ПОДШИПНИК СКОЛЬЖЕНИЯ

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в качестве опор валов механизмов и машин, работающих в агрессивных средах.
Разработанные до настоящего времени конструкции подшипников скольжения, содержащие вкладыш на валу в смазочном материале, не обеспечивают безызносную эксплуатацию узлов трения, что снижает надежность машин в эксплуатации [1].
Известны металлополимерные подшипники скольжения с антифрикционными вставками-протекторами, выполненными из фторопластовой композиции Ф4-К20 и бронзы БР 05Ц5С5 с чередованием их по окружности [1]. Недостатками приведенных конструкций является обязательное наличие смазочного материала для реализации избирательного переноса, который может поглощать абразивные загрязняющие вещества и приводить к износу узел трения. Также в процессе работы, вследствие избирательного переноса происходит коррозионное растворение бронзовых вставок.
Наиболее близким к заявленному по техническому решению является металлополимерный подшипник скольжения, включающий втулку на валу, закрепленную с помощью распорной пружины, компенсирующей осевые температурные деформации. [Пат. 1232410 (Германия)], [2].
Недостатками приведенной конструкции являются:
1) увеличение зазоров из-за износа поверхностей трения в процессе эксплуатации, что приводит к неравномерному распределению нагрузки на подшипник и биениям и выходу из строя подшипника.
2) наличие смазочного материала для нормальной работы подшипника требует дополнительных технических и экономических затрат.
Цель полезной модели - повышение надежности и увеличение ресурса работы подшипника за счет реализации эффекта безызносной эксплуатации узлов трения подшипников скольжения.
Отличительными признаками заявленной конструкции являются:
- втулка установлена на валу на теплоизоляторе;
- металлическое кольцо, установленное внутри вкладыша;
- электрический нагреватель и датчик температуры, установленные на металлическом кольце внутри вкладыша и подключенные к терморегулятору.
На чертеже представлена принципиальная схема подшипника скольжения. Устройство содержит вал 1, на котором установлена с помощью штифта 2 втулка 3 на теплоизоляторе 4. Втулка 3 контактирует с вкладышем 5, подпружиненным пружинами 6 и размещенным в корпусе 7. Вкладыш 5 выполнен из реактопластичного материала, внутри которого установлено металлическое кольцо 8, на поверхности которого закреплены электрический нагреватель 9 и датчик температуры 10, подключенные к терморегулятору 11. Теплоизолятор 4 обеспечивает локальный нагрев поверхностей трения и снижает расход электроэнергии. Для предотвращения попадания загрязнений на корпусе 6 установлена крышка 12.
Устройство работает следующим образом: при вращении вала 1 со втулкой 3 во вкладыше 5 образуется металлополимерное трибосопряжение, С помощью терморегулятора 11 подается напряжение на нагреватель 8, и устанавливается температура вкладыша 5 равная температуре стеклования для данного полимерного материала, но не превышающая температуру его деструкции. В областях фрикционного контакта под действием температур происходит разрыв молекулярных цепей полимерного материала. При этом данные фрагменты молекулярных цепей обладают повышенной химической активностью и хорошо сцепляются с металлической поверхностью втулки 3 посредством адгезионных сил, образуя пленку фрикционного переноса. Эти пленки находятся в квазеосжиженном виде, характеризующимся слабым сопротивлением деформации сдвига, что приводит работу узла трения в гидродинамический режим. Коэффициент трения уменьшается, а износ поверхностей трения отсутствует. Узел трения работает без смазочного материала. Металлическое кольцо 8 за счет высокой теплопроводимости обеспечивает равномерный нагрев поверхности трения вкладыша 5. Пружины 6 компенсируют осевые температурные деформации вкладыша 5. Если в процессе работы температура вкладыша 5 отклоняется от заданной, то датчик температуры 10 подает сигнал терморегулятору 11 на включение или отключение электрического нагревателя 9.
Литература
1. Основы трибологии. Под ред. А.В.Чичинадзе. - М.: Центр «Наука и техника», 1995. - 655 с.
2. Полимеры в узлах трения машин и приборов / Под ред. А.В.Чичинадзе. - М.: Машиностроение, 1980. - 41 с.