SU1739098A1 - Опорный подшипник скольжени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области машиностроени , а именно к конструкци м подшипников скольжени , Цель изобретени  - повышение надежности подшипника скольжени  за счет увеличени  прот женности несущего масл ного сло  путем снижени  вихреобразовани . Опорный подшипник скольжени  содержит втулку с выборкой, выполненной на рабочей поверхности втулки в ненагруженной области. При этом каждый концевой участок выборки выполнен переменной глубины с профилем дна выборки в виде кубической параболы, а длина каждого концевого участка определ етс  из соотношени  V3 A d - 6 Д , где d -диаметр опорной цилиндрической поверхности втулки подшипника, А- глубина канавки. 2 ил. Ё

Description

Изобретение относитс  к машиностроению , а именно к конструкци м подшипников скольжени , и может быть использовано в опорах валов двигателей внутреннего сгорани .

Известен радиальный подшипник скольжени  типа втулки, котора  состоит из верхнего и нижнего полувкладышей. В верхнем полувкладыше выполнена широка  маслопровод ща  кольцева  канавка, котора  после сборки подшипника соедин етс  с двум  канавками такой же ширины, располагаемыми у поверхности разъема, причем в окружном направлении эти канавки имеют небольшую прот женность. Дополнительно в центральной части нижнего полувкладыша выполн етс  смазочна  канавка в форме осевого паза. Выполнение канавок в верхнем и нижнем полувкладышах увеличивает

зазор в подшипнике, что приводит к увеличению относительного эксцентриситета, а следовательно, к повышению устойчивости к вибраци м.

Недостатком радиального подшипника скольжени   вл етс  введение осевого смазочного паза в центральную часть нижнего полувкладыша,  вл ющуюс  зоной максимальных давлений при гидродинамическом режиме трени  вкладыша и вала, что снижает несущую способность поверхности подшипника и надежность узла трени .

Кроме того, в зоне обрыва канавок в нижнем полувкладыше течение смазки характеризуетс  в окружном направлении большими градиентами давлени , что способствует возникновению масл ного вихр , уменьшающего прот женность масл ного сло , что также снижает надежность узла трени 

а

ю о ю

00

Известен подшипник скольжени , содержащий вал и вкладыш, на рабочей поверхности которого выполнена кругова  незамкнута  канавка и р д параллельных дополнительных канавок с выходом в наименее нагруженную зону подшипника.

Выполнение круговой канавки и р да дополнительных с выходом в наименее нагруженную зону при работе узла в режиме граничного трени  повышает долговечность подшипника скольжени  за счет улучшени  температурного режима в результата интенсивной прокачки масла. Однако введение р да дополнительных канавок в наиболее нагруженную зону подшипника, работающего в режиме жидкостного трени  между вкладышем и валом, приводит к дроблению несущей поверхности и нарушению ее гладкости , а также к боковой утечке масла из несущего масл ного сло , в результате чего снижаетс  несуща  способность подшипника и его надежность.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  подшипник скольжени , содержащий втулку с выборкой , выполненной на рабочей поверхности втулки в ненагруженной области.

Расположение выборки в наименее нагруженной зоне освобождает нагруженную часть втулки от канавок и выборок, нарушающих гладкость поверхности и снижающих способность подшипника.

Недостатком известного подшипника  вл етс  вихреобразование в конце обрыва выборки, т.е. на входе в наиболее нагруженную область, где в результате резкого изменени  проходного сечени  выборки, а следовательно, и длины втулки в осевом направлении образуетс  зона высоких градиентов давлений, вызывающих образование вихрей, которые затрудн ют формирование эпюры давлени  в круговом масл ном канале . Это приводит к уменьшению прот женности несущего масл ного сло  и снижению надежности подшипника, работающего в режиме жидкостного трени .

Цель изобретени  - повышение надежности подшипника путем увеличени  прот женности несущего масл ного сло  за счет снижени  вихреобразовани .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в опорном подшипнике скольжени , содержащем втулку с выборкой, выполненной на рабочей поверхности втулки в ненагруженной области, каждый концевой участок выборки выполнен переменной глубины с профилем дна выборки в виде кубической параболы, а длина каждого концевого участка определ етс  из соотношени 

1 V 3 Л d + 6 А , где А- глубина выборки;

d - диаметр опорной цилиндрической поверхности втулки подшипника.

Выполнив каждый концевой участок выборки переменной глубины с профилей дна выборки в виде кубической параболы на длине, определ емой соотношением диаметра опорной цилиндрической поверхности втулки подшипника и глубины выборки по формуле V 3 A d + 6 А2 , получают плавное сопр жение внутренних поверхностей концевых участков выборки с опорной поверхностью втулки и обеспечивают плавное

формирование линий тока смазки на входе в нагруженную область подшипника и выходе из нее, что способствует снижению вихреобразовани . В результате этого увеличиваетс  прот женность несущего масл ного сло , увеличиваетс  максимальный зазор в наиболее нагруженной части подшипнике; и повышаетс  его надежность.

