МЕХАТРОННЫЙ ПОДШИПНИК СКОЛЬЖЕНИЯ
MECHATRONIC SLIDING BEARING

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в роторных машинах, к которым предъявляются повышенные требования по надежности опорного узла.
Известен подшипник скольжения [1], который является наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению, содержащий корпус и размещенную в нем втулку из биметаллического материала. В таком подшипнике повышение работоспособности достигается за счет того, что прочность и жесткость втулки подшипника скольжения определяется свойствами стали, а параметры трения за счет тонкого слоя антифрикционного материала.
Недостатком данной опоры является то, что в процессе работы слой антифрикционного материала неизбежно изнашивается под действием сил сухого трения в моменты пуска и останова ротора и переменных гидродинамических сил на основном режиме работы. После изнашивания антифрикционного слоя поверхность вала начинает изнашиваться из-за контакта с более твердой, чем антифрикционный материал, поверхностью основы биметаллической втулки, выполняемой, как правило, из стали. При несвоевременном контроле данного процесса случается ситуация, когда цапфа вала не подлежит восстановлению и приходится вместе с втулкой подшипника скольжения заменять вал, что приводит к существенному увеличению затрат на эксплуатацию всей машины в целом.
Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении надежности системы "ротор - опоры" и уменьшении затрат в процессе эксплуатации путем контроля величины износа рабочей поверхности втулки подшипника скольжения.
Поставленная задача достигается тем, что в подшипнике скольжения, содержащем корпус и размещенную в нем втулку из биметаллического материала, в отличие от прототипа в слое антифрикционного материла втулки расположен изолированный провод, а корпус снабжен элементом электрического питания, соединенным с изолированным проводом и сигнальным устройством.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен мехатронный подшипник скольжения.
Мехатронный подшипник скольжения состоит из корпуса 1, в котором установлена втулка из биметаллического материала 2, в которой закреплен изолированный провод 3, причем его изолированная часть выступает в слое антифрикционного материала втулки на величину, равную предельному износу. В корпусе располагается элемент электрического питания 4, который соединен с проводом и сигнальным устройством 5, например светодиодом. В подшипнике скольжения вращается вал 6.
Устройство работает следующим образом: элемент электрического питания 4, установленный в корпусе 1, пропускает ток через заизолированный провод 3 и питает светодиод 5; при достижении износа антифрикционного слоя биметаллической втулки 2 предельной величины происходит интенсивный износ изоляции провода 3, после нарушения сплошности которой произойдет уменьшение силы тока в цепи и, соответственно, произойдет реакция в сигнальном устройстве, например уменьшение силы света в световом диоде. Уменьшение силы света на сигнальном устройстве свидетельствует о том, что необходимо произвести замену втулки подшипника скольжения.
Предельная величина износа устанавливается на основании теоретических расчетов и результатов экспериментальных исследований, что, в свою очередь, определяет глубину залегания заизолированного провода в стальной части биметаллической втулки подшипника скольжения.
Данное изобретение позволяет значительно уменьшить риск возникновения внезапного отказа системы «ротор - опоры», тем самым повышая ее надежность за счет контроля параметров износа, и снизить затраты на эксплуатацию всей машины в целом.
Источники информации
1. ГОСТ 24832-81 Втулки биметаллические и вкладыши толстостенные биметаллические подшипников скольжения. Типы и основные размеры. (Прототип)
2. ГОСТ 28813-90 Подшипники скольжения. Металлические многослойные материалы для тонкостенных подшипников скольжения.