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. F16С 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.

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

На чертеже 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 ef, fg, gh, ha; величина ширины основания нити а₁, величина высоты нити b₁, величина ширины вершины нити a₂; величина ширины свободного пространства а₃, величина высоты свободного пространства b₂, винтовая канавка 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, be, cd, da), примыкающего к цапфе одной своей стороной (ab), и равнобочной трапеции (основание которой - ef, вершина - gf, стороны - fg и he), основание трапеции (ef) равновелико сторонам прямоугольника ab и cd. Трапеция своим основанием (ef) примыкает к стороне cd прямоугольника. Прямоугольник и трапеция образуют фигуру со сторонами ab, bc(f), c(f)g, gh, he(d) и da. Величина ширины основания нити 4 - а₁, величина высоты нити - b₁, высота ширины вершины нити - а₂ (меньше величины а₁). Между боковыми сторонами соседних нитей (4) образуется свободное пространство (шириной a₃ и высотой b₂, а между витками нити 4 образуется винтовая канавка 5.

При работе подшипника его антифрикционный вкладыш воспринимает действующие на него нагрузки по верху витков нити 4 спирали. Каждый виток воспринимает нагрузку по ширине а₂. Суммарная длина опорной поверхности вкладыша: Σ=а₂⋅n, где n - количество витков нити 4 спирали вкладыша. Винтовая канавка 5 по верху спирали вкладыша (шириной a₃ и глубиной b₂) образует смазочные карманы между витками спирали.

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 смазочных карманов позволяет удерживать в зоне трения спирали вкладыша смазочный материал, также способствующий снижению изнашивания витков вкладыша. В совокупности это повышает надежность работы подшипника.