ПОДШИПНИК СКОЛЬЖЕНИЯ
SLIDE BEARING

Изобретение относится к области машиностроения и может найти применение при изготовлении подшипников скольжения для вращающихся валов технологического оборудования, эксплуатируемого в нефтегазовой отрасли.
Известны материалы, используемые для изготовления втулок или вкладышей подшипников скольжения, которые обладают хорошей прирабатываемостью, низким коэффициентом жесткости, но в тоже время недостаточной износостойкостью и вибростойкостью [1, 5]. Также, существует ряд технических решений, в рамках которых предлагается изменить действующую конструкцию подшипникового узла оборудования, выходя за рамки требований нормативной и регламентирующей документации, с целью повышения его надежности.
Наиболее близким аналогом из известных является подшипник скольжения дейдвудного устройства судна [2], отличительной особенностью которого от общепринятых является изменение самой конструкции дейдвудного устройства и установка упругого элемента. Использование упругого элемента, расположенного по всему диаметру и по длине подшипника, позволяет увеличить площадь контакта вала на вкладыши и уменьшить длину подшипника скольжения в 2-3 раза при условии сохранения грузоподъемности самого подшипника. Информация о материале упругого элементов отсутствует. Вкладыш изготовлен из капролона.
Недостатками конструкции являются ее сложность и высокая стоимость в изготовлении и проведении ремонта. Отсутствие возможности диагностического исследования без полной разборки самого подшипника.
Наиболее близким аналогом может также служить подшипник скольжения дейдвудного устройства судна [3], который включает в себя установку упругих демпфирующих элементов, изготовленных из пористых элементов из спрессованной проволоки марки 36НХТЮ ГОСТ 14118-85. Демпфирующие элементы в виде прямоугольных сегментов устанавливаются в специальные пазы, позволяя повысить площадь контакта вала на вкладыши, снизить контактные статические и динамические удельные нагрузки. Вкладыш изготовлен из углепластика марки ФУТ на основе фенольных термореактивных полимерных матриц и углеродных тканей.
Недостатками данной конструкций также являются ее сложность и высокая стоимость в изготовлении, проведении ремонта и отсутствие возможности диагностического исследования без полной разборки самого подшипника.
Технической задачей, решаемой изобретением, является разработка конструкции подшипника скольжения для вращающегося вала на основе действующих нормативных, регламентирующих и справочных документов с повышенными эксплуатационными характеристиками, позволяющими повысить надежность работы технологического оборудования.
Для решения поставленной задачи предлагается подшипник скольжения, имеющий корпус и установленные в него сегменты (вкладыши), отличающийся тем, что сегменты, изготовленные из материалов углепластика марки ФУТ и резины, обработаны по внутреннему диаметру в один размер, расположены поочередно внутри корпуса подшипника скольжения, начиная с верхней и нижней точек, в которых расположены сегменты из углепластика марки ФУТ, а также наличием продольных упорных планок, изготовленных из углепластика марки ФУТ, установленных по середине боковых поверхностей внутри корпуса подшипника скольжения.
Предлагаемый данным изобретением для изготовления сегментов материал в качестве углепластика марки ФУТ по сравнению с существующими аналогами обладает повышенной удельной нагрузкой, имеет высокие прочностные показатели, нулевое объемное водопоглощение и способен сохранять высокую устойчивость формы при работе в воде. Применение же резины в качестве материала для сегментов позволит со своей стороны повысить упругие и демпфирующие свойства подшипника скольжения.
Предлагаемое данным техническим решением расположение в корпусе подшипника скольжения сегментов из материалов углепластика марки ФУТ и резины позволяет исключить неработающие участки сегментов и, тем самым, увеличить площадь опоры вала на сами сегменты, снизить контактные статические и динамические удельные нагрузки, амортизировать ударные нагрузки, предотвратить возникновение импульсных нагрузок и снизить вибрацию. А установка в корпусе подшипника скольжения продольных упорных планок из углепластика марки ФУТ позволит повысить прочность сегментов при действии нагрузок. Также данной конструкцией подшипника скольжения обеспечена возможность проведения диагностического исследования без его полной разборки.
