ПОДШИПНИК СКОЛЬЖЕНИЯ

Полезная модель относится к машиностроению и может найти применение в насосах, например, в погружных насосах, в компрессорах и в других агрегатах, в которых возникают значительные по величине осевые силы и работа которых осуществляется в сложных, например в химически агрессивных средах или в высокотемпературных средах.
Известен подшипник скольжения содержащий расположенные в его корпусе чередующиеся металлические и упругие элементы, а также устройство для их осевого поджатия (А.С.СССР №616451, F 16 С 25/02, БИ №27 за 1978 г.).
Недостатком данного решения является недостаточная надежность и ресурс работы подшипника скольжения, особенно при работе в условиях значительных по величине осевых сил, а также в агрессивных средах и при высоких температурах.
Задачей на решение которой направлена заявляемая полезная модель является повышение надежности и долговечности подшипников скольжения, особенно работающих в условиях значительных осевых нагрузок или в химически агрессивных средах при высоких температурах.
Указанная задача решается тем, что подшипник скольжения, содержащий упругие элементы дополнительно содержит, по меньшей мере две опоры, соединенные с размещенными между ними дисками посредством упругих элементов и элементов фиксации, причем в дисках выполнены пазы, а, по меньшей мере, часть поверхности опор выполнена с отклонением от плоскостности не более чем на 5 мкм.
В подшипнике скольжения одна из опор может быть выполнена неподвижной, а другая с возможностью перемещения.
В подшипнике скольжения в качестве упругих элементов могут быть использованы кольцевые прокладки, которые могут быть выполнены из масло-термо-бензостойкого материала, например PC-264 или PC-264-5.
В подшипнике скольжения элементы фиксации могут быть выполнены с возможностью поворота относительно своей оси.
В подшипнике скольжения элементы фиксации могут быть выполнены в виде штифтов.
В подшипнике скольжения вал и штифты могут быть выполнены соосными.
В подшипнике скольжения не менее 30% поверхности штифта может контактировать с поверхностью паза диска.
В подшипнике скольжения, по меньшей мере, 50% поверхности диска может контактировать с упругим элементом.
В подшипнике скольжения диск может быть выполнен с возможностью фиксации от осевого смещения.
В подшипнике скольжения диск может быть выполнен из керамики.
В подшипнике скольжения деформация упругой прокладки может быть ограничена защитным элементом, в качестве которого может быть использована втулка.
В подшипнике скольжения в одном из дисков могут быть выполнены дополнительные проточки.
Полезная модель иллюстрируется фиг.1-4, где на фиг 1 представлен продольный разрез заявляемого подшипника скольжения (вал не показан), на фиг.2 - виде Б-Б показан паз на диске для размещения штифта, на фиг.3 - вид А-А с пазами на неподвижном диске для вымывания посторонних частиц, на фиг.4 - вид В-В, показан штифт с лыской.
Подшипник скольжения состоит из двух опор скольжения 1 и 2, причем опора 1 выполнена неподвижной относительно корпуса изделия, а опора 2
выполнена с возможностью перемещения (соосного вращения) относительно опоры 1. Опоры 1 и 2 соединены с дисками 3 и 4 посредством упругих элементов 5 и 6, а также элементов фиксации от взаимного разворота 7 и 8, причем упругие элементы 5 и 6 выполнены в виде кольцевых прокладок с отверстиями для установки элементов 7 и 8, а элементы фиксации 7 и 8 - в виде штифтов. В дисках выполнены пазы (вид Б-Б), например, радиальные для размещения в них штифтов 7 и 8. Деформация кольцевых прокладок 5 и 6 ограничена втулками 9, 10 и гайками 11, 12 соответственно. Фиксирование дисков 3 и 4 от смещения относительно своих опор обеспечивают гайки 11 и 12.
Как правило, диски в подшипниках скольжения изготавливают из достаточно твердого, но довольно хрупкого материала, например, из керамики с твердостью больше 80 HRC. Чтобы в данной ситуации обеспечить достижение заявляемого технического результата необходимо обеспечить отклонение от плоскостности, по меньшей мере, части контактирующей с ними поверхности опор на величину не более 5 мкм, т.е. необходимо при обработке, по меньшей мере, той части поверхности опоры, которая будет контактировать с диском, конструкцией подшипника скольжения обеспечить возможность для выхода обрабатывающего инструмента за пределы этой поверхности.
