RU107299U1 - RESISTANT BEARING SLIDING ASSEMBLY - Google Patents
RESISTANT BEARING SLIDING ASSEMBLY Download PDFInfo
- Publication number
- RU107299U1 RU107299U1 RU2010143621/11U RU2010143621U RU107299U1 RU 107299 U1 RU107299 U1 RU 107299U1 RU 2010143621/11 U RU2010143621/11 U RU 2010143621/11U RU 2010143621 U RU2010143621 U RU 2010143621U RU 107299 U1 RU107299 U1 RU 107299U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thrust
- segments
- thrust bearing
- heel
- friction
- Prior art date
Links
Landscapes
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Abstract
1. Упорный подшипниковый узел скольжения, содержащий пяту с центральным отверстием и плоской контактной поверхностью трения, установленную на валу, и подпятник, включающий опорную шайбу, неподвижно установленную в корпусе, выполненную с кольцевой закраиной и цилиндрическим центральным выступом, и упорные сегменты, каждый из которых снабжен антифрикционной контактной поверхностью трения на его контактном торце, обращенном к пяте, причем упорные сегменты подвижно установлены на опорной шайбе между ее кольцевой закраиной и цилиндрическим центральным выступом с зазором относительно друг друга в окружном направлении и радиальным зазором относительно цилиндрического центрального выступа с возможностью качания и самоустановки относительно пяты с помощью промежуточных опор и зафиксированы от перемещения в окружном направлении, отличающийся тем, что каждый из упорных сегментов расположен с радиальным зазором относительно кольцевой закраины опорной шайбы и выполнен с фасками с двух его противоположных в окружном направлении боковых сторон и поперечным пазом на его радиально внутренней боковой поверхности, в опорной шайбе выполнена замкнутая кольцевая канавка для размещения промежуточных опор, промежуточные опоры выполнены в виде шариков и свободно установлены в замкнутой кольцевой канавке опорной шайбы в промежутках между упорными сегментами в контакте с их фасками, цилиндрический центральный выступ опорной шайбы выполнен с кольцевым поперечным пазом на его наружной боковой поверхности, совмещенным с поперечными пазами, выполненными на радиально внутренних боковых поверхностях упорных сегменто 1. Thrust bearing assembly, comprising a heel with a Central hole and a flat contact surface of friction mounted on the shaft, and a thrust bearing, including a support washer fixedly mounted in the housing, made with an annular flange and a cylindrical central protrusion, and thrust segments, each of which equipped with an antifriction contact surface of friction at its contact end facing the heel, and the thrust segments are movably mounted on a support washer between its annular flange and cylindrical m central protrusion with a clearance relative to each other in the circumferential direction and a radial clearance relative to the cylindrical central protrusion with the possibility of swinging and self-installation relative to the heel using intermediate supports and fixed from movement in the circumferential direction, characterized in that each of the thrust segments is located with a radial clearance relative to the annular edge of the supporting washer and is made with chamfers from its two opposite sides in the circumferential direction and a transverse groove for its sake Along the inner side surface, a closed annular groove is made in the support washer to accommodate the intermediate supports, the intermediate supports are made in the form of balls and are freely installed in the closed annular groove of the support washer in the spaces between the stop segments in contact with their chamfers, the cylindrical central protrusion of the support washer is made with annular transverse groove on its outer side surface, combined with transverse grooves made on the radially inner side surfaces of the thrust segments
Description
Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к конструкциям гидродинамических упорных подшипниковых узлов скольжения для валов или вращающихся осей машин и оборудования и может быть использована, в частности, в конструкциях осевых опор насосов, двигателей и гидрозащит двигателей скважинных погружных центробежных электронасосных агрегатов для добычи нефти из глубоких нефтяных скважин малого диаметра.The utility model relates to the field of mechanical engineering, namely, to designs of hydrodynamic thrust bearing sliding units for shafts or rotating axes of machines and equipment, and can be used, in particular, in the designs of axial bearings of pumps, motors and hydraulic shafts of engines of submersible borehole centrifugal electric pump units for oil production from deep oil wells of small diameter.
Упорные подшипниковые узлы скольжения для валов скважинных погружных электронасосных агрегатов для добычи нефти из глубоких скважин малого диаметра должны отвечать ряду жестких тренований, а именно иметь относительно простую и при этом достаточно надежную в работе и долговечную конструкцию с высокой износостойкостью рабочих поверхностей трения и малым коэффициентом трения, небольшие поперечные размеры из-за малого диаметра скважины, высокую грузоподъемность, способность продолжительное время надежно работать в погружных скважинных агрегатах без обслуживания в условиях действия высоких температур в агрессивных скважинных жидкостях с высоким содержанием абразивных частиц.Thrust bearing sliding units for shafts of submersible borehole electric pump units for oil production from deep wells of small diameter must meet a number of tough trends, namely, have a relatively simple and yet sufficiently reliable and durable design with high wear resistance of friction surfaces and low friction coefficient, small transverse dimensions due to the small diameter of the well, high load capacity, the ability to work reliably in submersible wells for a long time x units without service at high temperatures in corrosive action borehole fluids with a high content of abrasive particles.
Известен упорный подшипниковый узел скольжения для валов скважинных центробежных насосов (патент США №5160240, кл. F04D 29/02, опубл. 03.11.1992), содержащий пяту и подпятник с плоскими кольцевыми контактными поверхностями, причем контактная поверхность пяты выполнена гладкой, а контактная поверхность подпятника выполнена с радиальными или тангенциальными смазочными канавками, как показано на фиг.5, 6, 9 описания к патенту. Недостатком такой конструкции упорного подшипникового узла является неравномерная нагрузка контактной поверхности трения подшипника в процессе работы, что снижает долговечность и допустимую нагрузку на подшипниковый узел, то есть грузоподъемность подшипникового узла.Known thrust bearing assembly for shafts of borehole centrifugal pumps (US patent No. 5160240, class F04D 29/02, publ. 11/03/1992), containing the heel and thrust bearing with flat annular contact surfaces, and the contact surface of the heel is made smooth, and the contact surface the thrust bearing is made with radial or tangential lubricating grooves, as shown in FIGS. 5, 6, 9 of the patent description. The disadvantage of this design of the thrust bearing unit is the uneven load of the contact surface of the friction of the bearing during operation, which reduces the durability and permissible load on the bearing unit, that is, the bearing unit bearing capacity.
Известен упорный подшипниковый узел скольжения для валов скважинных погружных центробежных электронасосов, содержащий пяту и подпятник, выполненные в виде гладких шайб, и промежуточное упорное кольцо с жестко закрепленными сегментами с обеих сторон, свободно установленное между ними на валу с возможностью вращения. Между сегментами расположены радиальные смазочные канавки. (Международный транслятор "Установки погружных центробежных насосов для добычи нефти" под науч. ред. акад. РАЕН, д.э.н. В.Ю.Алекперова, акад. РИА, д.т.н. В.Я.Кершенбаума. Москва, 1999, с.99-101, рис.2.7). Введение промежуточного упорного кольца с сегментами с обеих сторон уменьшает выделение тепла в зонах трения, то есть улучшает охлаждение упорного подшипника, но недостаточно из-за неизбежного возникновения краевого эффекта, вызывающего повышение температуры в паре трения и, как следствие этого, снижение грузоподъемности и надежности работы упорного подшипникового узла. Кроме того, к снижению этих показателей приводит недостаточно большая толщина слоя смазочной жидкости между промежуточным упорным кольцом и подпятником.Known thrust bearing assembly for shafts of submersible borehole centrifugal electric pumps containing a heel and a thrust made in the form of smooth washers, and an intermediate thrust ring with rigidly fixed segments on both sides, freely mounted between them on the shaft with rotation. Between the segments there are radial lubrication grooves. (International translator "Installations of submersible centrifugal pumps for oil production" under the scientific editor of the academician of the Russian Academy of Natural Sciences, doctor of economic sciences V.Yu. Alekperov, academician of RIA, doctor of technical sciences V.Ya. Kershenbaum. Moscow , 1999, pp. 99-101, Fig. 2.7). The introduction of an intermediate thrust ring with segments on both sides reduces heat generation in the friction zones, that is, improves cooling of the thrust bearing, but not enough due to the inevitable occurrence of the edge effect, which causes an increase in temperature in the friction pair and, as a result, a decrease in load capacity and reliability thrust bearing assembly. In addition, a decrease in the thickness of the lubricant layer between the intermediate thrust ring and the thrust plate leads to a decrease in these indicators.
