RU147485U1 - Thrust Friction Bearing - Google Patents
Thrust Friction Bearing Download PDFInfo
- Publication number
- RU147485U1 RU147485U1 RU2014122225/11U RU2014122225U RU147485U1 RU 147485 U1 RU147485 U1 RU 147485U1 RU 2014122225/11 U RU2014122225/11 U RU 2014122225/11U RU 2014122225 U RU2014122225 U RU 2014122225U RU 147485 U1 RU147485 U1 RU 147485U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rollers
- heel
- thrust bearing
- diameter
- outer diameter
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
Упорный подшипник жидкостного трения, включающий кольцевую пяту и кольцевой подпятник, расположенные в корпусе машины, причем пята имеет гладкую рабочую закаленную поверхность, отличающийся тем, что на рабочей поверхности подпятника расположены выпуклые валики из мелкоигольчатого мартенсита высокой твердости, выступающие над поверхностью на 0,3-1,5 мм, боковые поверхности которых образуют совместно с пятой масляные клинья, создающие при вращении пяты гидродинамические силы, уравновешивающие осевые силы, действующие на вал машины, при этом валики расположены на рабочей поверхности подпятника под углом 10÷30° к радиальному направлению и отклонены навстречу вращению пяты, тянутся от внутреннего диаметра пяты до наружного диаметра D, образуя первую систему, на диаметре D=2Dрасположены начала валиков второй системы, продолжающиеся до наружного диаметра Dи находящиеся посередине между валиками первой системы, а на диаметре D=4Dрасположены начала валиков третьей системы, продолжающиеся до наружного диаметра Dи находящиеся посередине между валиками первой и второй систем, причём валики всех трёх систем на диаметрах, соответствующих началам валиков, отстоят друг от друга на расстоянии L=(1.5÷3)h.The thrust bearing of liquid friction, including an annular heel and an annular thrust bearing, located in the machine body, and the heel has a smooth hardened working surface, characterized in that convex rollers made of fine-needle martensite of high hardness are projected on the thrust bearing surface, projecting 0.3- over the surface 1.5 mm, the lateral surfaces of which form, together with the fifth, oil wedges that create hydrodynamic forces during rotation of the heel, balancing axial forces acting on the machine shaft, at the rollers are located on the working surface of the thrust bearing at an angle of 10 ÷ 30 ° to the radial direction and are deflected towards the rotation of the heel, stretch from the inner diameter of the heel to the outer diameter D, forming the first system, on the diameter D = 2D, the beginnings of the rollers of the second system are located, continuing to the outer diameter D and located in the middle between the rollers of the first system, and on the diameter D = 4D, the beginning of the rollers of the third system are located, extending to the outer diameter D and located in the middle between the rollers of the first and second system, and the rollers of all three systems at diameters corresponding to the beginnings of the rollers are spaced from each other at a distance L = (1.5 ÷ 3) h.
Description
Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в энергетике, судостроении, металлургии, для обеспечения долговечной, надежной работы оборудования (турбины, компрессоры, двигательные установки, центрифуги и т.д.) с возможностью редких остановок, при более простой в изготовлении и обслуживании конструкции упорного подшипника.The utility model relates to the field of mechanical engineering and can be used in energy, shipbuilding, metallurgy, to ensure the long-term, reliable operation of equipment (turbines, compressors, propulsion systems, centrifuges, etc.) with the possibility of rare stops, with an easier to manufacture and maintenance of the design of the thrust bearing.
Известный упорный подшипник жидкостного трения Мичелля [1, с. 102-106], [2, с. 84-86], состоящий из двух металлических вкладышей (корпусов), внутри которых расположены две упорных шайбы - неподвижная и вращающаяся вместе с валом. Между шайбами кольцеобразно расположен ряд стальных или бронзовых колодок (сегментов), залитых с рабочей стороны тонким слоем баббита. Каждый сегмент на противоположной стороне, которая залита баббитом, имеет ребро, относительно которого он может, в пределах нескольких градусов, поворачиваться. Во время вращения упорной шайбы, установленной на валу, масло вовлекается в зазор между шайбой и сегментами, автоматически поворачивает сегменты вокруг ребер и формирует масляные клинья, создающие гидродинамические силы, уравновешивающие осевые нагрузки машины. Равномерно распределенные нагрузки по сегментам получают чаще всего опирая их на упругие кольца, или на рычаги, или на шарики [2, с. 85].The well-known thrust bearing of Michelle liquid friction [1, p. 102-106], [2, p. 84-86], consisting of two metal inserts (housings), inside of which there are two thrust washers - fixed and rotating with the shaft. Between the washers, a series of steel or bronze blocks (segments) are annularly arranged, which are poured from the working side with a thin layer of babbitt. Each segment on the opposite side, which is flooded with babbitt, has an edge relative to which it can rotate within a few degrees. During the rotation of the thrust washer mounted on the shaft, the oil is drawn into the gap between the washer and the segments, automatically rotates the segments around the ribs and forms oil wedges that create hydrodynamic forces that balance the axial loads of the machine. Uniformly distributed loads across the segments are most often obtained by relying on elastic rings, or levers, or balls [2, p. 85].
