Результат интеллектуальной деятельности: ПОДШИПНИК СКОЛЬЖЕНИЯ

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в опорных узлах валов и осей механизмов и машин.

Известен подшипник скольжения, представляющий собой антифрикционный вкладыш, установленный в опорном корпусе, и в котором расположена цапфа вала - см., например, «Гузенков П.Г. Детали машин: учеб. для вузов. - 4-е изд., испр. М.: Высш. шк., 1986. - 359 с.: ил.», стр. 291.

Недостаток данного подшипника состоит в том, что подобная конструкция вкладыша не обеспечивает необходимой долговечности подшипника, а сам подшипник - материалоемок.

В качестве прототипа взята конструкция подшипника скольжения по АС СССР №270406, кл. F16С 33/24, опубл. 08.05.1970 г., Бюл. №16. Сущность его состоит в том, что подшипник скольжения содержит укрепленный на цапфе вала антифрикционный вкладыш в виде винтовой спирали, нить которой плотно уложена на поверхности цапфы и зафиксирована своими концами на торцах цапфы, а поперечное сечение нити имеет круглую форму.

Недостаток прототипа состоит в том, что плотность витков спирали вкладыша одинакова по всей длине цапфы (витки уложены на поверхности цапфы вплотную друг к другу). Однако цапфа вала вдоль своей длины (и вместе с ней подшипник, а также вкладыш подшипника) может испытывать различные по величине нагружения, в частности при изгибах вала, например при ударных радиальных нагрузках, действующих на вал, и т.п. В этом случае наибольшие нагружения испытывают участки цапфы, расположенные у ее торцов. В этом случае и витки спирали антифрикционного вкладыша будут наиболее нагружены в зоне торцов цапфы. Такое неодинаковое нагружение витков спирали вкладыша будет приводить к неравномерному изнашиванию спирали вкладыша, что будет снижать надежность его работы.

Изобретением решается задача оптимизации конструкции подшипника скольжения и повышения его износостойкости и надежности его работы.

Для этого подшипник скольжения содержит укрепленный на цапфе вала, установленной в опорном корпусе, антифрикционный вкладыш в виде винтовой спирали из нити круглого сечения, уложенной по окружности цапфы вдоль всей ее длины, и зафиксированной своими концами на торцах цапфы. Причем расстояние между витками спирали вдоль длины цапфы выполнено переменным, изменяющимся от максимума по центру цапфы до минимума, вплоть до нулевой его величины, в районе торцов цапфы. А в поверхности цапфы выполнена винтовая канавка, ответная виткам спирали, и в которую уложены витки этой спирали.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: подшипник скольжения - вид сбоку в разрезе (фиг. 1), сечение фрагмента подшипника (фиг. 2) и вариант графика изменения расстояния между витками спирали вдоль длины цапфы (фиг. 3).

На чертеже показаны: цапфа 1 вала, вал 2, опорный корпус 3, витки 4 (нити) спирали вкладыша, винтовая канавка 5; длина L_ц цапфы; диаметр d нити спирали вкладыша; угол α наклона витков спирали вкладыша; глубина а₁ винтовой канавки; величина а₂ превышения витков спирали над поверхностью цапфы; ширина b винтовой канавки по поверхности цапфы; расстояние между витками спирали вкладыша.

Подшипник скольжения содержит укрепленный на цапфе 1 вала 2, установленной в опорном корпусе 3, антифрикционный вкладыш в виде винтовой спирали из нити 4 круглого сечения диаметром d, уложенной по окружности цапфы вдоль ее длины L_ц и зафиксированной своими концами на торцах цапфы. Угол наклона витков спирали - α. Расстояние между витками спирали вдоль длины L_ц цапфы выполнено переменным, изменяющимся от максимума по центру цапфы до минимума, вплоть до нулевой его величины, в районе торцов цапфы. В поверхности цапфы выполнена винтовая канавка 5, ответная виткам 4 спирали, глубина которой (а₁) не больше радиуса нити 4 спирали, и в которую уложены витки этой спирали. Ширина винтовой канавки по поверхности цапфы - b, величина превышения витков 4 над поверхностью цапфы - а₂.

При работе подшипника, в частности, при изгибах вала 2, неодинаковое выполнение расстояний между витками спирали антифрикционного вкладыша позволяет оптимизировать нагружение спирали и выдерживать удельное нагружение витков спирали одинаковым, что способствует повышению износостойкости этих витков. Кроме того, задание расстояний между витками (на центральном, наименее нагруженном участке, цапфы) позволяет образовывать между этими витками смазочные карманы для размещения достаточного количества смазочного материала, который будет способствовать оптимизации режима трения подшипника и снижению интенсивности его изнашивания.

По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция подшипника скольжения - за счет оптимизации размещения на цапфе вала витков антифрикционного вкладыша - обладает повышенной износостойкостью и надежностью при его работе.