Большие возможности повышения надежности работы и грузоподъемности упорных подшипниковых узлов скольжения в погружных скважинных центробежных и винтовых насосных агрегатах для добычи нефти дает использование самоустанавливающихся сегментных упорных подшипниковых узлов скольжения.Great opportunities to improve the reliability and load capacity of thrust bearing sliding units in submersible borehole centrifugal and screw pump units for oil production are provided by the use of self-aligning segmented thrust bearing bearing units.
Известен самоустанавливающийся сегментный упорный подшипниковый узел скольжения, который используется в том числе в погружных скважинных насосах, содержащий выполненный как одно целое подпятник, неподвижно установленный в корпусе, в котором сегменты установлены на относительно жестких коротких стойках, жестко соединенных с плоским негибким основанием, имеющим с противоположной стороны кольцевой выступ для самоустановки, с возможностью смещения от нормального положения вместе со стойками и деформирования в виде зонтиков под действием осевой нагрузки (патент США №5558444, кл. F16C 17/06, опубл. 24.09.1996, фиг.19-20). Жесткость стоек и несгибаемость плоского основания подпятника препятствуют оптимизации образования гидродинамического клина. Образуется лишь частичный гидродинамический клин и поэтому имеет место неравномерное распределение осевого давления по поверхности сегментов. Эти факторы приводят к снижению надежности работы, срока службы и грузоподъемности упорного подшипникового узла скольжения.Known self-aligning thrust bearing thrust bearing unit, which is also used in submersible borehole pumps, comprising a thrust bearing, fixedly mounted in the housing, in which the segments are mounted on relatively rigid short racks, rigidly connected to a flat, inflexible base with opposite side an annular protrusion for self-installation, with the possibility of displacement from a normal position together with the uprights and deformation in the form of umbrellas under em axial load (US Patent №5558444, Cl. F16C 17/06, publ. 24.09.1996, fig.19-20). The rigidity of the struts and the inflexibility of the flat base of the thrust prevent the optimization of the formation of a hydrodynamic wedge. Only a partial hydrodynamic wedge forms and therefore there is an uneven distribution of axial pressure over the surface of the segments. These factors lead to a decrease in reliability, service life and load capacity of the thrust bearing sliding unit.
Известен самоустанавливающийся сегментный упорный подшипниковый узел скольжения для роторов и протекторов электродвигателей погружных скважинных электронасосов, в котором слой износа нанесен на контактную поверхность трения пяты, сегменты подпятника изготовлены из закаленной стали и размещены на кольцевой опорной шайбе подпятника, ограничивающей их радиальное перемещение с наружной стороны своим кольцевым выступом, и имеют элементы упругости, благодаря которым обеспечивается самоустановка сегментов относительно пяты под нагрузкой в рабочем режиме гидродинамического смачивания (патент США №7665954, кл. F04D 29/057, опубл. 23.02.2010, фиг.1, 2). Недостатком известного подшипникового узла является то, что конструкция подпятника не обеспечивает равномерное распределение осевой нагрузки на контактную поверхность трения пяты и демпфирование вибраций недостаточно эффективное, что снижает надежность роботы и ведет к сокращению срока службы подшипникового узла и снижению его грузоподъемности.Known self-aligning thrust bearing thrust bearing unit for rotors and protectors of electric motors of submersible borehole electric pumps, in which the wear layer is applied to the contact surface of the heel friction, the thrust bearing segments are made of hardened steel and placed on the thrust bearing thrust washer, limiting their radial movement from the outside to its annular protrusion, and have elastic elements, due to which the self-alignment of segments relative to the heel under load is provided oh a hydrodynamic working mode wetting (US Patent №7665954, cl. F04D 29/057, publ. 23.02.2010, 1, 2). A disadvantage of the known bearing assembly is that the design of the thrust bearing does not provide a uniform distribution of the axial load on the contact surface of the heel friction and vibration damping is not effective enough, which reduces the reliability of the robot and reduces the service life of the bearing assembly and reduces its load capacity.
Известен самоустанавливающийся сегментный упорный подшипниковый узел скольжения для осевых опор насосов и электродвигателей погружных скважинных центробежных и винтовых насосных агрегатов для добычи нефти (патент Российской Федерации №2339854, кл. F16C 33/00, F16C 17/08, F04D 29/04, опубл. 27.11.2008), в котором каждый упорный сегмент подпятника состоит из контактного элемента, взаимодействующего с пятой упорного подшипникового узла скольжения, и опорного элемента, взаимодействующего с опорной шайбой подпятника, и снабжен на своей обращенной к опорной шайбе поверхности опорным выступом, опорная поверхность которого выполнена плоской или в виде части боковой поверхности цилиндра, предназначенным для установки сегмента на опорной шайбе подпятника на шарнире с возможностью качания и самоустановки относительно пяты под углом, зависящим от режимов работы подшипника подшипникового узла. Сегменты удерживаются от радиального смещения за счет упирания их внешней кромки в кольцевую закраину опорной шайбы подпятника и связаны между собой с образованием единого блока с помощью сухарей, размещающихся в пазах боковых поверхностей опорных элементов сегментов. Контактный и опорный элементы выполнены из спеченного пористого металлического порошкового материала, поры которого заполнены высокотеплопроводным инфильтрационным материалом, теплопроводность, а также пластичность и/или упругость которого выше, чем у спеченного порошкового материала. Опорный элемент изготовлен из материала с более высокой прочностью и/или твердостью, чем материал контактного элемента, и/или пористость спеченного материала опорного элемента меньше, чем пористость спеченного материала контактного элемента. Контактный и опорный элементы связаны между собой пропиточным материалом с возможностью передачи на опорный элемент усилия со стороны контактного элемента через пропиточный материал. Промежуточный слой пропиточного материала обладает демпфирующими свойствами. Такая конструкция подпятника упорного подшипникового узла скольжения обеспечивает более эффективный отвод тепла от трущихся поверхностей подшипникового узла при сохранении конструктивной прочности и долговечности сегментов подпятника и снижение вибрационных нагрузок и сглаживание экстремальных импульсов осевой нагрузки со стороны пяты, которые формируются, например, при пуске или резкой остановке насоса и др., в результате чего увеличиваются срок службы и надежность подшипникового узла, но технологически сложна в изготовлении, что снижает надежность. Кроме того, равномерное распределение нагрузки между упорными сегментами требует точного изготовления упорных сегментов и их опор, что также снижает технологичность конструкции. К тому же, выравнивание нагрузки на упорные сегменты с помощью опорных виступов на упорных шайбах и промежуточного слоя пропиточного материала не обеспечивает равномерного распределения осевой нагрузки на контактные поверхности трения упорных сегментов, что снижает надежность работы, сокращает срок службы и уменьшает грузоподъемность известного упорного подшипникового узла скольжения.Known self-aligning thrust thrust bearing assembly for axial bearings of pumps and motors of submersible borehole centrifugal and screw pump units for oil production (patent of the Russian Federation No. 2339854, class F16C 33/00, F16C 17/08, F04D 29/04, publ. 27.11. .2008), in which each thrust bearing segment of the thrust bearing consists of a contact element interacting with the fifth thrust thrust bearing assembly and a supporting element interacting with the thrust bearing washer, and is provided on its facing thrust washer e of the surface with a support protrusion, the supporting surface of which is made flat or as a part of the side surface of the cylinder, designed to mount a segment on the thrust bearing washer on a hinge with the possibility of swinging and self-installation relative to the heel at an angle depending on the operating conditions of the bearing of the bearing assembly. The segments are kept from radial displacement due to abutment of their outer edge against the annular edge of the thrust bearing washer and are interconnected to form a single block using crackers located in the grooves of the side surfaces of the segment support elements. Contact and support elements are made of sintered porous metal powder material, the pores of which are filled with highly heat-conducting infiltration material, the thermal conductivity, as well as the ductility and / or elasticity of which is higher than that of the sintered powder material. The support element is made of a material with higher strength and / or hardness than the material of the contact element, and / or the porosity of the sintered material of the support element is less than the porosity of the sintered material of the contact element. The contact and support elements are interconnected by the impregnating material with the possibility of transmitting to the support element the forces from the side of the contact element through the impregnating material. The intermediate layer of the impregnating material has damping properties. This design of the thrust bearing of the thrust bearing assembly ensures more efficient heat removal from the friction surfaces of the bearing assembly while maintaining the structural strength and durability of the thrust bearing segments and reducing vibration loads and smoothing of the extreme axial load impulses from the heel side, which are formed, for example, when the pump starts or abruptly stops and others, resulting in increased service life and reliability of the bearing assembly, but technologically difficult to manufacture, th reduces reliability. In addition, the uniform distribution of the load between the thrust segments requires the precise manufacture of thrust segments and their supports, which also reduces the manufacturability of the design. In addition, balancing the load on the thrust segments with the help of support pads on the thrust washers and the intermediate layer of impregnating material does not provide a uniform distribution of the axial load on the contact surfaces of the friction of the thrust segments, which reduces the reliability, reduces the service life and reduces the load capacity of the known thrust sliding bearing unit .