Недостатком данного подшипника является сложность конструкции, высокие требования к точности изготовления деталей и их монтажу. Кроме того, такой подщипник плохо переносит резкие перегрузки [1, с. 464-465], что может привести к серьезным авариям [1, с. 467-470].The disadvantage of this bearing is the design complexity, high requirements for precision manufacturing of parts and their installation. In addition, such a nipple does not tolerate sharp overloads [1, p. 464-465], which can lead to serious accidents [1, p. 467-470].
Наиболее близким к заявляемому решению по технической сущности и достигаемому результату является упорный подшипник жидкостного трения [2, с. 84-86, фиг. 24, фиг. 25], рабочая часть которого состоит из пяты в виде кольца, установленного на валу, с гладкой рабочей поверхностью и кольцевого подпятника, опирающегося на корпус машины и имеющего со стороны пяты неподвижные сегменты, каждый из которых образован двумя плоскостями: параллельной рабочей плоскости пяты и наклонной к этой же плоскости. Наклоняя поверхность каждого сегмента при вращении пяты, за счет увлекаемого ею масла, формирует масляный клин, создает гидродинамическую силу поддержания пяты.Closest to the claimed solution on the technical nature and the achieved result is a thrust bearing fluid friction [2, p. 84-86, FIG. 24, FIG. 25], the working part of which consists of a heel in the form of a ring mounted on the shaft, with a smooth working surface and an annular thrust bearing on the machine body and having fixed segments on the heel side, each of which is formed by two planes: parallel to the heel working plane and inclined to the same plane. By tilting the surface of each segment during rotation of the heel, due to the oil carried away by it, forms an oil wedge, creates a hydrodynamic force to maintain the heel.
Известный упорный подшипник жидкостного трения требует высокой точности обработки для сегментов подпятника, которая достигается несколькими операциями - черновым и чистовым фрезерованием, черновым и чистовым шлифованием, доводкой (получением плоских вершин микронеровностей). В связи с тем, что сегменты выполняются без термообработки, этот подшипник нельзя использовать в режимах работы с пусками и остановками, во время которых он работает в условиях полусухого трения, что приводит к износу сырых рабочих поверхностей и, соответственно, снижению надежности работы машины в целом. Наклонная поверхность каждого сегмента данного подшипника располагается по радиусу, что создает движение масла в клиновой полости под углом к наклонной поверхности значительно меньше 90°. Этим снижается эффективность масляного клина сегмента (его грузоподъемность).The well-known thrust fluid friction bearing requires high precision machining for thrust bearing segments, which is achieved by several operations - rough and fine milling, rough and fine grinding, lapping (obtaining flat tops of microroughnesses). Due to the fact that the segments are performed without heat treatment, this bearing cannot be used in start-up and shutdown modes, during which it operates under conditions of semi-dry friction, which leads to wear on wet work surfaces and, consequently, a decrease in the reliability of the machine as a whole . The inclined surface of each segment of this bearing is located along the radius, which creates the movement of oil in the wedge cavity at an angle to the inclined surface is much less than 90 °. This reduces the effectiveness of the oil wedge of the segment (its carrying capacity).
Задачей полезной модели является создание упорного подшипника жидкостного трения, могущего работать при незначительном количестве пусков и остановок, не боящегося кратковременных перегрузок и не требующего высокоточного станочного оборудования и многочисленных операций при его изготовлении, не нуждающегося в доводке и простого в монтаже и эксплуатации.The objective of the utility model is to create a thrust fluid friction bearing that can work with a small number of starts and stops, is not afraid of short-term overloads and does not require high-precision machine equipment and numerous operations in its manufacture, which does not need to be finished and easy to install and operate.