В заявляемой полезной модели штифты 7 и 8 выполнены в виде цилиндров со снятыми фасками, у которых на некотором расстоянии от одного из их торцев выполнены заглубления, т.е. выполнены плоские лыски. В свою очередь в дисках 3 и 4 выполнены пазы (вид Б-Б), в которых штифты 7 и 8 размещают таким, образом, что при работе подшипника скольжения часть поверхности паза контактирует с плоской лыской штифта, например, для обеспечения оптимальной работы желателен контакт не менее 30% поверхности и, кроме того, штифты, которые выполнены с возможностью поворачиваться вокруг своей оси и устанавливаться плоскостью к плоскости паза соответствующего диска,
позволяют обеспечить более полный их контакт, так как при работе подшипника, т.е. при развороте диска вокруг своей оси под воздействием сил трения, плоскость штифта «находит» плоскость паза диска.
Кольцевая прокладка из упругого материала обеспечивает более равномерное распределение осевого усилия, передаваемого от опоры 2, выполненной с возможностью перемещения (соосного вращения) относительно неподвижной опоры 1. Учитывая, что опорные диски, как правило, выполнены из твердого, но хрупкого материала, для обеспечения оптимального заявляемого результата, желательно наличие контакта, по меньшей мере, 50% поверхности диска с упругим элементом, в данном случае с кольцевой прокладкой.
При работе подшипника скольжения и появлении осевых сил происходит деформация кольцевой прокладки, обеспечивающей более мягкую (с уменьшенной вибрацией) и безшумную работу подшипника скольжения, и уменьшается вероятность ее разрушения. Для предотвращения данного эффекта (для уменьшения вибрации и шума и для равномерного распределения осевого усилия по поверхности контакта) предназначены втулки 9 и 10.
Гайки 11 и 12 обеспечивают фиксацию дисков 3 и 4 относительно опор 1 и 2 соответственно, а штифты 7 и 8 фиксируют соответствующие диски 3 и 4 от разворота, что совместно обеспечивает фиксированное положение дисков относительно своей опоры. А так как гайки 11 и 12 завинчиваются с незначительным усилием, то это дает возможность дискам «плавать» на кольцевой прокладке при контакте с прилегающими деталями, что позволяет оптимизировать работу подшипника скольжения.
Металлические детали подшипника скольжения могут быть изготовлены из коррозионно-стойких материалов, в случае работы подшипника скольжения в агрессивных средах или при высоких температурах (например, до 170°С). В качестве таких материалов могут быть выбраны - 12Х18Н10Т, 40Х13, Л63 и другие.
В подшипнике скольжения в неподвижном диске 1 дополнительно могут быть выполнены радиальные проточки (вид А-А), которые обеспечивают за счет действия центробежной силы, вымывание наружу из зоны контакта двух дисков попавших туда посторонних частиц, что особенно эффективно в случае работы подшипника, в среде допускающей наличие посторонних частиц.
Подшипник скольжения работает следующим образом. Неподвижная опора 1 с установленными на ней деталями фиксируется в корпусной детали изделия. Подвижная опора 2 с установленными на ней деталями фиксируется на валу изделия.
Осевое усилие от вала передается на подвижную опору 2, упругую прокладку 6 и
диск 4. Момент вращения от вала через шпонку передается на опору 2, а далее через штифт 8 к диску 4.
Осевое усилие от диска 4 передается на диск 3, а далее через упругую прокладку 5 и неподвижную опору 1 на корпусную деталь изделия. Момент трения от вращения диска 4 о диск 3 передается через штифт 7 и опору 1 к корпусной детали изделия.
В процессе работы штифты 7 и 8 самоустанавливаются в пазах (обеспечивая контакт по плоскости) соответствующих дисков, а упругие прокладки обеспечивают «плавание» жестких дисков на опорах. При значительных осевых усилиях деформацию упругих прокладок ограничивают втулки 9 и 10 и гайки 11 и 12 соответственно.
Использование заявляемого устройства позволит
- конструкцией осевого подшипника скольжения обеспечить возможность достижения повышенного качества опорной поверхности подвижной и неподвижной опор, на которые устанавливаются твердые антифрикционные диски;
- конструкцией и расположением фиксирующих штифтов обеспечить уменьшение контактного напряжения между штифтом и диском;
- конструкцией и расположением упругого элемента обеспечить «плавание» диска на опоре.
Все перечисленные конструктивные свойства обеспечат качество осевой опоры, а следовательно и ее долговечность и надежность.