RU2726348C1 - Sliding bearing - Google Patents

Sliding bearing Download PDF

Info

Publication number
RU2726348C1
RU2726348C1 RU2019133054A RU2019133054A RU2726348C1 RU 2726348 C1 RU2726348 C1 RU 2726348C1 RU 2019133054 A RU2019133054 A RU 2019133054A RU 2019133054 A RU2019133054 A RU 2019133054A RU 2726348 C1 RU2726348 C1 RU 2726348C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
spring
sleeve
bushing
bearing
sliding bearing
Prior art date
Application number
RU2019133054A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Анатольевич Памфилов
Владимир Васильевич Капустин
Галина Анатольевна Пилюшина
Павел Геннадьевич Пыриков
Елена Викторовна Шевелева
Original Assignee
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет" filed Critical ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет"
Priority to RU2019133054A priority Critical patent/RU2726348C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2726348C1 publication Critical patent/RU2726348C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/24—Brasses; Bushes; Linings with different areas of the sliding surface consisting of different materials

Abstract

FIELD: machine building.SUBSTANCE: invention relates to machine building and can be used in supports of shafts of various machines, in particular in woodworking machines and equipment, textile machines, etc. Sliding bearing consists of two interconnected bushings – external (2) made of high-strength material and inner (1), made of antifriction material, between which closed space is located, where spring (3) and low-melting material (4) are located. Spring (3) is stretched and arranged in screw groove made on outer surface of inner bushing (1), and remaining free volume of groove is filled with low-melting material (4) by 90–95 %. Inner surface of outer bushing (2) and outer surface of inner bushing (1) are made conical, having the same taper, at that connection of inner and outer bushing (1, 2) is performed by means of stage-by-stage pressing. Modulus of elasticity of material of external bushing (2) is set equal to not less than 1.5–2 times the value of modulus of elasticity of material of inner bushing (1). Degree of expansion of spring (3) arranged in screw groove makes 20–35 % of its nominal length. Regular relief is created on working surface of inner bushing (1) of sliding bearing by method of surface plastic deformation, having increased antifriction and damping characteristics.EFFECT: increased serviceability, durability and heat resistance of the proposed sliding bearing.4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в опорах валов различных машин, в частности в деревообрабатывающих станках и оборудовании, станках текстильной промышленности и др.The invention relates to the field of mechanical engineering and can be used in the shaft supports of various machines, in particular in woodworking machines and equipment, textile machines, etc.

Известен подшипник скольжения, который состоит из двух втулок наружной - опорной и внутренней, выполненной из антифрикционного материала. Между этими втулками располагается внутренняя замкнутая полость, в которой по винтовой канавке укладывается упругий элемент в виде проволоки с предварительным натяжением. Затем располагается тканый материал, пропитанный связующим, образующий наружную обойму подшипника скольжения (патент RU, №2172678, КМП B29D 31/02 В29 С 53/56.).Known sliding bearing, which consists of two outer bushings - support and inner, made of antifriction material. Between these bushings there is an internal closed cavity, in which an elastic element in the form of a wire with a preliminary tension is placed along a helical groove. Then there is a woven material impregnated with a binder, which forms the outer cage of the plain bearing (patent RU, No. 2172678, KMP B29D 31/02 B29 C 53/56.).

Вместе с тем работоспособность такого подшипника остается недостаточной по причине наличия в функциональных антифрикционных поверхностных слоях неблагоприятных остаточных напряжений растяжения, а также вследствие возможного перегрева подшипникового узла из-за недостаточных показателей теплоемкости и теплопроводности антифрикционного материала внутренней втулки подшипникаAt the same time, the performance of such a bearing remains insufficient due to the presence of unfavorable residual tensile stresses in the functional antifriction surface layers, as well as due to possible overheating of the bearing assembly due to insufficient heat capacity and thermal conductivity of the antifriction material of the inner bearing sleeve

Близким к заявленному является подшипник скольжения, содержащий опорную втулку и вкладыш, выполненный из антифрикционного композитного материала, состоящего из древесной основы и сферических теплоотводящих элементов различного диаметра, распределенными по толщине вкладыша радиальными слоями с переменной концентрацией (патент RU, №2432508, КМП F16C 33/04 F16C 33/24).Close to the claimed one is a sliding bearing containing a support sleeve and an insert made of an antifriction composite material, consisting of a wood base and spherical heat-removing elements of various diameters, distributed over the thickness of the insert in radial layers with variable concentration (patent RU, No. 2432508, KMP F16C 33 / 04 F16C 33/24).

