ПОДШИПНИК СКОЛЬЖЕНИЯ

Полезная модель относится к подшипниковым устройствам и может быть использована в турбомашинах, например турбокомпрессорах в качестве опорного подшипника.
Известен подшипник скольжения, содержащий корпус, упорные кольца и зафиксированную в полости корпуса подшипника цилиндрическую втулку, один конец которой снабжен буртиком, а в полости выполнены смазочные канавки и размещен вал ротора (см. книгу Чернавского С.А. Подшипники скольжения - М.: Машгиз, 1963, с.144 -164).
Недостаток этого решения состоит в том, что в процессе эксплуатации упорные кольца «проедают» участок вала ротора на котором они установлены, вследствие чего последний выходит из строя, кроме того, амплитуда «биения» (дисбаланса) ротора достаточно велики.
Известен также подшипник скольжения, содержащий корпус, втулку с буртиком, свободно вставленную в полость корпуса и зафиксированную от вращения, посредством, выполненного в форме многогранника участка буртика, размещенного в обращенной к нему конгруэнтной выемке, на торце корпуса, при этом, в полости втулки выполнены продольные смазочные канавки, полости которых гидравлически связаны с внешней поверхностью корпуса подшипника (см. полезную модель №34221, МКИ F 16 С 17/00, 2003 г.).
Недостаток этого решения состоит в том, что гидродинамическое давление в смазочных канавках невелико, кроме того, подшипник недостаточно надежен по фактору «самозаклинивания», поскольку «плохо отслеживает» соосность вала ротора и втулки.
Задача на решение которой направлено заявленное решение выражается в повышении давления на вал ротора со стороны смазочных канавок и обеспечении самоустанавливаемости соосности вала ротора и втулки.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи выражается в существенном продлении ресурса работоспособности ротора, и исключении опасности «самозаклинивания». Кроме того, существенно снижается амплитуда «биения» (дисбаланса) ротора.
Поставленная задача решается тем, что подшипник скольжения, содержащий корпус, втулку с буртиком, свободно вставленную в полость корпуса и зафиксированную от вращения, посредством, выполненного в форме многогранника участка буртика, размещенного в обращенной к нему конгруэнтной выемке, на торце корпуса, при этом, в полости втулки выполнены продольные смазочные канавки, полости которых гидравлически связаны с внешней поверхностью корпуса подшипника, отличается тем, что втулка установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси вала, на величину зазора между свободным торцом ее буртика и торцом участка вала имеющего диаметр больший, диаметра посадочного участка вала, при этом, продольные оси сквозных отверстий, связывающих полости смазочных канавок с внешней поверхностью корпуса подшипника наклонены в сторону буртика под острым углом к оси вращения подшипника, причем, на торцах смазочных канавок втулки их глубина равна 0. Кроме того, зазор между поверхностью, участка буртика, выполненного в форме многогранника и конгруэнтной выемки корпуса подшипника, выполнен переменным, увеличивающимся к торцу корпуса подшипника. Кроме того, зазор между свободным торцом буртика втулки и торцом участка вала имеющего диаметр больший, диаметра посадочного участка вала составляет 0,03 - 0,05 диаметра последнего.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию "новизна".
Признаки отличительной части формулы полезной модели обеспечивают решение поставленной задачи, а именно предотвращении неконтролируемого износа вала ротора и снижении амплитуды «биения» ротора.
На фиг.1 показан разрез по продольной оси ротора, на фиг.2 показан поперечный разрез через цилиндрическую втулку подшипника.
На чертежах показаны корпус 1 подшипника скольжения, втулка 2 с буртиком 3, свободно вставленная в полость 4 корпуса 1 и зафиксированная неподвижно, посредством, выполненного в форме многогранника участка 5 буртика 3, размещенного в обращенной к нему конгруэнтной выемке 6, на торце 7 корпуса 1, при этом, в полости втулки выполнены продольные смазочные канавки 8 (имеющие клиновидную форму поперечного сечения, ориентированные острым концом в сторону вращения), полости которых гидравлически связаны соосными сквозными отверстиями 9 (во втулке) и 10 (в корпусе подшипника) с внешней поверхностью корпуса подшипника. Кроме того, показан зазор 11 между свободным торцом буртика 3 втулки 2 и торцом 12 участка вала 13, имеющего диаметр больший, диаметра посадочного участка вала (т.е. размещенного во втулке 2). Продольные оси 14 сквозных отверстий 9 и 10, наклонены в сторону буртика 3 под острым углом к оси вращения подшипника 15, причем, на торцах смазочных канавок втулки их глубина равна 0. Фланец 16 снабжен отверстиями (на чертежах не показаны), для крепления корпуса подшипника в агрегате (например, в газотурбонагнетателе).
Корпус подшипника 1, вал 13 ротора выполнены из стали соответствующего сорта, втулка 4, выполнена из бронзы. В стенке втулки, напротив каждой из смазочных канавок 8 выполнены наклонные, радиально направленные сквозные отверстия 9, обеспечивающие подвод масла, через них и сквозные отверстия 10 корпуса подшипника в смазочные канавки 8.
Заявленное устройство работает следующим образом.
Подшипник скольжения используют в качестве опорного подшипника, при этом втулку 2 надевают на вал ротора таким образом, чтобы ее буртик 3 был обращен к торцу 12 участка вала 13, имеющего
диаметр больший, диаметра участка вала охватываемого втулкой 2 и составлял с ним зазор до 0,5-1 мм. Затем на втулку 2 надевают корпус подшипника 1 (так чтобы участок 5 буртика 3, вошел в обращенную к нему конгруэнтную выемку 6, на торце 7 корпуса подшипника). Затем фланец 16 корпуса подшипника фиксируют болтами, размещаемыми в соответствующих отверстиях фланца (на чертежах не показаны), обеспечивающими крепление корпуса подшипника в агрегате.
При вращении вала ротора, масло подводимое через сквозные отверстия 9 и 10 в смазочные канавки 8, образует «гидродинамические упругие масляные подушки», давление в которых существенно превышает давление в системе подачи масла. На эти подушки опирается вал 13 ротора (выдавливание масла через зазор между валом и поверхностью втулки минимизировано поскольку смазочные канавки 8 не являются сквозными). Одновременно, масло отбирает тепло от цилиндрической втулки 4, т.е. смазочные канавки 8 одновременно работают и как холодильники, охлаждающие подшипник, что дополнительно исключает заклинивание вала ротора в подшипнике. При уменьшении рабочего зазора (из-за начинающегося перекоса, например, из-за перегрева) давление в канавках, находящихся на этих участках, возрастает, и втулка отдавливается в сторону торца 12 участка вала 13, имеющего диаметр больший, диаметра посадочного участка вала, тем самым увеличивается величина радиального зазора между валом и поверхностью втулки (или величина люфта втулки 2, благодаря чему она самоустанавливается соосно с продольной осью вала 13. Проворачивание втулки 2 в полости корпуса подшипника исключается фиксацией части 5 буртика 3 в выемке 6 торца корпуса подшипника.