Поставленная задача достигается тем, что в упорном подшипнике жидкостного трения, включающем кольцевую пяту с гладкой рабочей закаленной поверхностью и кольцевой подпятник, расположенные в корпусе машины, согласно полезной модели, на рабочей поверхности подпятника расположены выпуклые валики из мелкоигольчатого мартенсита, боковые поверхности которых образуют совместно с пятой клинья, при этом валики расположены на рабочей поверхности подпятника под углом 10°÷30° к радиальному направлению и отклонены навстречу вращению пяты, тянутся от внутреннего диаметра D0 пяты до наружного диаметра Dmax, образуя первую систему, на диаметре D1=2D0 расположены начала валиков второй системы, продолжающиеся до наружного диаметра Dmax и находящиеся посередине между валиками первой системы, а на диаметре D2=4D0 расположены начала валиков третьей системы, продолжающиеся до наружного диаметра Dmax и находящиеся посередине между валиками первой и второй систем, при этом валики всех трех систем на диаметрах соответствующих началам валиков отстоят друг от друга на расстоянии L=(1.5÷3)h, где h - ширина мартенситного валика.The problem is achieved in that in the thrust bearing of liquid friction, including an annular heel with a smooth working hardened surface and an annular thrust bearing located in the machine body, according to a utility model, convex rollers made of fine-needle martensite are located on the thrust bearing surface, the lateral surfaces of which form together with fifth wedges, while the rollers are located on the working surface of the thrust bearing at an angle of 10 ° ÷ 30 ° to the radial direction and are deflected towards the rotation of the heel, stretch from the inner diameter D 0 of the heel to the outer diameter D max , forming the first system, on the diameter D 1 = 2D 0 are the beginnings of the rollers of the second system, extending to the outer diameter D max and located in the middle between the rollers of the first system, and on the diameter D 2 = 4D 0 are the beginnings of the rollers of the third system, extending to the outer diameter D max and located in the middle between the rollers of the first and second systems, while the rollers of all three systems on the diameters corresponding to the beginnings of the rollers are spaced from each other at a distance L = (1.5 ÷ 3) h, where h - width martensitic roller.
Выполнение мартенситных валиков на рабочей поверхности износостойких пар трения на изделиях из конструкционных сталей, известно (см. патент РФ №2486002), однако такое расположение валиков возможно только для изделий работающих в тяжелых условиях с возвратно-поступательным движением.The implementation of martensitic rollers on the working surface of wear-resistant friction pairs on products made of structural steels is known (see RF patent No. 2486002), however, such an arrangement of rollers is possible only for products operating in difficult conditions with reciprocating motion.
На фиг. 1 показана схема упорного подшипника (разрез); на фиг. 2 - расположение мартенситных валиков на подпятнике нереверсивного упорного подшипника жидкостного трения; на фиг. 3 положение валиков относительно друг друга в начале любой системы.In FIG. 1 shows a diagram of a thrust bearing (section); in FIG. 2 - the location of the martensitic rollers on the thrust bearing non-reversible thrust bearing fluid friction; in FIG. 3 the position of the rollers relative to each other at the beginning of any system.
В предлагаемом подшипнике на валу машины установлена пята 1 выполненная из конструкционной стали, закаленная Т.В.Ч. со стороны рабочей поверхности 3 и подвергнутая шлифовке. Подпятник 2 опирается сферической поверхностью в корпус машины 4 и удерживается от поворота установочным болтом 5, на фиг. 3 обозначено 6 - поперечное сечение валика; между валиками пространство заполнено маслом; m - высота валика над поверхностью подпятника m=(0,3-1,5) мм; h - ширина валика, C - опорная поверхность валика. C=(h-2d); d - длина масляного клина d=3-4 мм; L - расстояние между валиками (минимальное) L=(1,5-3)h.In the proposed bearing, a
Масло подается через центральное отверстие в подпятнике, создает гидродинамические силы поддержания пяты на клиповых поверхностях мартенситных валиков и уходит в циркуляционную систему.The oil is fed through the central hole in the thrust bearing, creates hydrodynamic forces to support the heel on the clip surfaces of the martensitic rollers and goes into the circulation system.
