SE511801C2 - Glidlager - Google Patents

Description

15 20 25 30 511 801 I syfte att lösa dessa problem har man föreslagit att förse glidlager med spår fyllda av mjukare material, så att hårdare material och mjukare material omväxlar i glidskiktet, för att hârigenom erhålla förbättrade egenskaper med avseende pà nöt- nings- och utmattningsbeständighet.

Idén med spårförsedda lager är gammal. En av de första be- skrivningarna av denna lösning finns i brittiska patentskrif- ten 524 128 av den 30 juli 1940. Amerikanska patenten 2 757 055 av den 31 juli 1956, 2 971 248 av den 14 februari 1961 samt mera nyligen 4 400 099 av den 23 augusti 1983 be- skriver också spårförsedda lager för användning i förbrän- ningsmotorer. Bortsett från speciella detaljer hos de i dessa patent beskrivna och visade konstruktionerna har de allesam- mans gemensamt ett glidlager med omväxlande hårdare material och mjukare material. Ett annat särdrag hos dessa lager är att spåren med hårdare material har enhetligt djup och enhet- lig delning mellan spåren.

De ovan nämnda förslagen representerar visserligen en för- bättring framför konventionella släta lager för vissa till- lämpningar, men de beaktar inte vissa kännetecken hos speci- fika motorkonstruktioner och därmed specifika krav på lagrens prestanda. Med andra ord, anordnandet av spår med enhetligt djup och enhetlig delning medför en jämn fördelning av hårda- re material och mjukare material, vilket medför enhetliga egenskaper hos lagret oberoende av speciella krav på vissa områden av lagret.

Föreliggande uppfinning syftar därför till att erbjuda ett flerskiktat lager, vari mellanskiktet är försett med spår tvärs mot lagrets längdriktning fyllda med ett material, som är mjukare än materialet i mellanskiktet. l 999-09-24 10 15 20 25 30 511801 Det år sålunda föreliggande uppfinnings syfte att erbjuda ett flerskiktat lager med ett mellanskikt försett med spår utfor- made däri och fyllda med ett slit- eller glidmaterial, varvid en selektiv fördelning av hårdare material och mjukare mate- rial i valda områden av lagret är åstadkommen som funktion av speciella krav på lagrets funktion.

Ovannàmnda syfte uppnås genom ett på stödskiktet anbragt mel- lanskikt som över åtminstone en del av lageromkretsen uppvi- sar inbördes på avstånd anordnade spårpartier, som är fyllda med ett ett glidskikt bildande material, som är mjukare än materialet i mellanskiktet, eventuellt med ett diffusions- eller bindeskikt på spårpartiernas yta, varvid spårpartierna förlöper tvärs mot lagrets längdriktning. Enligt uppfinningen varierar djupen på de enskilda spårpartierna och/eller de in- bördes avstånden mellan två intilliggande spårpartier i lag- rets làngdriktning, varvid en minskning av avståndet mellan spåren eller en ökning av spårdjupet eller en kombination av dessa parametrar är vald i beroende av den förväntade fördel- ningen av det hydrodynamiska oljefilmtrycket. Denna utform- ning möjliggör i princip en lämpligare dimensionering av glidskiktet på de lagerpartier som är mer utsatta för höga belastningar och inriktningsfel av axeln. Den erbjuder också en enhetligare fördelning av trycken i dessa lagerpartier.

Uppfinningen förklaras fullstândigare i det följande med hänvisning till de bifogade ritningarna.

- Fig. 1, 2 och 3 år làngdsnitt av lager försedda med spår av varierande former och anordnade med enhetlig delning.

- Fig. 4 är ett làngdsnitt av ett flerskiktslager försett med spår av enhetligt djup och variabel delning mellan spåren.

I 999-09-24 10 15 20 25 30 511 801 - Fig. 5 är ett làngdsnitt av ett flerskiktslager försett med spår av varierande djup och enhetlig delning mellan spåren.

- Fig. 6 är ett längdsnitt av ett flerskiktslager försett med spår av varierande djup och varierande delning mellan spåren.

- Fig. 7 och 7a är diagram visande spårens verkan på maximi- trycket i lagret.

- Fig. 8 är en schematisk vy visande deformationen under belastning av det spåren fyllande materialet.

- Fig. 9 är ett jämförande diagram över tryckfördelningen på ett konventionellt slätt lager utan spår, på ett känt spår- försett lager och på lagret enligt föreliggande uppfinning.

- Fig. 10 är en schematisk vy av den~inneslutna vinkeln av tryckområdet i ett konventionellt slätt lager eller ett lager med jämnt fördelade spår.

- Fig. 10a är en schematisk vy av den inneslutna vinkeln för tryckomrádet i ett slätt lager med spår av variabelt djup och variabel delning.

- Fig. 11 visar stigningsvinkeln hos spåren i förhållande till lagrens tvärgående axel.

- Fig. 12 är en perspektivvy av lagret enligt föreliggande uppfinning försett med spår över hela sin periferiella längd.

- Fig. 13 är en perspektivvy av lagret enligt föreliggande uppfinning försett med spår på endast en del av den periferi- ella längden.

