ПОДШИПНИК СКОЛЬЖЕНИЯ

Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к подшипникам скольжения, и может найти применение при изготовлении дейдвудных опор гребных валов судовых валопроводов.
Известен подшипник скольжения, имеющий заключенную в металлический корпус цельную втулку из полиамида (капролона) (см. кн. Сягаева С.И. Литье капролона. - Л.: Машиностроение. - 1980 г. - 185 с.). Однако, он имеет сравнительно невысокую несущую способность и химически нестоек. Полиамид набухает в воде, что приводит к заклиниванию гребного вала. Водопоглощение полиамида увеличивается в теплой воде, что не позволяет использовать такие подшипники в теплых морях.
Наиболее близким по технической сути является подшипник скольжения, содержащий вкладыш, собранный из силового и демпфирующего элементов в металлическом корпусе, силовой элемент выполнен в виде литой капролоновой втулки полукольцевой формы, имеющей дополнительные продольные пазы, а демпфирующий элемент выполнен в виде набора планок из армированной резины, имеющих трапецеидальную форму, которые размещены и неподвижно закреплены в продольных пазах металлического корпуса глубиной 0,8 мм, причем пазы выполнены на одной половине внутренней поверхности металлического корпуса (см. патент РФ №143922, 2014 г.).
Однако, за счет толстостенного корпуса габариты подшипника велики. А сборка втулки из сегментов может выполняться только вручную и требует привлечения высококвалифицированного персонала. Кроме того, при возникновении и резонансном усилении крутильных колебаний гребного вала, вследствие наличия гидродинамического упора на гребном винте, может происходить интенсивный износ и разрушение втулки, что приводит к выходу из строя или гибели судна.
Техническая задача - разработка подшипника скольжения, позволяющего увеличить его технический ресурс и надежность, а также снизить негативное влияние крутильных колебаний на износ подшипников скольжения и валов, за счет повышения износостойкости пары трения «шейка вала - вкладыш подшипника»
Технический результат - повышение долговечности и надежности устройства путем усовершенствования конструкции.
Он достигается тем, что в известном устройстве, содержащем вкладыш, собранный из силового и демпфирующего элементов в металлическом корпусе, демпфирующий элемент выполнен в виде литой капролоновой втулки цилиндрической формы, имеющей продольные пазы на внутренней поверхности, а силовой элемент выполнен в виде набора слоистых сегментов из антифрикционного углепластика, имеющих трапецеидальную форму, размещенных и неподвижно закрепленных в металлическом корпусе в продольных пазах, имеющих глубину 1,0 мм, причем силовой элемент занимает 1/3 длины металлического корпуса, а демпфирующий элемент занимает 2/3 длины металлического корпуса.
Демпфирующий элемент выполнен из капролона и имеет форму цилиндра для предотвращения негативных последствий колебаний гребного вала. Этот материал способен нести нагрузку от веса вала, и может применяться для гребных валов диаметром от 30 до 630 мм, обеспечивая относительно низкий коэффициент трения в трущейся паре
Силовой элемент выполнен в виде набора слоистых сегментов из антифрикционного углепластика марки ФУТ. Они служат для гашения крутильных и поперечных колебаний гребного вала и предотвращают усталостное разрушение подшипника, повышают его ресурс и надежность, служат повышению безопасности судна и его экипажа. Трапецеидальная форма слоистых сегментов является оптимальной и способствует повышению технико-экономических показателей устройства, поскольку при их истирании площадь трения сегментов увеличивается, удельная нагрузка в зоне трения снижается, в результате чего скорость изнашивания пары трения «шейка вала - вкладыш подшипника» также снижается.
В металлическом корпусе выполнены продольные пазы глубиной 1,0 мм, в которых неподвижно закрепляются слоистые сегменты силового элемента устройства. Это необходимо для надежной фиксации слоистых сегментов силового элемента и способствует долговечной и безотказной работе устройства.
В предлагаемом устройстве силовой элемент занимает 1/3 длины металлического корпуса, а демпфирующий элемент занимает 2/3 длины металлического корпуса. Данное соотношение принято, исходя из условия распределения нагрузок в подшипнике при работе в реальных условиях, а также стоимости используемых материалов. Силовой элемент должен занимать не более 1/3 длины металлического корпуса, поскольку он подвергается воздействию, в основном, кромочных нагружений от веса гребного вала и гребного винта и гидродинамического упора гребного винта, а также в связи с высокой стоимостью данного материала, которая превышает стоимость капролона в 2-3 раза. Демпфирующий элемент должен занимать не более 2/3 длины металлического корпуса, поскольку предназначен, в основном, для гашения крутильных и поперечных колебаний гребного вала, возникающих в результате движения гребного винта в водной среде.
На чертеже изображено предлагаемое устройство (фиг. 1 - вид устройства в разрезе, фиг. 2 - силовой элемент в разрезе, фиг. 3 - демпфирующий элемент в разрезе).
Устройство имеет силовой элемент 1 в виде слоистых сегментов, демпфирующий элемент 2 в виде литой капролоновой втулки цилиндрической формы, продольные пазы 3 металлического корпуса 4, в демпфирующем элементе 2 выполнены продольные пазы 5.
Устройство работает следующим образом: силовой элемент 1, содержащий слоистые сегменты, установленные в продольных пазах 3 металлического корпуса 4, несет нагрузку от веса гребного вала и гидродинамического упора гребного винта и обеспечивает необходимую износостойкость и прочность подшипника.
При вращении гребного вала демпфирующий элемент 2 предотвращает биение гребного вала о внутреннюю поверхность подшипника путем гашения крутильных и поперечных колебаний вала.
Подшипник взаимодействует с водой, как со смазывающей охлаждающей жидкостью, которая подается по дополнительным продольным пазам 5.
Предложенное устройство экономично, надежно и долговечно в работе. Рекомендовано для использования в винто-дейдвудном комплексе судна.