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 А.С. СССР №270406, кл. F16C 33/24, опубл. 08.05.70 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 витки спирали антифрикционного вкладыша выполнены из нити круглого сечения. Поэтому нагрузка, воспринимаемая спиралью, воспринимается только верхом ее витков, и контакт вкладыша с опорным корпусом происходит по узкой винтовой линии, проходящей через вершины этих витков, вдоль них - по спиральной линии. Это способствует созданию большой удельной нагрузки на витки спирали, что приводит к усиленному изнашиванию нити витков (верха нити). А усиленное изнашивание нити (вследствие малой площади контакта спирали с опорой корпуса) приводит к уменьшению высоты нити витков и к увеличению зазора между спиралью и опорным корпусом. Это способствует возникновению люфта подшипника и биению вала, что может привести к выходу подшипника из строя.

Изобретением решается задача надежности работы подшипника.

Для этого подшипник скольжения содержит укрепленный на цапфе вала антифрикционный вкладыш в виде винтовой спирали из нити, витки которой плотно прилегают друг к другу по всей длине цапфы и зафиксированной своими концами на торцах цапфы. Причем поперечное сечение нити имеет вид фигуры, составленной из прямоугольника, примыкающего к цапфе одной своей стороной, и равнобочной трапеции, основание которой равновелико этой стороне прямоугольника и примыкающей этим основанием к противоположной стороне прямоугольника. А свободное пространство между боковыми сторонами соседних витков спирали полностью заполнено твердым смазочным материалом.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: подшипник скольжения - вид сбоку в разрезе (фиг. 1) и фрагмент этого подшипника, в сечении (фиг. 2).

На чертежах показаны: цапфа 1 вала, вал 2, опорный корпус 3, зазор Δ, витки нити 4 спирали антифрикционного вкладыша; длина L цапфы; стороны прямоугольника ab, bc, cd, da; стороны равнобочной трапеции - eƒ, ƒg, gf, ha; величина ширины основания нити - a₁; величина высоты нити - b₁; величина ширины вершины нити - a₂; величина ширины свободного пространства - a₃; величина высоты свободного пространства - b₂; твердый смазочный материал - 5.

Подшипник скольжения содержит укрепленный на цапфе 1 вала 2, установленной в опорном корпусе 3, с зазором Δ относительно этого корпуса, антифрикционный вкладыш в виде винтовой спирали из нити 4. Витки нити спирали плотно прилегают друг к другу по всей длине L цапфы и зафиксированы своими концами на торцах цапфы. Поперечное сечение нити спирали имеет вид фигуры, составленной из прямоугольника (со сторонами ab, bc, cd, da), примыкающего к цапфе одной своей стороной (ab), и равнобочной трапеции (основание которой - eƒ, вершина - gƒ, стороны - ƒg и he), основание трапеции (eƒ) равновелико сторонам прямоугольника ab и cd. Трапеция своим основанием (eƒ) примыкает к стороне cd прямоугольника. Прямоугольник и трапеция образуют фигуру со сторонами ab, bc(ƒ), c(ƒ)g, gh, he(d) и da. Величина ширины основания нити 4 - а₁, величина высоты нити - b₁, высота ширины вершины нити - a₂ (меньше величины a₁). Между боковыми сторонами соседних нитей (4) образуется свободное пространство (шириной a₃ и высотой b₂), а между витками нити 4 образуется винтовая канавка. Эта винтовая канавка на всем протяжении (L) длины цапфы 1 полностью заполнена твердым смазочным материалом (5).

При работе подшипника его антифрикционный вкладыш воспринимает действующие на него нагрузки по верху витков нити 4 спирали. Каждый виток воспринимает нагрузку по ширине - a₂. Суммарная длина опорной поверхности вкладыша: Σ=a₂⋅n, где n - количество витков нити 4 спирали вкладыша. Твердый смазочный материал 5, размещенный в винтовой канавке (в свободных пространствах между боковыми сторонами соседних витков спирали), по всему ее объему и по всей длине L цапфы, способствует смазыванию зоны трения подшипника и снижению интенсивности его изнашивания.

По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция подшипника скольжения позволяет снизить удельные нагрузки на витки нити спирали антифрикционного вкладыша, что способствует снижению интенсивности изнашивания витков. Наличие твердого смазочного материала в зоне трения спирали вкладыша также способствует снижению изнашивания витков вкладыша. В совокупности это повышает надежность работы подшипника.