Fig. 1, 2 och 3 visar tre olika utformningar av spàrförsedda lager av den kända typen, bestående av ett stödskikt 1, ett mellanskikt 2 försett med spår, ett diffusions- eller binde- skikt 3 och ett slit- eller glidmaterial 4 som fyller spåren i mellanskiktet 2. I detta slags lager är spårens djup och delningen mellan spåren enhetliga, vilket bibringar lagret enhetliga egenskaper. 1999-09-24 15 20 25 30 511801 Lagret enligt föreliggande uppfinning visas i fig. 4, 5 och 6. Enligt dessa figurer är på stödskiktet ll avsatt ett mel- lanskikt 12 försett med spår fyllda med glidmaterial 14. Ett diffusions- eller bindeskikt 13 kan vara avsatt mellan mel- lanskiktet 12 och glidmaterialet 14. I den i fig. 4 avbildade utföringsformen har spåren i mellanskiktet enhetligt djup, men delningen mellan spåren är variabel. I det i fig. 5 visa- de utförandet àr spårens djup variabelt och delningen mellan spåren enhetlig. I utföringsformen enligt fig. 6 är både spårens djup och delningen mellan spåren variabla. Valet av något av dessa kännetecken eller en kombination av de båda eller av de tre utföringsformerna är en funktion av specifika krav på lagret. Exempelvis år det i samband med ett för höga belastningar utsatt lager rekommendabelt att anordna en stör- re mängd mjukare material, d.v.s. glidmaterial, på lagrets mest påkända parti. Detsamma gäller med avseende på de parti- er av lagret som måste kompensera inriktningsfel hos axeln.

Trycket längs lagrets längsgående tvärsnitt bestämmer en parabolisk variation. Insatsen av ett spår i lagret framkal- lar en förändring av tryckprofilen. Om spårets djup är större än det diametrala spelrummet, d.v.s. spelrummet mellan axeln och lagret, förändras tryckprofilen såsom visas i skissen i fig. 7. dylikt fall beroende på anordnandet av spåret, skulle två Samtidigt som en trycksànka skulle erhållas i ett trycktoppar ännu högre än den ursprungliga toppen skapas. Om spårets djup är lägre än oljefilmen mellan axeln och lagret, ändras emellertid den resulterande profilen såsom antyds i fig. 7a. Sålunda möjliggör anordnandet av spår med lämpligt djup och lämplig delning som funktion av specifika tryckvär- den en enhetligare fördelning av trycken på lagrets mest påkända partier med en utjämning av oljefilmens maximitryck 1 999-09-24 10 15 20 25 30 511 801 till följd av verkan av inducerad elastisk deformation av glidmaterialet (fig. 8).

Diagrammet i fig. 9 avbildar tryckfördelningen pä ett slätt lager utan spår, på ett konventionellt spårförsett lager och på ett spårförsett lager enligt föreliggande uppfinning.

Utformningen enligt uppfinningen erbjuder också en större innesluten vinkel för tryckområdet (fig. lOa) i jämförelse med den inneslutna vinkeln vid ett konventionellt spårförsett lager (fig.10), varigenom kavitationsomràdet minskas.

En annan viktig fördel sammanhänger med smörjningen; fördel- ningen med utjämning av trycktoppen leder till en ökning av modulen för tryckderivatan med avseende på lagrets kanter, vilket ger upphov till ett större flöde av smörjolja, så att oljetemperaturen reduceras och dess viskositet hålls högre.

Anordnandet av spår enligt föreliggande uppfinning kan täcka hela lagrets periferiella yta eller endast en del därav, såsom visas i fig. 12 respektive l3. Exempelvis kan det för vissa tillämpningar vara tillräckligt att anordna spår endast på bestämda partier av lagret, medan det i andra områden är av vikt att bibehålla en konventionell struktur för att fylla vissa krav.

Spåren är skruvlinjeformiga i lagrets axelriktning och måste anordnas enligt en vinkel varierande från 0° till 45°, såsom visas i fig. 11. Det är önskvärt att denna vinkel ligger så nära noll som möjligt. Det är att märka att en vinkel över vissa värden kan bli skadlig för glidlagret under dess arbe- te, exempelvis genom utdrivning av glidmaterial ur spåren. l 999-09-24

Claims (2)

10 15 20 511 801

1. Glidlager innefattande ett stödskikt (ll), ett på stöd- skiktet anbragt mellanskikt (12) som över åtminstone en del av lageromkretsen uppvisar inbördes på avstånd anordnade spàrpartier, som är fyllda med ett ett glidskikt bildande material, som är mjukare än materialet i mellanskiktet, even- tuellt med ett diffusions- eller bindeskikt på spårpartiernas yta, varvid spårpartierna förlöper tvärs mot lagrets längd- riktning, k ä n n e t e c k n a t av att djupen på de en- skilda spårpartierna och/eller de inbördes avstànden mellan två intilliggande spàrpartier varierar i lagrets längdrikt- ning, varvid en minskning av avståndet mellan spåren eller en ökning av spårdjupet eller en kombination av dessa parametrar är vald i beroende av den förväntade fördelningen av det hydrodynamiska oljefilmtrycket.

2. Glidlager enligt krav 1, k å n n e t e c k n a t av att spàravsnitten är anordnade i en vinkel av 0° till 45° i för- hållande till lagrets löpriktning. 1999-09-24