В качестве наиболее близкого аналога заявляемого технического решения выбран самоустанавливающийся сегментный упорный подшипниковый узел скольжения для использования в протекторе электродвигателя погружного центробежного насосного агрегата для извлечения из добывающих скважин нефти и (или) других продуктивных флюидов (патент США №6565257, кл. F16C 32/06, опубл. 20.05.2003, фиг.3-5), содержащий пяту с центральным отверстием и плоской контактной поверхностью трения, установленную на валу, и подпятник, включающий опорную шайбу, неподвижно установленную в корпусе, выполненную с кольцевой закраиной и цилиндрическим центральным выступом, и упорные сегменты, каждый из которых снабжен антифрикционной контактной поверхностью трения на его контактном торце, обращенном к пяте, причем упорные сегменты подвижно установлены на опорной шайбе между ее кольцевой закраиной и цилиндрическим центральным выступом с зазором относительно друг друга в окружном направлении и радиальным зазором относительно цилиндрического центрального кольцевого выступа с возможностью качания и самоустановки относительно пяты с помощью промежуточных цилиндрических шарнирных опор, каждая из которых содержит выступ на поверхности упорного сегмента, обращенной к упорной шайбе. Упорные сегменты зафиксированы от перемещения в окружном направлении цилиндрическими выступами кольцевого профиля, выполненными на опорной шайбе в промежутках между смежными боковыми поверхностями упорных сегментов, расположенных рядом друг с другом. В опорной шайбе выполнены сквозные отверстия для циркуляции смазочно-охлаждающей жидкости так, что они проходят сквозь указанные цилиндрические выступы опорной шайбы, расположенные между упорными сегментами. Вращению подпятника относительно корпуса препятствует противовращательный штырь, который устанавливается в боковом пазу опорной шайбы. Контактная поверхность трения каждого из упорных сегментов выполнена из полимерного композиционного материала.As the closest analogue of the claimed technical solution, a self-aligning segmented thrust bearing assembly is selected for use in the tread of an electric motor of a submersible centrifugal pump unit for extracting oil and (or) other productive fluids from production wells (US patent No. 6565257, class F16C 32/06, publ. May 20, 2003, Figs. 3-5) containing a heel with a central hole and a flat contact surface of friction mounted on the shaft, and a thrust bearing, including a support washer, is fixedly mounted in the housing, made with an annular rim and a cylindrical central protrusion, and thrust segments, each of which is equipped with an antifriction contact friction surface at its contact end facing the heel, and the thrust segments are movably mounted on a support washer between its annular rim and a cylindrical central protrusion with a gap relative to each other in the circumferential direction and a radial gap relative to the cylindrical central annular protrusion with the possibility of swinging and self-installation relative to itelno heel by means of intermediate cylindrical hinge supports, each comprising a protrusion on the surface of hard segment, facing towards the thrust washer. Thrust segments are fixed against circumferential movement by cylindrical protrusions of an annular profile made on a support washer in the spaces between adjacent side surfaces of the thrust segments located next to each other. Through holes in the support washer are provided for circulating the cutting fluid so that they pass through said cylindrical protrusions of the support washer located between the stop segments. The rotation of the thrust bearing relative to the housing is prevented by an anti-rotation pin, which is installed in the side groove of the support washer. The contact surface of the friction of each of the thrust segments is made of a polymer composite material.
Недостаками наиболее близкого аналога являются неравномерное распределение осевой нагрузки на контактные поверхности трения упорных сегментов и отсутствие средств для эффективного демпфирования вибраций, что снижает надежность работы и сокращает срок службы упорного подшипникового узла, ограничивает возможности повышения его грузоподъемности.The disadvantages of the closest analogue are the uneven distribution of the axial load on the contact surfaces of the friction of the thrust segments and the lack of means for effective vibration damping, which reduces the reliability and reduces the service life of the thrust bearing assembly, limits the possibility of increasing its load capacity.
В основу полезной модели поставлена задача создания такого упорного подшипникового узла скольжения, в которым бы за счет внесения изменений в форму выполнения и расположение промежуточных опор относительно упорных сегментов и внесения определенных изменений формы упорных сегментов и опорной шайбы обеспечивалось повышение надежности работы и увеличение срока службы упорного подшипникового узла, а также его грузоподъемности за счет более равномерного распределения осевой нагрузки на контактную поверхность трения упорных сегментов и эффективного демпфирования вибраций.The utility model is based on the task of creating such a persistent sliding bearing assembly, in which, by making changes to the execution form and arrangement of intermediate bearings relative to the thrust segments and making certain changes in the shape of the thrust segments and the thrust washer, the reliability of operation and the service life of the thrust bearing will be increased unit, as well as its load capacity due to a more uniform distribution of axial load on the contact surface of the friction of the thrust segments effective vibration damping.
Поставленная задача решается тем, что в упорном подшипниковом узле скольжения, содержащем пяту с центральным отверстием и плоской контактной поверхностью трения, установленную на валу, и подпятник, включающий опорную шайбу, неподвижно установленную в корпусе, выполненную с кольцевой закраиной и цилиндрическим центральным выступом, и упорные сегменты, каждый из которых выполнен с антифрикцонной контактной поверхностью трения на его контактном торце, обращенном к пяте, причем упорные сегменты подвижно установлены на опорной шайбе между ее кольцевой закраиной и цилиндрическим центральным выступом с зазором относительно друг друга в окружном направлении и радиальным зазором относительно цилиндрического центрального выступа с возможностью качания и самоустановки относительно пяты с помощью промежуточных опор и зафиксированы от перемещения в окружном направлении, согласно полезной модели, каждый из упорных сегментов расположен с радиальным зазором относительно кольцевой закраины опорной шайбы и выполнен с фасками с двух его противоположных, в окружном направлении, боковых сторон и поперечным пазом на его радиально внутренней боковой поверхности, в опорной шайбе выполнена замкнутая кольцевая канавка для размещения промежуточных опор, промежуточные опоры выполнены в виде шариков и свободно установлены в замкнутой кольцевой канавке опорной шайбы в промежутках между упорными сегментами в контакте с их фасками, цилиндрический центральный выступ опорной шайбы выполнен с кольцевым поперечным пазом на его наружной боковой поверхности, совмещенным с поперечными пазами, выполненными на радиально внутренних боковых поверхностях упорных сегментов, в поперечных пазах упорных сегментов и цилиндрического центрального выступа размещено эластичное кольцо.The problem is solved in that in the thrust bearing assembly, containing a heel with a Central hole and a flat contact surface of friction mounted on the shaft, and a thrust bearing, including a thrust washer fixedly mounted in the housing, made with an annular rim and a cylindrical central protrusion, and thrust segments, each of which is made with an antifriction contact surface of friction at its contact end facing the heel, and the thrust segments are movably mounted on a support washer between its annular flange and a cylindrical central protrusion with a gap relative to each other in the circumferential direction and a radial clearance relative to the cylindrical central protrusion with the possibility of swinging and self-installation relative to the heel using the intermediate supports and are fixed from moving in the circumferential direction, according to the utility model, each of the thrust segments is located with a radial clearance relative to the annular edge of the support washer and made with chamfers from its two opposite, in the circumferential direction, lateral sides and a transverse groove on its radially inner lateral surface, in the support washer, a closed annular groove is made to accommodate the intermediate supports, the intermediate supports are made in the form of balls and are freely installed in the closed annular groove of the support washer in the spaces between the stop segments in contact with their chamfers, a cylindrical central protrusion of the support washer is made with an annular transverse groove on its outer side surface, combined with transverse grooves made on a radially inner An elastic ring is placed in the lateral surfaces of the thrust segments, in the transverse grooves of the thrust segments and the cylindrical central protrusion.
