ОПОРНЫЙ ПОДШИПНИК СКОЛЬЖЕНИЯ
PLAIN JOURNAL BEARING

Техническое решение относится к смазке подшипников скольжения и, в частности, к распределению холодной смазки на опорной поверхности подшипника скольжения и отводу горячей смазки от опорной поверхности и может быть использовано в компрессорах, турбинах, насосах и других устройствах с вращающимися валами.
Из описания изобретения к авторскому свидетельству СССР №1506194 [1] известна конструкция опорного подшипника скольжения, содержащего верхний и нижний вкладыши, канал подвода и полость отвода смазки. Недостатком этого подшипника является неполное решение проблемы улучшения теплового режима работы, так как часть отработанной горячей смазки, минуя полость отвода, переносится на рабочую поверхность расточки верхнего вкладыша и далее на нижний вкладыш, где смешивается с поступающей холодной смазкой.
Из описания изобретения к патенту РФ №2025584 [2] известен опорный подшипник, содержащий верхний и нижний вкладыши, канал подвода и полость отвода смазки. Нижний вкладыш снабжен торцовыми уплотнительными камерами с симметрично расположенным сливным отверстием внизу и уплотнительными кольцами, полость отвода смазки выполнена в виде симметричной клиновидной формы, за которой в кольцевых уплотнительных камерах установлены радиальные перегородки, задняя кромка сливного отверстия смещена в сторону отвода отработанной смазки, а дно полости отвода смазки выполнено наклонным по касательной к рабочей поверхности нижнего вкладыша. Недостатком такой конструкции является сложность технологии ее изготовления, так как требуется механическая обработка конструктивных элементов сложной конфигурации на внутренней опорной поверхности нижнего вкладыша. Конструкция подшипника ограничивает применение антифрикционных материалов, в частности металлофторопластовых лент, так как композитный слой ленты не подлежит механической обработке.
Наиболее близким по конструкции (прототипом) является подшипник скольжения (патент США №5951172) [3], содержащий верхний и нижний вкладыши, между которыми образованы карманы. В кармане установлен обеспечивающий смазку элемент, выполненный с центральным сквозным отверстием для подачи холодной смазки и имеющий гребень для отвода горячей смазки в одну или обе торцевые зоны вкладышей. Холодная смазка, пройдя по кольцевому каналу, через впускные отверстия, выполненные на одной из сторон каждого вкладыша, поступает на верхний и нижний вкладыши. Горячая смазка поступает в пространство, образованное между торцами вкладышей и торцовыми уплотнительными крышками, откуда выводится из подшипника через дренажные отверстия.
Недостатком прототипа является сложность конструкции: сложное конструктивное решение смазывающего элемента с шевронной и другими конфигурациями гребня и, как следствие, усложнение технологии изготовления. В части температурного режима работы подшипника наблюдается следующий недостаток: отработанная горячая смазка, отводимая от опорной поверхности подшипника по шевронным или наклонным граням гребней, постоянно омывает торцовые поверхности, снижая эффект охлаждения подшипника.
Техническим результатом является повышение надежности за счет улучшения теплового режима работы подшипника, экономичность за счет снижения потерь на трение и уменьшения необходимого количества смазки, а также упрощение конструкции и технологии изготовления.
Технический результат достигается тем, что на горизонтальном разъеме подшипника в нижнем и верхнем вкладышах с обеих сторон выполнены карманы, в каждом из которых установлена диафрагма, разделяющая карман на две несообщающиеся между собой полости, одна из которых предназначена для поступающей холодной смазки, а другая - для отработанной горячей смазки. Указанные полости сообщаются, соответственно, с подводящим и отводящим каналами, выполненными на наружной поверхности вкладышей. В маслоотводящем канале нижнего вкладыша выполнены дренажные отверстия для вывода горячей смазки из подшипника. Диафрагма нижней по потоку стороной направляет холодный поток смазки по касательной под шейку ротора, а верхней по потоку стороной обтирает поверхность ротора, в результате чего горячая смазка поступает в верхнюю по потоку полость кармана, отводится в кольцевой канал вкладыша и через дренажные отверстия выводится из подшипника. Закрытые отводящие каналы препятствуют смыванию горячей смазкой поверхности подшипника.