На фиг.1 представлен предлагаемый опорный подшипник скольжени , поперечное сечение; на фиг.2 - развертка внутренней опорной поверхности втулки с за вл емой выборкой на участках входа в нагруженную область и выхода из нее.

Опорный подшипник скольжени  содержит втулку 1, выборку 2, выполненную на рабочей поверхности 3 втулки 1 в ненагруженной области 4. Концевые участки 5 выборки 2 выполнены на длине I переменной глубины А с профилем дна 6 в виде

кубической параболы 7 и вход т в наиболее нагруженную область 8 втулки 1.

Смазка 9 подаетс  в подшипник через отверстие 10, выполненное в верхней части втулки 1. Втулка 1, имеюща  диаметр внутренней опорной поверхности d, может быть выполнена разъемной, состо щей из двух частей. Вал 11 вращаетс  по направлению стрелки 12. Выборка 2 может выполн тьс  различными технологическими способами

обработки материала.

Опорный подшипник скольжени  работает следующим образом.

Смазка 9 через отверстие 10 подаетс  под давлением на рабочую поверхность 3

втулки 1 и по выборке 2 по направлению стрелки 12 вращени  вала 11 поступает в наиболее нагруженную область 8 и выходит из нее по концевым участкам 5 выборки 2 на длине I, соответствующей изменению глубины А выборки 2 с профилем дна 6, измен ющегос  по кубической параболе 7.

Выполнение концевого участка выборки переменной глубины на входе в нагруженную область подшипника с профилем

дна в виде кубической параболы обеспечивает плавное сопр жение кривых внутренней поверхности втулки и выборки за счет равенства радиусов кривизны этих поверхностей .

Действительно, рассматрива  развертку (фиг.2) внутренней поверхности втулки с выполненной, согласно за вл емому решению , выборкой, нетрудно получить уравнение переходной кривой у(х) из условий сопр жени  внутренней поверхности втулки и выборки (т.Оч на фиг.2):

способность в случае реверса вращени  вала .

Использу  выражение радиуса кривизны

)233/2 1

i,,

I х 0у (х) I х 0

(5)

приравнива  RKp к величине d/2 + А где d - диаметр опорной цилиндрической поверхности втулки, и учитыва , что

при х 0, у(х) 0; у (х) 0(1)

при х I, у(х) Д, у1 (х) О

где А- глубина выборки.

Услови м (1) отвечает кубическа  парабола вида

у(х) ах2 - Ьх3

если положить а ЗА /I2, b 2Д /I3, где I - длина участка перехода, т.е.

у(х) A(x/l)2-(3-2x/l).

(2)

Аналогично, рассматрива  услови  плавного сопр жени  выходного участка (т.02 на фиг.2), а именно

при х 0, у(х) 0, у (х) 0; при х I, у(х) 0, у (х) О,

получаем уравнение переходной виде

у(х) ах3- Ьх + с,

где а 2 4- b 3. c A

|3|2

т.е.

«И 2 () -з(|) +,.

Вход щий в (4) и (2) параметр I определ етс  при наложении на кривую (1) дополнительного услови ,а именно обеспечив в т.Оч радиус кривизны переходной кривой, равный радиусу кривизны внутренней поверхности выборки. Это обеспечивает высокую степень плавности линий тока смазки на входе в масл ный клин, т.е. дополнительно снижает вихреобразование.

Выполнение концевого участка выборки переменной глубины на выходе из нагруженной области с профилем дна в виде кубической параболы снижает момент трени  в подшипнике и повышает несущую его

У(х)

х 3х ° d х

X

ИГ

X

Р-2Т).

(6)

25

получим уравнение дл  искомой величины

1+д- 7

30

откуда

1 V3 d А + 6 А2 .

(7)

Выполнение каждого концевого участка выборки переменной глубины с профилем дна выборки в виде кубической параболы 35 на длине, определ емой из соотношени  диаметра внутренней опорной поверхности втулки d и глубины выборки А по формуле

3 d А + 6 А .позволит уменьшить потери на трение в подшипниках на 0,1%, увели40 чить ресурс работы двигател , уменьшить затраты на капитальный ремонт, сэкономить топлива на 0,1%, улучшить экологическую обстановку, снизить расход металла за счет изготовлени  выборки (т.е. на резание

45 металла выборки).

Claims (1)

1. Формула изобретени  Опорный подшипник скольжени , содержащий втулку с выборкой, выполненной

   50 на рабочей поверхности втулки в ненагруженной области, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности путем увеличени  прот женности несущего масл ного сло  за счет снижени  вихреобразо55 вани , каждый концевой участок выборки выполнен переменной глубины с профилем дна выборки в виде кубической параболы, а длина каждого концевого участка определ етс  из соотношени 

   I V3 Ad -6Д4 где А- глубина выборки;

   а

   f

   d - диаметр опорной цилиндрической поверхности втулки подшипника

   j