Кроме того, согласно полезной модели, в упорном подшипниковом узле скольжения угол наклона передней, в направлении вращения пяты, фаски каждого упорного сегмента меньше угла наклона его задней, в направлении вращения пяты, фаски на 8-20 градусов.In addition, according to a utility model, in a thrust bearing assembly, the angle of inclination of the front, in the direction of rotation of the heel, the bevels of each thrust segment is less than the angle of inclination of its rear, in the direction of rotation of the heel, the bevel is 8-20 degrees.
Также, согласно полезной модели, фаски на каждом из упорных сегментов с двух его противоположных, в окружном направлении, боковых сторон выполнены с одинаковыми углами наклона.Also, according to the utility model, the chamfers on each of the thrust segments from its two opposite, in the circumferential direction, lateral sides are made with the same inclination angles.
Кроме того, согласно полезной модели, контактная поверхность трения пяты выполнена из композиционного материала с включениями твердосплавных гранул.In addition, according to a utility model, the contact surface of the heel friction is made of composite material with inclusions of carbide granules.
К тому же, согласно полезной модели, на обращенном к пяте контактном торце каждого из упорных сегментов установлена пластина с контактной поверхностью трения, выполненной из композиционного материала с высокими трибологическими свойствами.In addition, according to a utility model, a plate with a contact surface of friction made of a composite material with high tribological properties is mounted on the contact end face of each of the thrust segments facing a fifth.
Кроме того, согласно полезной модели, контактная поверхность трения каждого из упорных сегментов выполнена из композиционного материала с включениями твердосплавных гранул.In addition, according to a utility model, the contact surface of the friction of each of the thrust segments is made of composite material with inclusions of carbide granules.
Также, согласно полезной модели, контактная поверхность трения пяты выполнена из твердосплавного материала.Also, according to a utility model, the contact surface of the heel friction is made of carbide material.
Кроме того, согласно полезной модели, в пяте выполнены радиальные отверстия со свободными входом и выходом.In addition, according to a utility model, radial holes with free entry and exit are made in the heel.
К тому же, согласно полезной модели, между опорной шайбой подпятника и корпусом установлено эластичное кольцо.In addition, according to a utility model, an elastic ring is installed between the thrust bearing of the thrust bearing and the housing.
Согласно полезной модели, расположение каждого из упорных сегментов с радиальным зазором относительно кольцевой закраины опорной шайбы и ее цилиндрического центрального выступа и выполнение его с фасками с двух его противоположных, в окружном направлений, боковых сторон, выполнение в опорной шайбе замкнутой кольцевой канавки для размещения промежуточных опор, выполнение промежуточных опор в виде шариков и расположение их в кольцевой канавке упорной шайбы в промежутках между упорными сегментами в контакте з их фасками обеспечивает автоматическую самоустановку контактных поверхностей трения упорных сегментов в робочем режиме в трех плоскостях, в окружном направлении, радиальном направлении и вдоль оси вала с образованием правильного гидродинамического клина, что обеспечивает автоматическое выравнивание осевой нагрузки на упорные сегменты, за счет взаимодействия шариков, свободно установленных в кольцевой канавке, с фасками упорных сегментов. Благодаря этому уменьшается тепловыделение в зоне трения скольжения подшипникового узла и уменьшается износ контактных поверхностей трения. Выполнение каждого из упорных сегментов с поперечным пазом на его радиально внутренней боковой поверхности, выполнение цилиндрического центрального выступа опорной шайбы с кольцевым поперечным пазом на его наружной боковой поверхности, совмещенным с поперечными пазами, выполненными на радиально внутренних боковых поверхностях упорных сегментов, и размещение в поперечных пазах упорных сегментов и цилиндрического центрального выступа опорной шайбы эластичного кольца дает возможность упорным сегментам самоустанавливаться в плоскости радиального направления и уменьшить амплитуду вибраций за счет упругой деформации эластичного кольца в упомянутых поперечных пазах и радиальном зазоре, отделяющем упорные сегменты от цилиндрического центрального выступа опорной шайбы. Таким образом, обеспечивается повышение надежности работы и увеличение срока службы упорного подшипникового узла скольжения, а также его грузоподъемности. К тому же, установка эластичного кольца в пазах на радиально внутренней боковой поверхности упорных сегментов и в кольцевом пазу на наружной боковой поверхности цилиндрического центрального выступа опорной шайбы подпятника позволяет повысить технологичность конструкции упорного подшипникового узла скольжения благодаря исключению возможности выпадания упорных сегментов из опорной шайбы при сборке упорного подшипникового узла скольжения при монтажных работах.According to a utility model, the location of each of the thrust segments with a radial clearance relative to the annular edge of the support washer and its cylindrical central protrusion and its execution with chamfers from its two opposite, in the circumferential directions, lateral sides, execution of a closed ring groove in the support washer to accommodate intermediate supports the implementation of the intermediate supports in the form of balls and their location in the annular groove of the thrust washer in the spaces between the thrust segments in contact with their chamfers provides automatic self-alignment of the contact surfaces of the friction of the thrust segments in the robotic mode in three planes, in the circumferential direction, the radial direction and along the axis of the shaft with the formation of the correct hydrodynamic wedge, which ensures automatic alignment of the axial load on the thrust segments, due to the interaction of balls freely installed in the annular groove , with chamfers of persistent segments. Due to this, heat dissipation in the sliding friction zone of the bearing assembly is reduced and the wear of the contact surfaces of the friction is reduced. The implementation of each of the thrust segments with a transverse groove on its radially inner side surface, the execution of a cylindrical central protrusion of the support washer with an annular transverse groove on its outer side surface, combined with the transverse grooves made on the radially inner side surfaces of the thrust segments, and placement in the transverse grooves thrust segments and a cylindrical central protrusion of the thrust washer of the elastic ring allows the thrust segments to self-align in the plane radial direction and reduce the amplitude of the vibrations due to the elastic deformation of the elastic ring in the said transverse grooves and the radial clearance separating the thrust segments from the cylindrical central protrusion of the support washer. Thus, an increase in reliability and an increase in the service life of the thrust bearing sliding unit, as well as its carrying capacity. In addition, the installation of an elastic ring in the grooves on the radially inner lateral surface of the thrust segments and in the annular groove on the outer lateral surface of the cylindrical central protrusion of the thrust bearing washer makes it possible to increase the manufacturability of the thrust bearing assembly by eliminating the possibility of the thrust segments falling out of the thrust washer during assembly of the thrust sliding bearing assembly during installation.