Достигаемым техническим результатом, обеспечиваемым указанной совокупностью признаков, является совершенствование конструкции подшипника скольжения с целью обеспечения его хорошей прирабатываемости, наличием низкого коэффициента жесткости, повышенной износостойкости и вибростойкости.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображен общий вид подшипника скольжения, на фиг. 1 - конструкция подшипника и фиг. 2-3D проекция подшипника скольжения.
Предлагаемый данным изобретением подшипник скольжения состоит из корпуса 1, в который устанавливаются сегменты 2, изготовленные из углепластика марки ФУТ и сегменты 3, изготовленные из резины, а также продольные упорные планки 4, изготовленные из углепластика марки ФУТ.
Подшипник скольжения работает следующим образом.
Натурные испытания предлагаемого подшипника скольжения проводились путем его установки в протяженной опоре на вращающийся вал установки для исследования продольных, поперечных и крутильных колебаний системы валопровода судов, патент РФ №156856 [4]. Таким образом, в течении двух месяцев работы установки, вал при вращении опирался на подшипник скольжения. При этом, износа на подшипнике скольжения не зафиксировано, значения вибрации опоры установки с предлагаемой конструкцией подшипника скольжения уменьшились в 1,5 раза.
Ниже в таблице приводятся сравнительные результаты экспериментального исследования предлагаемого подшипника скольжения по сравнению с данными испытаний подшипника скольжения с втулкой из капролона.
Из патентной литературы не известны конструкции подшипника скольжения для вращающегося вала на основе действующих нормативных, регламентирующих и справочных документов с повышенными эксплуатационными характеристиками, позволяющими повысить надежность работы технологического оборудования, что говорит о его новизне и соответствию этому критерию для изобретения.
Совокупность изложенных выше существенных признаков необходима и достаточна для реализации задачи заявляемого решения. При этом между совокупностью существенных признаков и задачей, поставленной и решаемой изобретением, существует причинно-следственная связь, при которой сама совокупность признаков является причиной, а решаемая ими задача является следствием. Исходя из этих доводов, правомерен вывод о том, что заявляемое техническое решение соответствует установленному критерию - изобретательский уровень (неочевидность).
Заявляемое техническое решение может быть неоднократно реализовано с получением указанного выше технического результата.
Геометрические размеры сегментов, их установка и расположение в корпусе подшипника скольжения принимаются на основании действующих нормативных, регламентирующих и справочных документов [1, 5], что снижает трудоемкость изготовления самого подшипника.
Решение, таким образом, соответствует критерию «промышленная применимость».
Таким образом, предлагаемый в качестве изобретения подшипник скольжения позволяет увеличить площадь опоры вала на сегменты, снизить контактные статические и динамические удельные нагрузки, амортизировать ударные нагрузки, предотвратить возникновение импульсных нагрузок и снизить вибрацию. Существует возможность проведения диагностического исследования подшипника скольжения без полной разборки.
Предлагаемый подшипник скольжения может быть использован для технологического оборудования, эксплуатируемого в нефтегазовой отрасли.
Источники информации:
1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3-х т.: Т. 2. - 8-е изд., перераб. и доп. Под ред. И.Н. Жестоковой. - М.: Машиностроение, 2001. - 912 с.
2. Ашуров А.Е. Об одном способе повышения ресурса судовых дейдвудных подшипников / А.Е. Ашуров, С.В. Горин, А.А. Пшеницын, С.В. Чупрына // Судостроение, №2, 1997. С. 32-33.
3. Елизаров В.Н. Оптимизация параметров капролоновых дейдвудных подшипников за счет снижения их радиальной жесткости / В.Н. Елизаров, А.В. Смыков // Судостроение, №11, 1983. С. 23-26.
4. Патент РФ №156856 «Установка для исследования продольных, поперечных и крутильных колебаний системы валопровода судов», G01H 1/10, В63Н 23/00, опубликовано 20.11.2015.
5. Рубин М.Б. Подшипники в судовой технике: Справочник / М.Б. Рубин, В.Е. Бахарева. - Л.: Судостроение, 1987. - 344 с.