.

Claims (4)

1. Poprzeczne łożysko ślizgowe, którego panew w strefie powierzchni łożyskowej promieniowo obciążonej ma równoległy do osi łożyska i zamknięty na obu końcach rowek, do którego doprowadzany jest pod ciśnieniem płynny środek smarujący, znamienne tym, że rowek ten stanowi szczelinę wylotową (5) kanału pomostowego (3), połączonego na drugim końcu ze szczeliną wlotową (4) położoną w punkcie (A) największego hydrodynamicznego ciśnienia w klinie smarnym łożyska, natomiast szczelina wylotowa (5) usytuowana jest w punkcie (B) najmniejszej dynamicznej szczeliny (h) między wałem (2) a powierzchnią łożyskową panwi (1).

2. Łożysko według zastrz. 1, znamienne tym, że szerokość kanału pomostowego (3) jest równa szerokości szczeliny wlotowej (4) i szczeliny wylotowej (5).

3. Łożysko według zastrz. 1, znamienne tym, że w przekroju poprzecznym oś kanału pomostowego (3) ma kształt krzywoliniowy, łuku o promieniu łagodnie malejącym w stronę szczeliny wylotowej (5).

4. Łożysko według zastrz. 1, znamienne tym, że panew (1) ma na powierzchni łożyskowej przelotowe wybranie (6) z zamocowaną w nim wkładką (7), szczelnie przylegającą dolnymi powierzchniami obu końców do wybrania (6) a w części środkowej na długości szczelin wylotowej (5) i wlotowej (4) mającą odsądzenie (9) wyznaczające z wybraniem (6) przestrzeń kanału pomostowego (3), natomiast górna powierzchnia wkładki (7) ma krzywiznę o nominalnym promieniu powierzchni łożyskowej