Теплоотводящие элементы выполнены в виде капсул, представляющих собой оболочку, заполненную легкоплавким эвтектическим сплавом. Недостатками этого подшипника является невысокая прочность и износостойкость, а также ограниченные температурные условия эксплуатации.The heat-removing elements are made in the form of capsules, which are a shell filled with a low-melting eutectic alloy. The disadvantages of this bearing are low strength and wear resistance, as well as limited temperature operating conditions.

Технической задачей, на решение которой направленно изобретение, является повышение работоспособности, долговечности и теплостойкости предложенного подшипника скольжения. Эта задача решается за счет создания в объеме материала внутренней втулки подшипника скольжения благоприятных остаточных напряжений сжатия и достижения в нем повышенной теплопроводности и теплоемкости за счет увеличения объема теплопоглощающего легкоплавкого материала и более рационального его размещения во внутренней полости подшипника скольжения.The technical problem to be solved by the invention is to improve the performance, durability and heat resistance of the proposed plain bearing. This problem is solved by creating favorable residual compressive stresses in the volume of the material of the inner sleeve of the sliding bearing and achieving increased thermal conductivity and heat capacity in it by increasing the volume of heat-absorbing low-melting material and its more rational placement in the inner cavity of the sliding bearing.

В результате обеспечивается следующий технический результат - повышение износостойкости и контактной усталостной прочности, за счет создания управляемых остаточных напряжений сжатия на рабочей поверхности и повышение теплоемкости подшипника скольжения.As a result, the following technical result is provided - an increase in wear resistance and contact fatigue strength, due to the creation of controlled residual compressive stresses on the working surface and an increase in the heat capacity of the plain bearing.

Поставленная цель достигается тем, что подшипник скольжения, состоящий из двух соединенных между собой втулок - наружной, выполненной из высокопрочного материала и внутренней, изготовленной из антифрикционного материала, между которыми расположена замкнутая пространство, где размещена пружина и легкоплавкий материал, отличающийся тем, что пружина находится в растянутом состоянии и размещена в винтовой канавке, выполненной на наружной поверхности внутренней втулки, а оставшийся свободный объем канавки заполнен легкоплавким материалом на 90-95%, внутренняя поверхность наружной втулки и наружная поверхность внутренней втулки выполняются коническими, имеющими одинаковую конусность, при этом соединение внутренней и наружной втулки осуществляется путем поэтапной запрессовки. Модуль упругости материала наружного кольца задается равным не менее 1,5-2 кратного значения модуля упругости материала внутреннего кольца, а степень растяжения пружины, размещаемой в винтовой канавке, составляет 20-35% от ее номинальной длины. На рабочей поверхности внутренней втулки подшипника скольжения создается регулярный рельеф способом поверхностного пластического деформирования, обладающий повышенными антифрикционными и демпфирующими характеристиками.This goal is achieved by the fact that a sleeve bearing, consisting of two interconnected bushings - an outer one made of high-strength material and an inner one made of antifriction material, between which there is a closed space where the spring is located and a low-melting material, characterized in that the spring is in a stretched state and placed in a helical groove made on the outer surface of the inner sleeve, and the remaining free volume of the groove is filled with low-melting material by 90-95%, the inner surface of the outer sleeve and the outer surface of the inner sleeve are tapered, having the same taper, while the connection of the inner and the outer sleeve is carried out by stepwise pressing. The elastic modulus of the outer ring material is set equal to at least 1.5-2 times the elastic modulus of the inner ring material, and the degree of tension of the spring placed in the helical groove is 20-35% of its nominal length. A regular relief is created on the working surface of the inner sleeve of the sliding bearing by surface plastic deformation, which has increased antifriction and damping characteristics.

На фиг. 1 изображена внутренняя втулка с металлической пружиной легкоплавким материалом готовая для запрессовки, на фиг. 2 - подшипник скольжения до запрессовки, на фиг. 3 подшипник скольжения после запрессовки.In FIG. 1 shows an inner sleeve with a metal spring of fusible material, ready for pressing, FIG. 2 - sleeve bearing before pressing, Fig. 3 sleeve bearing after pressing.