Кроме того, выполнение угла наклона передней, в направлении вращения пяты, фаски каждого упорного сегмента, меньшим, чем угол наклона его задней, в направлении вращения пяты, фаски на 8-20 градусов обеспечивает максимальную толщину масляного слоя между контактными поверхностями трения пяты и упорных сегментов благодаря оптимальному расположению центра качания упорных сегментов, что позволяет повысить надежность работы упорного подшипникового узла трения, увеличить его срок службы и/или грузоподъемность.In addition, the implementation of the angle of inclination of the front, in the direction of rotation of the heel, the chamfer of each thrust segment, smaller than the angle of inclination of its rear, in the direction of rotation of the heel, of the bevel 8-20 degrees provides the maximum thickness of the oil layer between the contact surfaces of the friction of the heel and the resistant segments due to the optimal location of the center of swing of the thrust segments, which improves the reliability of the thrust bearing friction unit, increase its service life and / or load capacity.
Выполнение фасок на каждом из упорных сегментов с двух его противоположных, в окружном направлении, боковых сторон с одинаковыми углами наклона дает возможность обеспечить оптимальную толщину масляного слоя в случае, когда упорный подшипниковый узел скольжения предназначен для работы в реверсивном режиме.The execution of the chamfers on each of the thrust segments from its two opposite, in the circumferential direction, lateral sides with the same inclination angles makes it possible to provide the optimum oil layer thickness in the case when the thrust bearing sliding unit is designed to work in reverse mode.
Выполнение контактной поверхности трения пяты из композиционного материала с включениями твердосплавных гранул обеспечивает ее высокую износостойкость и, одновременно с этим, малое тепловыделение благодаря низкому коэффициенту трения.The implementation of the contact surface of the friction of the heel of a composite material with inclusions of carbide granules provides its high wear resistance and, at the same time, low heat due to the low coefficient of friction.
Установка на контактном торце каждого из упорных сегментов пластины с контактной поверхностью трения, выполненной из композиционного материала с высокими трибологическими свойствами, позволяет повысить технологичность при изготовлении и ремонте упорного подшипникового узла скольжения и обеспечить низкие потери на трение.The installation on the contact end of each of the thrust segments of the plate with a contact surface of friction made of a composite material with high tribological properties allows to increase manufacturability in the manufacture and repair of a thrust bearing sliding unit and to ensure low friction losses.
Выполнение контактной поверхности трения каждого из упорных сегментов из композиционного материала с включениями твердосплавных гранул дает возможность обеспечить ее высокую износостойкость и, одновременно с этим, малое тепловыделение благодаря низкому коэффициенту трения.The implementation of the contact surface of the friction of each of the thrust segments of composite material with inclusions of carbide granules makes it possible to ensure its high wear resistance and, at the same time, low heat generation due to the low coefficient of friction.
Выполнение контактной поверхности трения пяты из твердосплавного материала дает возможность обеспечить ее высокую износостойкость в условиях высокого содержания механических твердых примесей с абразивным действием в смазочной жидкости, находящейся между контактными поверхностями трения пяты и подпятника.The implementation of the contact surface of the friction of the heel of carbide material makes it possible to ensure its high wear resistance under conditions of a high content of mechanical solids with abrasive action in the lubricating fluid located between the contact surfaces of the friction of the heel and the thrust bearing.
Выполнение в пяте радиальных отверстий со свободными входом и выходом обеспечивает эффективное выделение тепла из зоны трения подшипникового узла за счет циркуляции масла.Performing in five radial holes with free entry and exit ensures efficient heat generation from the friction zone of the bearing assembly due to oil circulation.
Установка эластичного кольца между опорной шайбой подпятника и корпусом обеспечивает самоустановку опорной шайбы подпятника относительно пяты, что снижает потери при образовании краевого эффекта при вращении пяты. Следовательно, повышается надежность работы упорного подшипникового узла скольжения и увеличивается его срок службы.The installation of an elastic ring between the thrust bearing washer and the casing allows the thrust bearing washer to self-install relative to the heel, which reduces losses during the formation of the edge effect when the heel rotates. Therefore, the reliability of the thrust bearing assembly is increased and its service life is increased.
Сущность полезной модели поясняется конкретным примером его осуществления и чертежами, на которых:The essence of the utility model is illustrated by a specific example of its implementation and drawings, in which:
фиг.1 - общий вид упорного подшипникового узла скольжения в сборе согласно полезной модели, установленного на вращающемся валу в корпусе;figure 1 is a General view of a thrust bearing assembly for assembling according to a utility model mounted on a rotating shaft in a housing;
фиг.2 - вид сверху по А-А на фиг.1 упорного подшипникового узла скольжения, установленного на валу, где показаны упорные сегменты и пунктирными линиями показаны выполненные в виде шариков промежуточные опоры, на которые они опираются;figure 2 is a top view along aa in figure 1 of a thrust bearing assembly mounted on a shaft, where the thrust segments are shown and dotted lines show the intermediate bearings made in the form of balls on which they are supported;
фиг.3 - вид по В-В на фиг.2, где показаны упорные сегменты, опирающиеся фасками на промежуточные опоры в виде шариков, расположенные между ними в кольцевой канавке опорной шайбы подпятника;figure 3 is a view along BB in figure 2, which shows the thrust segments supported by chamfers on the intermediate supports in the form of balls located between them in the annular groove of the thrust bearing washer;
фиг.4 - вид по Д-Д на фиг.2 в продольном разрезе вдоль вала, где показан установленный в корпусе подпятник упорного подшипникового узла скольжения с размещенными в канавке опорной шайбы шариками и с элементами демпфирования вибраций;figure 4 is a view along DD in figure 2 in longitudinal section along the shaft, which shows the thrust bearing mounted in the housing of the thrust bearing assembly with balls placed in the groove of the support washer and with vibration damping elements;
фиг.5 - вид по Г-Г на фиг 4, где показаны кольцевая канавка опорной шайбы, ее цилиндрический центральный выступ и кольцевая закраина, причем шарики не показаны;5 is a view along DG in FIG. 4, which shows the annular groove of the support washer, its cylindrical central protrusion and the annular flange, with balls not shown;
фиг.6 - вид по Б-Б на фиг.1, где показаны контактная поверхность трения пяты, выполненные в пяте радиальные отверстия со свободными входом и выходом и композиционный материал с твердосплавными гранулами;6 is a view along BB in figure 1, which shows the contact surface of the heel friction, made in the fifth radial holes with free entry and exit and composite material with carbide granules;
фиг.7 - местный вид Е на фиг.1, где показано размещение эластичного кольца в поперечных пазах упорных сегментов и цилиндрического центрального выступа опорной шайбы;7 is a partial view of E in figure 1, which shows the placement of the elastic ring in the transverse grooves of the thrust segments and the cylindrical central protrusion of the support washer;
фиг.8 - местный вид Ж на фиг.4, где показаны пластина и ее контактная поверхность трения.Fig. 8 is a partial view G in Fig. 4, where the plate and its contact friction surface are shown.
Упорный подшипниковый узел скольжения, предлагаемый согласно полезной модели, содержит пяту 1 с центральным отверстием, установленную на валу 2, и подпятник 3, установленный в корпусе 4. Пята 1 выполнена с плоской контактной поверхностью 5 трения. Подпятник 3 включает опорную шайбу 6, неподвижно установленную в корпусе 4, и упорные сегменты 7. Опорная шайба 6 выполнена с кольцевой закраиной 8 и цилиндрическим центральным выступом 9. Каждый из упорных сегментов 7 снабжен антифрикционной контактной поверхностью 10 трения на его контактном торце 11, обращенном к пяте 1.The thrust bearing sliding unit, proposed according to the utility model, comprises a heel 1 with a central hole mounted on the shaft 2, and a thrust bearing 3 mounted in the housing 4. The heel 1 is made with a flat contact surface 5 of the friction. The thrust bearing 3 includes a thrust washer 6, which is fixedly mounted in the housing 4, and thrust segments 7. The thrust washer 6 is made with an annular flange 8 and a cylindrical central protrusion 9. Each of the thrust segments 7 is provided with an antifriction friction contact surface 10 at its contact end 11 facing to heel 1.
