Подшипник скольжения

Полезная модель относится к узлам и деталям машин, а именно к подшипникам скольжения, и может быть использована в узлах трения в машиностроении для повышения их надежности и срока эксплуатации.
Известен подшипник скольжения (патент на полезную модель RU №60155, МПК F16C 33/04, опубл. 10.01.2007 г.), имеющую внутреннюю поверхность трения и наружную поверхность с бандажом втулку, выполненную со сквозными отверстиями, диаметр которых на наружной поверхности превышает диаметр отверстий на внутренней поверхности трения, а внутри них размещены антифрикционные полимерные вставки с образованием на внутренней поверхности трения выступов с высотой, соответствующей толщине антифрикционного слоя.
Недостатком такого подшипника скольжения является отсутствие возможности контроля состояния подшипника и износа антифрикционных полимерных вставок во время эксплуатации. Таким образом, при достижении критического значения износа подшипник выходит из строя, что может привести к повреждению исполнительного механизма.
За прототип принят подшипник скольжения (патент на полезную модель RU №83303, МПК F16C 33/04, 27.05.2009 г.), содержащий внутреннюю поверхность трения втулку, выполненную со сквозными резьбовыми отверстиями, с закрепленными в них антифрикционными полимерными вставками.
Недостатком такого подшипника скольжения является отсутствие возможности контроля состояния подшипника и износа антифрикционных полимерных вставок во время эксплуатации. Выполнение сквозных отверстий цилиндрической формы резьбовыми позволяет надежно закрепить антифрикционные полимерные вставки с выступами на внутренней поверхности трения, однако не позволяет отслеживать высоту этих выступов в процессе эксплуатации подшипника, а также каким-либо образом осуществлять их перемещение. Следовательно, при достижении критического значения износа подшипник выходит из строя, что может привести к повреждению исполнительного механизма.
Задачей полезной модели является предотвращение выхода из строя подшипников скольжения технологических машин за счет мониторинга температуры в зоне контакта вкладыша подшипника и тела вращения.
Технический результат заключается в предотвращении выхода из строя подшипника скольжения технологических машин, то есть повышение надежности работы подшипника скольжения
Технический результат достигается при использовании подшипника скольжения, содержащего корпус, вкладыш, выполненный с резьбовыми сквозными отверстиями и снабженный антифрикционными полимерными вставками, притом, что антифрикционные полимерные вставки жестко закреплены на валах, соединенных с шаговыми электродвигателями, а вблизи вкладыша размещен датчик температуры, соединенный с блоком управления.
Применение датчика температуры позволяет фиксировать повышение температуры в зоне трения вкладыша подшипника и тела вращения, а при достижении критического значения (экстремальная ситуация) оперативно передать данную информацию на блок управления. В свою очередь блок управления передает напряжение к шаговым электродвигателям, которые позволяют антифрикционным полимерным вставкам двигаться поступательно в резьбовых отверстиях и своевременно выдвинуться, чтобы снять часть нагрузки с вкладыша и снизить его износ.
Своевременное и оперативное выдвижение антифрикционных полимерных вставок делает возможным работу подшипника при температуре в зоне трения выше критической в течение некоторого времени до остановки работы технологической машины, предотвращая схватывание контактных поверхностей втулки и вала, которое ведет к выходу из строя подшипника скольжения. Это позволяет предотвратить выход из строя подшипников скольжения технологических машин за счет мониторинга температуры в зоне контакта тела вращения и вкладыша, что позволяет продлить время безотказной работы подшипника скольжения.
Использование блока управления позволяет исключить человеческий фактор во время выдвижения антифрикционных полимерных вставок и осуществлять мониторинг работы подшипника скольжения в автоматическом режиме.
На фиг. 1. изображен общий вид подшипника скольжения.
На фиг. 2 показана схема элементов блока управления.
Подшипник скольжения состоит из корпуса 1 и вкладыша 2, на которых выполнены резьбовые сквозные отверстия 3. Резьбовые сквозные отверстия 3 снабжены антифрикционными полимерными вставками 4 с наружной резьбой. Антифрикционные полимерные вставки 4 жестко закреплены (например, запрессованы) на валах 5, соединенных с шаговыми электродвигателями 6, закрепленными на корпусе 1 подшипника скольжения.
Внутри корпуса 1, вблизи вкладыша 2 размещен датчик температуры 7, соединенный с блоком управления 8, состоящим из вторичного преобразователя 9, контроллера 10, драйвера 11, блока питания 12 и извещателя 13.
Шаговые электродвигатели 6 соединены с драйвером 11 посредством провода 14.
Работа предлагаемого подшипника скольжения осуществляется следующим образом.
В начале работы антифрикционные полимерные вставки 4 (изготовленные, например, из фторопласта-4 или другого материала с низким коэффициентом трения по металлу) расположены в резьбовых сквозных отверстиях 3 таким образом, что их контактирующая поверхность находится на одном уровне с контактирующей поверхностью вкладыша 2. Во время работы подшипника скольжения при нарушениях гидродинамического режима трения из-за нарушения системы смазки или других причин, режим трения между телом вращения и вкладышем 2 подшипника скольжения переходит в режим смешанного или граничного трения, что приводит к значительному увеличению коэффициента трения между ними. При этом возрастает температура в зоне контакта тела вращения и вкладыша 2 до определенного, критического значения, что фиксируется датчиком температуры 7, сигнал от которого поступает через вторичный преобразователь 9 в контроллер 10 блока управления 8. Контроллер 10 генерирует выходные сигналы, поступающие в драйвер 11. Контроллер 10 и драйвер 11 запитаны от блока питания 12. Затем драйвер 11 передает по проводам 14 заданное напряжение к шаговым электродвигателям 6, закрепленным на корпусе 1 подшипника скольжения. Шаговые электродвигатели 6 начинают вращать валы 5, которые закручивают антифрикционные полимерные вставки 4 внутри резьбовых сквозных отверстий 3 на заданное количество шагов. Антифрикционные полимерные вставки 4 сдвигаются в сторону тела вращения до тех пор, пока не упрутся в него. Поскольку коэффициент трения пластика по стали очень низок, антифрикционные полимерные вставки 4 снимают часть нагрузки с вкладыша 2, что позволяет снизить его износ. Одновременно контроллер 10 подает сигнал на извещатель 13, который сигнализирует о необходимости остановки работы технологической машины и замене подшипника.
Таким образом, использование подшипника скольжения, содержащего корпус, вкладыш, выполненный с резьбовыми сквозными отверстиями и снабженный антифрикционными полимерными вставками, жестко закрепленными на валах, соединенных с шаговыми электродвигателями, датчик температуры, размещенный вблизи вкладыша и соединенный с блоком управления, позволяет предотвратить выход из строя подшипника скольжения технологических машин, то есть повысить надежность его работы.