Подшипник содержит внутреннюю втулку 1 с винтовой канавкой по наружному диаметру, наружную втулку 2, металлическую пружину 3, легкоплавкий материал 4.The bearing contains an inner sleeve 1 with a helical groove in the outer diameter, an outer sleeve 2, a metal spring 3, a low-melting material 4.

Подшипник состоит из двух втулок - наружной 2 и внутренней 1. Наружную втулку 2 изготавливают из высокопрочного материала, например, стали 40Х, а внутреннюю 1 из антифрикционного материала, например, бронзы. При этом модуль упругости наружной втулки 2 задается равным не менее 1,5-2 кратного значения модуля упругости внутренней втулки 1.The bearing consists of two bushings - outer 2 and inner 1. The outer sleeve 2 is made of high-strength material, for example, steel 40X, and the inner 1 is made of antifriction material, for example, bronze. In this case, the elastic modulus of the outer sleeve 2 is set equal to at least 1.5-2 times the elastic modulus of the inner sleeve 1.

Внутреннюю поверхность наружной втулки 2 и наружную поверхность внутренней втулки 1 выполняются коническими, имеющими одинаковую конусность, и образуют в процессе осевой запрессовки посадку с натягом.The inner surface of the outer sleeve 2 and the outer surface of the inner sleeve 1 are tapered, having the same taper, and form an interference fit in the process of axial pressing.

На наружной поверхности внутренней втулки 1 нарезают винтовую канавку и навивают металлическую пружину 3. Пружина 3 находится в растянутом состоянии, при этом степень растяжения пружины, размещаемой в винтовой канавке, составляет 20-35% от ее номинальной длины.A helical groove is cut on the outer surface of the inner sleeve 1 and a metal spring 3 is wound. The spring 3 is in a stretched state, while the degree of tension of the spring placed in the helical groove is 20-35% of its nominal length.

В результате создание благоприятного уровня управляемых остаточных напряжений в функциональных поверхностных слоях внутренней втулки подшипника скольжения осуществляется за счет действия сжимающих нагрузок, формируемых растянутой пружиной 3 и вследствие посадки с натягом соединяемых втулок подшипников скольжения.As a result, the creation of a favorable level of controlled residual stresses in the functional surface layers of the inner sleeve of the sleeve bearing is carried out due to the action of compressive loads generated by the stretched spring 3 and due to the interference fit of the sleeve bearing bushings to be connected.

Таким образом, коническая посадка с натягом, наряду с сжимающей нагрузкой со стороны растянутой пружины, обеспечивают достижение возможности создания управляемых остаточных напряжений сжатия в функциональном поверхностном слое внутреннего диаметра подшипника, что способствует увеличению контактной усталостной прочности и износостойкости подшипника скольжения.Thus, the tapered interference fit, along with the compressive load from the side of the stretched spring, provides the possibility of creating controlled residual compressive stresses in the functional surface layer of the bearing inner diameter, which contributes to an increase in the contact fatigue strength and wear resistance of the plain bearing.

Кроме того, пружина 3 на наружной поверхности внутренней втулки 1 размещается в растянутом состоянии, то ее сжимающий эффект увеличивает демпфирующие характеристики подшипника скольжения. Такой же эффект обеспечивается за счет демпфирующих характеристик стыка неподвижной посадки втулок подшипника.In addition, the spring 3 on the outer surface of the inner sleeve 1 is placed in a stretched state, then its compressive effect increases the damping characteristics of the plain bearing. The same effect is achieved due to the damping characteristics of the joint of the fixed fit of the bearing bushings.

Винтовая канавка внутренней втулки 1 вместе с размещенной в ней пружиной 3 заполняется легкоплавким материалом 4 (фиг. 1), например, сплавом, содержащим 50% висмут, 28% свинец, 22% олово (Тпл=100°С); 53% висмут, 26% олово, 21% кадмий (Тпл=103°С). Объем легкоплавкого материала 4 составляет 90-95%), при этом лишний материал снимается с наружной поверхности внутренней втулки 1.The helical groove of the inner sleeve 1, together with the spring 3 placed therein, is filled with low-melting material 4 (Fig. 1), for example, an alloy containing 50% bismuth, 28% lead, 22% tin (T pl = 100 ° C); 53% bismuth, 26% tin, 21% cadmium (T pl = 103 ° C). The volume of low-melting material 4 is 90-95%), while the excess material is removed from the outer surface of the inner sleeve 1.