Упорные сегменты 7 расположены на опорной шайбе 6 между ее кольцевой закраиной 8 и цилиндрическим центральным выступом 9 с зазором а. относительно друг друга в окружном направлении (фиг.2), радиальным зазором h, равным, например, 0,4 мм, относительно цилиндрического центрального выступа 9 (фиг.7) и радиальным зазором (на чертежах не показан), равным, например, 0,3-0,4 мм, относительно кольцевой закраины опорной шайбы с возможностью качания и самоустановки относительно пяты 1 с помощью промежуточных опор, каждая из которых выполнена в виде шарика 12. Эти упорные сегменты зафиксированы от перемещения в окружном направлении путем стопорения штифтом 13 одного из них от вращения, как видно из фиг.2, 5.Thrust segments 7 are located on the supporting washer 6 between its annular flange 8 and the cylindrical central protrusion 9 with a gap a. relative to each other in the circumferential direction (FIG. 2), with a radial clearance h equal to, for example, 0.4 mm, relative to the cylindrical central protrusion 9 (FIG. 7) and a radial clearance (not shown in the drawings) equal to, for example, 0 , 3-0.4 mm, relative to the annular edge of the support washer with the possibility of swinging and self-installation relative to the heel 1 using intermediate supports, each of which is made in the form of a ball 12. These thrust segments are fixed from moving in the circumferential direction by locking with a pin 13 of one of them from rotation like view but from figure 2, 5.
Каждый из упорных сегментов 7 выполнен с фасками 14, 15 (фиг.3) с двух его противоположных, в окружном направлении, боковых сторон и поперечным пазом 16 на его радиально внутренней боковой поверхности 17 (фиг.7). В опорной шайбе 6 выполнена замкнутая кольцевая канавка 18 (фиг.5), предназначенная для размещения шариков 12. Шарики 12 свободно установлены в замкнутой кольцевой канавке 18 опорной шайбы 6 (фиг.4) в промежутках между упорными сегментами 7 в контакте с их фасками 14, 15. На наружной боковой поверхности 19 цилиндрического центрального выступа 9 опорной шайбы 6 (фиг.4) выполнен замкнутый кольцевой поперечный паз 20 так, что он совмещен с поперечными пазами 16, выполненными на радиально внутренних боковых поверхностях 17 упорных сегментов 7. В поперечных пазах 16 упорных сегментов 7 и кольцевом поперечном пазу 20 цилиндрического центрального виступа 9 размещено эластичное кольцо 21 (фиг.7), предпочтительно кольцевого профиля.Each of the thrust segments 7 is made with chamfers 14, 15 (Fig. 3) from its two opposite, in the circumferential direction, sides and a transverse groove 16 on its radially inner side surface 17 (Fig. 7). A closed annular groove 18 (Fig. 5) is made in the support washer 6, designed to accommodate the balls 12. The balls 12 are freely installed in the closed annular groove 18 of the support washer 6 (Fig. 4) in the spaces between the stop segments 7 in contact with their chamfers 14 15. On the outer side surface 19 of the cylindrical central protrusion 9 of the support washer 6 (Fig. 4), a closed annular transverse groove 20 is made so that it is aligned with the transverse grooves 16 made on the radially inner side surfaces 17 of the thrust segments 7. In the transverse groove x 7 segment 16 of thrust and the annular transverse groove 20 has acted as a cylindrical central 9 taken resilient ring 21 (Figure 7), preferably an annular profile.
В нереверсивном варианте выполнения упорного подшипникового узла скольжения угол α наклона передней, в направлении n вращения пяты 1, фаски 14 каждого из упорных сегментов 7 меньше, чем угол β наклона его задней, в направлении n вращения пяты 1, фаски 15 на 8-20 градусов, как показано на фиг.3. В реверсивном варианте выполнения упорного подшипникового узла скольжения на каждом из упорных сегментов 7 угол α наклона передней фаски 14 равен углу β наклона задней фаски 15.In a non-reversible embodiment of the thrust bearing assembly, the angle of inclination of the front, in the direction n of rotation of the heel 1, the chamfers 14 of each of the thrust segments 7 is less than the angle β of the inclination of its rear, in the direction n of rotation of the heel 1, of the chamfer 15 by 8-20 degrees as shown in FIG. In the reverse embodiment of the thrust bearing assembly, on each of the thrust segments 7, the angle α of the inclination of the front chamfer 14 is equal to the angle β of the inclination of the rear chamfer 15.
Контактная поверхность 5 трения пяты 1 (фиг.6) выполнена, предпочтительно, из композиционного материала 22 (бронза, припой, медные сплавы и др.) с включениями твердосплавных гранул 23 (карбид вольфрама, карбид титана и др.). При этом, в варианте выполнения упорного подшипникового узла скольжения для работы в окружающей среде, не допускающей значительного перегрева, на обращенном к пяте 1 контактном торце 11 каждого из упорных сегментов 7 установлена пластина 24 (фиг.2, 8) с контактной поверхностью 10 трения, выполненной из композиционного материала 25 (гранулы бронзы и полимера, гранулы бронзы и дисульфид молибдена и др.) с высокими трибологическими свойствами, для обеспечения низкого коэффициента трения, а следовательно слабого перегрева упорного подшипникового узла скольжения. В варианте выполнения упорного подшипникового узла для высокого содержания твердых абразивных примесей в смазочной жидкости контактная поверхность 10 трения каждого из упорных сегментов 7, предпочтительно, выполняется из композиционного материала 25 с включениями твердосплавных гранул 23, для повышения стойкости к абразивному износу. Контактная поверхность 5 трения пяты 1 выполняется из твердосплавного материала (карбид вольфрама, карбид титана и др.), если нужно обеспечить ее максимальную стойкость к абразивному износу.The contact surface 5 of the friction of the heel 1 (Fig.6) is preferably made of composite material 22 (bronze, solder, copper alloys, etc.) with inclusions of carbide granules 23 (tungsten carbide, titanium carbide, etc.). At the same time, in the embodiment of the thrust bearing assembly for operation in an environment that does not allow significant overheating, a plate 24 (Fig. 2, 8) with a contact surface 10 of friction is installed on the contact end 11 of each of the thrust segments 7 facing 5; made of composite material 25 (granules of bronze and polymer, granules of bronze and molybdenum disulfide, etc.) with high tribological properties, to ensure a low coefficient of friction, and therefore weak overheating of the thrust bearing evil slip. In an embodiment of the thrust bearing assembly for a high content of solid abrasive impurities in the lubricating fluid, the contact surface 10 of the friction of each of the thrust segments 7 is preferably made of composite material 25 with carbide granules 23, to increase resistance to abrasion. The contact surface 5 of the friction of the heel 1 is made of carbide material (tungsten carbide, titanium carbide, etc.), if it is necessary to ensure its maximum resistance to abrasion.
В пяте 1 выполнены радиальные отверстия 26 со свободными входом 27 и выходом 28. Между опорной шайбой 6 и корпусом 4 установлено эластичное кольцо 29.In heel 1 there are made radial holes 26 with free input 27 and output 28. An elastic ring 29 is installed between the supporting washer 6 and the housing 4.
Упорный подшипниковый узел скольжения, заявляемый согласно полезной модели, работает следующим образом.The thrust bearing assembly, claimed according to the utility model, operates as follows.
При работе упорного подшипникового узла скольжения осевая нагрузка передается от вала 2 на пяту 1, затем на упорные сегменты 7, шарики 12, опорную шайбу 6 и, через торцевую поверхность опорной шайбы 6, на корпус 4.During operation of the thrust sliding bearing assembly, the axial load is transmitted from the shaft 2 to the heel 1, then to the thrust segments 7, balls 12, the supporting washer 6 and, through the end surface of the supporting washer 6, to the housing 4.