Валики расположены на рабочей поверхности подпятника под углом 10°÷30° к радиальному направлению и отклонены навстречу вращению пяты, тянутся от внутреннего диаметра D0 пяты до наружного диаметра Dmax, образуя первую систему, на диаметре D1=2D0 расположены начала валиков второй системы, продолжающиеся до наружного диаметра Dmax и находящиеся посередине между валиками первой системы, а на диаметре D2=4D0 расположены начала валиков третьей системы, продолжающиеся до наружного диаметра Dmax и находящиеся посередине между валиками первой и второй систем, при этом валики всех трех систем на диаметрах соответствующих началам валиков отстоят друг от друга на расстоянии L=(1.5÷3)h, где h - ширина мартенситного валика.The rollers are located on the working surface of the thrust bearing at an angle of 10 ° ÷ 30 ° to the radial direction and are deflected towards the rotation of the heel, stretching from the inner diameter D 0 of the heel to the outer diameter D max , forming the first system, on the diameter D 1 = 2D 0 the beginning of the rollers of the second systems extending to the outer diameter D max and located in the middle between the rollers of the first system, and on the diameter D 2 = 4D 0 are the beginnings of the rollers of the third system, continuing to the outer diameter D max and located in the middle between the rollers of the first and second systems, while the rollers of all three systems at diameters corresponding to the beginnings of the rollers are spaced from each other at a distance L = (1.5 ÷ 3) h, where h is the width of the martensitic roller.
Подшипник работает следующим образом. Перед началом работы в центральное отверстие подпятника подают масло под давлением 150-200 КПа, которое заполняет масляные карманы между мартенситными валиками, после чего запускают машину вхолостую и окружную скорость подшипника доводят до значений выше 2-3 м/с. Масло, увлекаемое вращающейся пятой, втягивается в сужающийся клиновой зазор между пятой и наклонными бортами мартенситных валиков трех система а, 6, в, фиг. 2, где и создает гидродинамические силы поддержания. Пята «всплывает» (образует зазор) над опорными поверхностями валиков С (фиг. 3), полусухое трение переходит в жидкостное трение. После этого дают нагрузку машине и технологические осевые нагрузки полностью воспринимаются гидродинамическими силами поддержания. В связи с симметричным расположением мартенситных валиков на рабочей поверхности подпятника, направление вращения пяты может быть как по часовой стрелке, так и против.The bearing operates as follows. Before starting work, oil is fed into the central hole of the thrust bearing under a pressure of 150-200 KPa, which fills the oil pockets between the martensitic rollers, after which the machine is started idling and the peripheral speed of the bearing is brought to values above 2-3 m / s. The oil, carried away by the rotating heel, is drawn into the narrowing wedge gap between the heel and the inclined sides of the martensitic rollers of the three systems a, 6, b, FIG. 2, where it creates hydrodynamic forces of maintenance. The heel “pops up” (forms a gap) over the supporting surfaces of the rollers C (Fig. 3), semi-dry friction passes into liquid friction. After that they give the load to the machine and the technological axial loads are completely perceived by the hydrodynamic forces of support. Due to the symmetrical arrangement of martensitic rollers on the working surface of the thrust bearing, the direction of rotation of the heel can be either clockwise or counterclockwise.
Расположенные под углом α=10-30° (фиг. 2) к радиальному направлению мартенситные валики при вращении подшипника создают результирующее направление движение масла близкое к 90° по отношению к валикам, что является оптимальным для образования гидродинамических сил поддержания.Martensitic rollers located at an angle α = 10-30 ° (Fig. 2) to the radial direction during rotation of the bearing create the resulting direction of oil movement close to 90 ° with respect to the rollers, which is optimal for the formation of hydrodynamic support forces.
При случайных чрезмерных нагрузках, а также в случае аварийных ситуаций, подшипник переходит в условия работы с полусухим трением. Опорные поверхности валиков C (фиг. 3) нагреваются, однако они могут работать до тех пор, пока не начнется структурное превращение мелкоигольчатого мартенсита трения в аустенит (это соответствует массовой температуре в 840°C) на что необходимо достаточно времени, чтобы остановить машину и предотвратить аварию.In case of accidental excessive loads, as well as in case of emergency, the bearing goes into wet friction conditions. The supporting surfaces of the rollers C (Fig. 3) are heated, however, they can work until the structural transformation of finely needle friction martensite into austenite begins (this corresponds to a mass temperature of 840 ° C), which takes enough time to stop the machine and prevent an accident.