Теплопоглощение в процессе работы подшипника происходит за счет аккумуляции энергии, выделяющейся в результате трения в подшипнике скольжения, что способствует оптимизации температурного режима работы подшипникового узла. При этом температурный режим определяется температурой плавления используемого сплава.Heat absorption during the operation of the bearing occurs due to the accumulation of energy released as a result of friction in the plain bearing, which helps to optimize the temperature regime of the bearing assembly. In this case, the temperature regime is determined by the melting point of the alloy used.

Соединение внутренней 1 и наружной втулки 2 осуществляется путем поэтапной запрессовки с контролем внутреннего диаметра подшипника и введением его по мере необходимости в заданное поле допуска (фиг. 2 и фиг. 3). Поскольку соединение внутренней 1 и наружной втулок 2 выполняется по неподвижной конической посадке с натягом, путем поэтапной осевой запрессовки с текущем контролем внутреннего функционального диаметра внутренней втулки 1 и введения его по мере необходимости в заданное поле допуска, то этим также предоставляется возможность дополнительного регулирования напряженного состояния за счет осевого взаимного перемещения сопрягаемых втулок 1 и 2 и увеличения тем самым величины натяга и, соответственно, напряженного состояния соединяемых деталей подшипника. В процессе осевой запрессовки посадку с натягом, обеспечивающей, наряду с со сжимающей нагрузкой со стороны растянутой пружины 3, создание в функциональном поверхностном слое внутреннего диаметра подшипника остаточных напряжений сжатия.The connection of the inner 1 and the outer sleeve 2 is carried out by step-by-step pressing with the control of the inner diameter of the bearing and its introduction as necessary into the given tolerance field (Fig. 2 and Fig. 3). Since the connection of the inner 1 and the outer bushings 2 is made according to a fixed conical fit with an interference fit, by means of a phased axial pressing with the current control of the inner functional diameter of the inner sleeve 1 and its introduction as necessary into a given tolerance field, this also provides the possibility of additional regulation of the stress state for due to the axial mutual movement of the mating bushings 1 and 2 and thereby increasing the magnitude of the interference and, accordingly, the stress state of the bearing parts to be connected. In the process of axial pressing, an interference fit, which, along with the compressive load from the side of the stretched spring 3, creates residual compressive stresses in the functional surface layer of the bearing inner diameter.

Завершающей операцией изготовления подшипника скольжения является формирование на рабочей поверхности внутренней втулки подшипника скольжения регулярного рельефа, способом поверхностного пластического деформирования, что способствует увеличению износостойкости.The final operation in the manufacture of a sleeve bearing is the formation of a regular relief on the working surface of the inner sleeve of the sleeve bearing, by the method of surface plastic deformation, which contributes to an increase in wear resistance.

Claims (4)

1. Подшипник скольжения, состоящий из двух соединенных между собой втулок - наружной, выполненной из высокопрочного материала, и внутренней, изготовленной из антифрикционного материала, между которыми расположено замкнутое пространство, где размещена пружина и легкоплавкий материал, отличающийся тем, что пружина находится в растянутом состоянии и размещена в винтовой канавке, выполненной на наружной поверхности внутренней втулки, а оставшийся свободный объем канавки заполнен легкоплавким материалом на 90-95%, внутренняя поверхность наружной втулки и наружная поверхность внутренней втулки выполняются коническими, имеющими одинаковую конусность, при этом соединение внутренней и наружной втулки осуществляется путем поэтапной запрессовки.1. A sleeve bearing, consisting of two interconnected bushings - an outer one made of high-strength material and an inner one made of an antifriction material, between which there is a closed space, where the spring and a low-melting material are located, characterized in that the spring is in a stretched state and placed in a helical groove made on the outer surface of the inner sleeve, and the remaining free volume of the groove is filled with low-melting material by 90-95%, the inner surface of the outer sleeve and the outer surface of the inner sleeve are tapered, having the same taper, while the connection of the inner and outer sleeve carried out by step-by-step pressing. 2. Подшипник по п. 1, отличающийся тем, что модуль упругости материала наружной втулки задается равным не менее 1,5-2 кратного значения модуля упругости материала внутренней втулки.2. The bearing according to claim. 1, characterized in that the modulus of elasticity of the material of the outer sleeve is set equal to at least 1.5-2 times the value of the modulus of elasticity of the material of the inner sleeve. 3. Подшипник по пп. 1, 2, отличающийся тем, что степень растяжения пружины, размещаемой в винтовой канавке, составляет 20-35% от ее номинальной длины.3. The bearing according to PP. 1, 2, characterized in that the degree of tension of the spring placed in the helical groove is 20-35% of its nominal length. 4. Подшипник по пп. 1, 2, отличающийся тем, что на рабочей поверхности внутренней втулки подшипника скольжения создается регулярный рельеф способом поверхностного пластического деформирования, обладающий повышенными антифрикционными и демпфирующими характеристиками.4. The bearing according to PP. 1, 2, characterized in that a regular relief is created on the working surface of the inner sleeve of the sliding bearing by the method of surface plastic deformation, which has increased antifriction and damping characteristics.
RU2019133054A 2019-10-16 2019-10-16 Sliding bearing RU2726348C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019133054A RU2726348C1 (en) 2019-10-16 2019-10-16 Sliding bearing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019133054A RU2726348C1 (en) 2019-10-16 2019-10-16 Sliding bearing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2726348C1 true RU2726348C1 (en) 2020-07-13