Когда вал 2 вращается, контактная поверхность 5 трения пяты 1 захватывает частицы окружающей смазочной жидкости (на чертежах не показана) и переносит их на контактный торец 11 упорных сегментов 7, создавая расклинивающее усилие. При этом упорные сегменты 7 надавливают своими фасками 14, 15 на шарики 12 и проскальзывают по их сферической поверхности, опускаясь и поднимаясь в направлении вдоль вала 2 в промежутках между шариками 12, тогда как эти шарики перемещаются вдоль кольцевой канавки 18 опорной шайбы 6. Благодаря наличию радиального зазора между каждым из упорных сегментов 7 и кольцевой закраиной 8 опорной шайбы 6 и радиального зазора h между каждым из этих упорных сегментов и цилиндрическим центральным выступом 9 опорной шайбы 6 упорные сегменты 7 могут самоустанавливаться в радиальном направлении, а зазор а между каждыми двумя смежными упорными сегментами 7 дает возможность этим сегментам самоустанавливаться в окружном направлении. Правильной самоустановке контактных поверхностей 5 трения упорных сегментов 7 относительно пяты 1 способствует введение эластичного кольца 29 между опорной шайбой 6 и корпусом 4, что обеспечивает сомоустановку опорной шайбы 6 вместе с упорными сегментами 7 относительно пяты 1. Вращению упорных сегментов 7 вместе с пятой 1 препятствует стопорение одного из упорных сегментов 7 от вращения штифтом 13. Радиальному смещению упорных сегментов 7 препятствуют кольцевая закраина 8 опорной шайбы 6 и ее цилиндрический центральный выступ 9. В результате упорные сегменты 7 самоустанавливаются относительно пяты 1 так, что их контактные поверхности 10 трения располагаются в одной наклонной плоскости, образуя полный гидродинамический смазочный клин между контактными торцами 11 упорных сегментов 7 и контактной поверхностью 5 трения пяты 1, благодаря чему обеспечивается равномерное распределение осевой нагрузки на контактные поверхности 10 трения упорных сегментов 7.When the shaft 2 rotates, the contact surface 5 of the friction of the heel 1 captures the particles of the surrounding lubricating fluid (not shown in the drawings) and transfers them to the contact end 11 of the thrust segments 7, creating a proppant. In this case, the thrust segments 7 press with their chamfers 14, 15 on the balls 12 and slip along their spherical surface, dropping and rising in the direction along the shaft 2 in the spaces between the balls 12, while these balls move along the annular groove 18 of the support washer 6. Due to the presence of the radial clearance between each of the thrust segments 7 and the annular rim 8 of the support washer 6 and the radial clearance h between each of these thrust segments and the cylindrical central protrusion 9 of the thrust washer 6 the thrust segments 7 can self-install atsya in the radial direction, and a gap between every two adjacent abutment segments 7 enables these caster segments in the circumferential direction. The correct self-installation of the contact surfaces 5 of the friction of the thrust segments 7 relative to the heel 1 is facilitated by the introduction of an elastic ring 29 between the thrust washer 6 and the casing 4, which ensures the co-alignment of the thrust washer 6 together with the thrust segments 7 relative to the heel 1. Rotation of the thrust segments 7 together with the fifth 1 prevents locking one of the thrust segments 7 from rotation by the pin 13. The radial displacement of the thrust segments 7 is prevented by the annular flange 8 of the support washer 6 and its cylindrical central protrusion 9. As a result, the The bearing segments 7 are self-aligning relative to the heel 1 so that their friction contact surfaces 10 are located in one inclined plane, forming a complete hydrodynamic lubricating wedge between the contact ends 11 of the thrust segments 7 and the contact friction surface 5 of the heel 1, which ensures uniform distribution of the axial load on the contact the friction surface 10 of the thrust segments 7.
При пуске и в случае действия циклической осевой нагрузки на пяту 1, упорные сегменты 7 подвергаются воздействию ударных механических нагрузок в радиальном направлении со стороны пяты 1 и опорной шайбы 6 подпятника, причем к опорной шайбе 6 усилия передаются от корпуса 4. От корпуса 4 на опорную шайбу 6 передаются также вибрации, вызванные работой радиальных подшипников (не показаны) изделия, например погружного центробежного насосного агрегата, в котором установлен рассматриваемый упорный подшипниковый узел. Вибрации упорных сегментов 7 разного происхождения эффективно демпфируются эластичным кольцом 21 за счет его упругой деформации в радиальном зазоре h между цилиндрическим центральным выступом 9 опорной шайбы 6 и упорными сегментами 7, в поперечных пазах 16 на радиально внутренней боковой поверхности 17 упорных сегментов 7 и кольцевом поперечном пазу 20 на наружной боковой поверхности 19 цилиндрического центрального выступа 9 опорной шайбы 6. Например, при диаметре эластичного кольца 21, равном 2,5 мм, и радиальном зазоре h, равном 0,4 мм, абсолютная величина деформации эластичного кольца 21 составляет 0,55 мм, что соответствует относительной деформации 0,22%. Эластичное кольцо 21, сжимаясь, действует как аммортизатор, что обеспечивает снижение амплитуды вибрации и плавную работу упорного подшипникового узла скольжения. Кроме того, установка эластичного кольца 21 в пазах 16, 20 дает возможность повысить технологичность конструкции упорного подшипникового узла, потому что эластичное кольцо препятствует выпаданию упорных сегментов 7 из опорной шайбы 6 при сборке упорного подшипникового узла скольжения при монтажных работах.During start-up and in the event of a cyclic axial load on the heel 1, the thrust segments 7 are exposed to mechanical shock loads in the radial direction from the heel 1 and the thrust bearing washer 6, and forces are transmitted to the washer 6 from the housing 4. From the housing 4 to the supporting the washer 6 is also transmitted vibrations caused by the operation of radial bearings (not shown) of the product, for example a submersible centrifugal pump unit in which the considered thrust bearing assembly is installed. The vibrations of the thrust segments 7 of different origin are effectively damped by the elastic ring 21 due to its elastic deformation in the radial clearance h between the cylindrical central protrusion 9 of the thrust washer 6 and the thrust segments 7, in the transverse grooves 16 on the radially inner side surface 17 of the thrust segments 7 and the annular transverse groove 20 on the outer lateral surface 19 of the cylindrical central protrusion 9 of the support washer 6. For example, when the diameter of the elastic ring 21 is 2.5 mm and the radial clearance h is 0.4 mm, the absolute elichina deformation of the elastic ring 21 is 0.55 mm, which corresponds to a deformation of 0.22%. The elastic ring 21, compressing, acts as a shock absorber, which provides a reduction in the amplitude of vibration and smooth operation of the thrust bearing sliding unit. In addition, the installation of the elastic ring 21 in the grooves 16, 20 makes it possible to increase the manufacturability of the design of the thrust bearing assembly, because the elastic ring prevents the thrust segments 7 from falling out of the support washer 6 when assembling the thrust sliding bearing assembly during installation.
При вращении пяты 1 вместе с валом 2 между контактной поверхностью 5 трения пяты 1 и контактными поверхностями 10 трения упорных сегментов 7 образуется масляная пленка, или пленка смазочной жидкости, максимально возможной толщины, при прочих равных условиях работы упорного подшипникового узла скольжения, благодаря выполнению угла α наклона передней фаски 14 каждого из упорных сегментов 7 меньшим на 8-20 градусов, чем угол наклона β его задней фаски 15, если упорный подшипниковый узел скольжения нереверсивный. В случае, если упорный подшипниковый узел скольжения предназначен для установки в реверсивном агрегате, то есть имеет реверсивное исполнение, угол α равен углу β, то есть α=β, чтобы обеспечить оптимальную толщину масляной пленки между контактными поверхностями 5, 10 трения для обоих направлений вращения. Такой выбор углов α и β наклона фасок 14, 15 обеспечивает повышение надежности работы подшипникового узла скольжения, увеличение его срока службы и/или грузоподъемности.When the heel 1 rotates together with the shaft 2 between the contact surface 5 of the friction of the heel 1 and the contact surfaces 10 of the friction of the thrust segments 7, an oil film or a film of lubricating fluid of the maximum possible thickness is formed, all other things being equal, the thrust bearing of the sliding unit, due to the angle α the slope of the front chamfer 14 of each of the thrust segments 7 is 8–20 degrees lower than the angle of inclination β of its back chamfer 15 if the thrust bearing of the sliding unit is not reversible. If the thrust bearing assembly is designed to be installed in a reversing assembly, that is, it has a reversible design, the angle α is equal to the angle β, that is, α = β, in order to ensure the optimal thickness of the oil film between the friction contact surfaces 5, 10 for both directions of rotation . Such a choice of the angles α and β of the inclination of the chamfers 14, 15 provides an increase in the reliability of the sliding bearing assembly, an increase in its service life and / or load capacity.