Диафрагма направляет поток холодной смазки под шейку ротора, снимает (обтирает) слой горячей смазки с поверхности ротора и направляет ее в канал для отвода смазки. Работа диафрагмы сокращает потери мощности на трение, снижает нагрев антифрикционного материала подшипника и ротора.
Этот эффект достигается в результате исключения смешивания холодной и горячей смазки, а также попадания отработанной смазочной и переносимой шейкой ротора из нижнего вкладыша на верхний вкладыш.
Краткое описание чертежей
Фигура 1. Фронтальный разрез общего вида подшипника скольжения.
Фигура 2. Поперечный разрез подшипника скольжения по кольцевому каналу подвода холодной смазочной и по линии А-А по фиг.1.
Фигура 3. Поперечный разрез подшипника скольжения по кольцевому каналу отвода горячей смазочной и по линии Б-Б по фиг.1.
Фигура 4. Увеличенный местный вид диафрагмы, выполненной из двух элементов, согласно предпочтительному варианту изобретения.
Заявляемое техническое решение позволяет повысить надежность за счет улучшения теплового режима работы подшипника, снижаются потери на трение, уменьшается необходимое количество смазки, упрощается конструкция и технология изготовления, что делает подшипник более технологичным и экономичным.
Как показано на фиг.1, подшипник скольжения состоит из наружного корпуса 1, верхнего вкладыша 2 и нижнего вкладыша 3. На периферийной поверхности вкладышей выполнены, по меньшей мере, один кольцевой канал 4 для подачи холодной смазки и, по меньшей мере, один кольцевой канал 5 для отвода отработанной горячей смазки. Согласно предпочтительному варианту изобретения на вкладышах выполняют два кольцевых канала 5, проходящих между расположенным по центру каналом 4 для подвода смазки и торцами вкладышей. В нижнем вкладыше 3 также выполнены дренажные отверстия 6.
На фиг.2-4 позицией 7 обозначен карман, образованный между верхним 2 и нижним 3 вкладышами. В каждом кармане установлена диафрагма 8, выполненная либо цельной из одного элемента, либо состоящая из элементов 8' и 8". Диафрагма 8 может быть установлена любым известным способом - жестко с минимальным зазором относительно шейки 11 вала либо с поджатием. Диафрагма 8 разделяет карман 7 на две изолированные друг от друга полости 9 и 10. Полость 9 на фиг.2 и 4 предназначена для подачи холодной смазки, а полость 10 на фиг.3 и 4 - для отвода горячей смазки. Элемент 8' диафрагмы 8 направляет поток холодной смазки под шейку 11 ротора. Элемент 8" диафрагмы 8, выполненный, например, из антифрикционного материала и контактирующий с поверхностью шейки 11 ротора, стирает горячую смазку с поверхности шейки 11 ротора и отводит ее в полость 10. Полость 9 через паз 9' сообщается с кольцевым каналом 4 для подачи холодной смазки, а полость 10 через паз 10' сообщается с кольцевыми каналами 5 для отвода горячей смазки
Подшипник работает следующим образом: холодная смазка известным способом подается из гидросистемы в кольцевой канал 4 для подачи холодной смазки, из которого она через паз 9' поступает в полость 9 и направляется под шейку 11 ротора. На выходе из вкладыша горячая смазка стирается элементом 8" и поступает в полость 10 и через пазы 10' направляется в каналы 5 для отвода горячей смазки, после чего выводится из подшипника через дренажные отверстия 6. Таким образом, в каждый вкладыш непрерывно поступает холодная смазка и отводится горячая смазка.