Family

ID=71616586

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019133054A RU2726348C1 (en) 2019-10-16 2019-10-16 Sliding bearing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2726348C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0225569A2 (en) * 1985-12-02 1987-06-16 The B.F. Goodrich Company Method of making a bearing assembly
RU2123624C1 (en) * 1997-01-27 1998-12-20 Хабаровский государственный технический университет Method of manufacture of self-lubricating sliding bearing
RU2172678C1 (en) * 1999-12-31 2001-08-27 Хабаровский государственный технический университет Sliding bearing making method
RU2208724C2 (en) * 2001-07-23 2003-07-20 Хабаровский государственный технический университет Sliding bearing
RU2432508C2 (en) * 2007-11-20 2011-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия" Friction bearing

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0225569A2 (en) * 1985-12-02 1987-06-16 The B.F. Goodrich Company Method of making a bearing assembly
RU2123624C1 (en) * 1997-01-27 1998-12-20 Хабаровский государственный технический университет Method of manufacture of self-lubricating sliding bearing
RU2172678C1 (en) * 1999-12-31 2001-08-27 Хабаровский государственный технический университет Sliding bearing making method
RU2208724C2 (en) * 2001-07-23 2003-07-20 Хабаровский государственный технический университет Sliding bearing
RU2432508C2 (en) * 2007-11-20 2011-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия" Friction bearing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3068552A (en) Method of making a bearing
US9624645B2 (en) Double-structure bush and bearing assembly comprising same
US11067114B2 (en) Composite end connections
US2219054A (en) Bearing
RU2726348C1 (en) Sliding bearing
US20180274624A1 (en) Elastomeric bushing having embedded structures for improved thermal conductivity and damping capacity
CN111963568A (en) Electrically conductive and self-lubricating bearing bushing, bearing comprising same and method of manufacturing same
RU2370686C2 (en) Rubber-metal shock absorber
KR102076922B1 (en) Method of forming a bearing component
JP5130886B2 (en) Rolling screw device and manufacturing method thereof
EP3298290A2 (en) Composite shaft arrangement with load introduction elements
CN108223122A (en) For the connecting rod of the internal combustion engine with variable compression ratio
JP2015232382A (en) Cage for rolling bearing and rolling bearing
US3066404A (en) Method and apparatus for prestressing a remote power linear drive
US3471913A (en) Method of making a roller bearing and an elliptoidal inner ring therefor
WO2015108141A1 (en) Retainer for rolling bearing, manufacturing method thereof, and rolling bearing
RU2432508C2 (en) Friction bearing
US1789714A (en) Connecting-rod bearing
DE102015202140A1 (en) Bearing ring and associated plain bearing or rolling bearing
US9618040B2 (en) Double-structure bush and bearing assembly comprising same
RU2351812C1 (en) Plain bearing assembly
EP3504451A1 (en) Sliding bolt and plug-in coupling having a sliding bolt
CN104712494A (en) Screw drilling tool stator prepared from blend of PTFE and FEP, and fluorine-containing material applied to stator
US1808247A (en) Composition bushing and process of making the same
WO2020120966A1 (en) Composite material tubular member and method for its manufacture