Работа подшипника заметно стабилизируется когда опорные поверхности C (фиг. 4) подвергают шлифовке и жидкостное трение наступает при меньших зазорах между закаленным слоем 2 (рабочей поверхностью) пяты и опорными поверхностями валиков C, причем все зазоры при этом практически одинаковы.The operation of the bearing is noticeably stabilized when the supporting surfaces C (Fig. 4) are subjected to grinding and fluid friction occurs with smaller clearances between the hardened layer 2 (working surface) of the heel and the supporting surfaces of the rollers C, all the clearances being almost the same.
Источники информации:Information sources:
1. С.М. Лосев. Паровые турбины и конденсационные устройства. Изд. Четвертое, переработанное и дополненное. НКТП СССР. Объединенное научно-техническое издательство. Главная редакция энергетической литературы. Москва - Ленинград. 1935. 528 с.1. S.M. Losev. Steam turbines and condensing devices. Ed. Fourth, revised and supplemented. NKTP USSR. Joint scientific and technical publishing house. The main edition of energy literature. Moscow - Leningrad. 1935.528 s.
2. Детали машин. Сборник материалов по расчету и конструированию в двух книгах. Издание второе, исправленное и дополненное. Книга II, под редакцией д.т.н., проф. Н.С. Ачеркана. Машниз. Москва. 1953. 560 с.2. Machine parts. A collection of materials on the calculation and design in two books. Second edition, revised and supplemented. Book II, edited by Doctor of Technical Sciences, prof. N.S. Acerkana. Machine. Moscow. 1953. 560 p.
3. RU 2466002 C1 МПК B23P/02 (2006.01)3. RU 2466002 C1 IPC B23P / 02 (2006.01)
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014122225/11U RU147485U1 (en) | 2014-05-30 | 2014-05-30 | Thrust Friction Bearing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014122225/11U RU147485U1 (en) | 2014-05-30 | 2014-05-30 | Thrust Friction Bearing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU147485U1 true RU147485U1 (en) | 2014-11-10 |
Family
ID=53384609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014122225/11U RU147485U1 (en) | 2014-05-30 | 2014-05-30 | Thrust Friction Bearing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU147485U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2628547C2 (en) * | 2016-01-12 | 2017-08-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Front friction heating bearing with registration of its operation regimes |
-
2014
- 2014-05-30 RU RU2014122225/11U patent/RU147485U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2628547C2 (en) * | 2016-01-12 | 2017-08-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Front friction heating bearing with registration of its operation regimes |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20140377063A1 (en) | Wind power plant having a sliding bearing | |
| US4345798A (en) | Reduction in wear of contacting surfaces | |
| EA035430B1 (en) | Groove-type dynamic pressure gas radial bearing | |
| WO2016183786A1 (en) | Mixed-type dynamic pressure gas radial bearing | |
| CN106286585A (en) | Sliding bearing | |
| RU2560202C1 (en) | Thrust bearing of liquid friction (versions) | |
| RU147485U1 (en) | Thrust Friction Bearing | |
| US2003316A (en) | High speed bearing | |
| EP2990670A1 (en) | Cage for rolling bearing | |
| Jingyang et al. | The load distribution of the main shaft bearing considering combined load and misalignment in a floating direct-drive wind turbine | |
| CN110131305A (en) | Thrust bearing of turbocharger device | |
| CN202560820U (en) | Elastic thrust sliding bearing | |
| CN109578431A (en) | The design method of surface micro-moulding in a kind of hydrodynamic combination bearing and bearing | |
| RU161497U1 (en) | RADIALLY THrust BALL BEARING UNIQUE BEARING | |
| JP2016003566A5 (en) | ||
| RU2560203C1 (en) | Radial bearing of liquid friction | |
| CN206495889U (en) | A kind of fan-shaped lubricating pad of Hydrodynamic-static Thrust Bearings in Water Turbo rectangle arc chamber | |
| RU2578938C2 (en) | Method of balancing axial loads on bearing surface of thrust bearings and thrust bearing therefor (versions) | |
| RU149368U1 (en) | NON-REVERSIBLE RADIAL LIQUID FRICTION BEARING | |
| RU161498U1 (en) | RADIALLY THrust BALL BEARING UNIQUE BEARING | |
| JP2018179291A (en) | Swing bearing and its processing method | |
| RU2651406C1 (en) | Combined bearing | |
| RU2727113C1 (en) | Oil-distributing devices of hydraulic unit | |
| RU2571484C1 (en) | Ball bearing | |
| RU2505719C1 (en) | Thrust plain bearing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20150531 |