При работе упорного подшипникового узла скольжения имеет место трение скольжения в паре трения "пята 1 - подпятник 3", а следовательно выделяется тепло, которое нужно отводить из зоны трения. Отвод этого тепла осуществляется с помощью выполненных в пяте 1 радиальных отверстий 26 со свободными входом 27 и выходом 28. Когда пята 1 вращается, окружающая смазочная жидкость падает на вход 27 радиального отверстия 26 пяты 1 и далее, при действии центробежной силы, выбрасывается через выход 28 радиального отверстия 26 во внешний объем, где она охлаждается, а потом поступает через зазор а между упорными сегментами 7 на вход 27 радиального отверстия 26. Таким образом происходит циркуляция и интенсивное охлаждение смазочной жидкости, что, в конечном счете, повышает надежность работы упорного подшипникового узла скольжения и увеличивает его срок службы.During operation of the thrust sliding bearing unit, sliding friction occurs in the friction pair "heel 1 - thrust bearing 3", and therefore heat is generated that must be removed from the friction zone. The removal of this heat is carried out using the radial holes 26 made in the heel 1 with free input 27 and the output 28. When the heel 1 rotates, the surrounding lubricating fluid falls on the inlet 27 of the radial hole 26 of the heel 1 and further, under the action of centrifugal force, is discharged through the output 28 of the radial hole 26 into the external volume, where it is cooled, and then enters through the gap a between the thrust segments 7 to the inlet 27 of the radial hole 26. Thus, the circulation and intensive cooling of the lubricant occurs, which, of course After all, it increases the reliability of the thrust bearing race assembly and increases its service life.
В упорном подшипниковом узле скольжения, работающем в окружающей среде с твердыми механическими примесями, контактная поверхность 5 трения вращающейся пяты имеет высокую износостойкость благодаря использованию композиционного материала 22 (например, расплавленной меди) с включениями твердосплавных гранул 23 (например, гранул карбида вольфрама). При этом малые потери от трения в контактной поверхности 10 трения каждого из упорных сегментов 7 обеспечиваются выполнением контактной поверхности 10 из композиционного материала 25 с включениями твердосплавных гранул 23, например, из запеченных гранул бронзы, пропитанных фторопластом или другим пластиком, обладающим высокими трибологическими свойствами. В целом такое выполнение пяты 1 и подпятника 3 обеспечивает повышение надежности работы упорного подшипникового узла скольжения. Кроме того, применение на контактных торцах 11 упорных сегментов 7 пластин 24 с контактной поверхностью 10 трения, выполненной из композиционного материала 25 с высокими трибологическими свойствами, позволяет не только обеспечить слабый перегрев упорного подшипникового узла скольжения благодаря низкому коэффициенту трения, что имеет особое значение при работе упорного подшипникового узла скольжения в окружающей среде, не допускающей значительного перегрева, но и повысить технологичность при изготовлении и ремонте упорного подшипникового узла скольжения. Надежность работы упорного подшипникового узла скольжения в окружающей среде с высоким содержанием твердых механических примесей с высоким абразивным действием обеспечивается выполнением пяты 1 из твердосплавного материала.In an axial sliding bearing unit operating in an environment with solid mechanical impurities, the contact surface 5 of the friction of the rotating heel has high wear resistance due to the use of composite material 22 (e.g., molten copper) with inclusions of carbide granules 23 (e.g., tungsten carbide granules). In this case, small friction losses in the contact surface 10 of the friction of each of the thrust segments 7 are ensured by making the contact surface 10 of composite material 25 with inclusions of carbide granules 23, for example, of baked bronze granules impregnated with fluoroplastic or other plastic having high tribological properties. In General, this embodiment of the heel 1 and thrust bearing 3 provides increased reliability of the thrust bearing sliding unit. In addition, the use on the contact ends 11 of the thrust segments 7 of the plates 24 with a friction contact surface 10 made of composite material 25 with high tribological properties, allows not only to provide slight overheating of the thrust bearing sliding unit due to the low friction coefficient, which is of particular importance during operation thrust bearing assembly in an environment that does not allow significant overheating, but also improve manufacturability in the manufacture and repair of thrust bearings a slip knot. The reliability of the thrust bearing sliding unit in an environment with a high content of solid mechanical impurities with high abrasive action is ensured by the implementation of the heel 1 of carbide material.
Таким образом, заявляемая полезная модель обеспечивает повышение надежности, увеличение срока службы и грузоподъемности упорного подшипникового узла скольжения при высокой технологичности конструкции.Thus, the claimed utility model provides improved reliability, increased service life and load capacity of the thrust bearing sliding unit with high technological design.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010143621/11U RU107299U1 (en) | 2010-10-25 | 2010-10-25 | RESISTANT BEARING SLIDING ASSEMBLY |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010143621/11U RU107299U1 (en) | 2010-10-25 | 2010-10-25 | RESISTANT BEARING SLIDING ASSEMBLY |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU107299U1 true RU107299U1 (en) | 2011-08-10 |
Family
ID=44755097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010143621/11U RU107299U1 (en) | 2010-10-25 | 2010-10-25 | RESISTANT BEARING SLIDING ASSEMBLY |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU107299U1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2538494C1 (en) * | 2013-07-29 | 2015-01-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" | Plain thrust bearing with fixed pads |
| RU2558406C1 (en) * | 2014-04-14 | 2015-08-10 | Александр Николаевич Михайлов | Thrust bearing |
| RU2565753C1 (en) * | 2014-02-04 | 2015-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет приборостроения и информатики" | Electric motor |
| WO2015184022A1 (en) * | 2014-05-30 | 2015-12-03 | Us Synthetic Corporation | Bearing assemblies and apparatuses including superhard bearing elements |
| RU2676204C1 (en) * | 2018-04-11 | 2018-12-26 | Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" | Plain thrust bearing |
| US11619264B2 (en) | 2021-05-12 | 2023-04-04 | Us Synthetic Corporation | Bearing assemblies, apparatuses, and methods including bearing elements |
| US11619099B2 (en) | 2021-05-12 | 2023-04-04 | Us Synthetic Corporation | Bearing assemblies, apparatuses, and methods including bearing elements |
-
2010
- 2010-10-25 RU RU2010143621/11U patent/RU107299U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2538494C1 (en) * | 2013-07-29 | 2015-01-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" | Plain thrust bearing with fixed pads |
| RU2565753C1 (en) * | 2014-02-04 | 2015-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет приборостроения и информатики" | Electric motor |
| RU2558406C1 (en) * | 2014-04-14 | 2015-08-10 | Александр Николаевич Михайлов | Thrust bearing |
| US10393176B2 (en) | 2014-05-30 | 2019-08-27 | Us Synthetic Corporation | Bearing assemblies and apparatuses including superhard bearing elements |
| US9562562B2 (en) | 2014-05-30 | 2017-02-07 | Us Synthetic Corporation | Bearing assemblies and apparatuses including superhard bearing elements |
| WO2015184022A1 (en) * | 2014-05-30 | 2015-12-03 | Us Synthetic Corporation | Bearing assemblies and apparatuses including superhard bearing elements |
| US10995795B2 (en) | 2014-05-30 | 2021-05-04 | Us Synthetic Corporation | Bearing assemblies and apparatuses including superhard bearing elements |
| US11536317B2 (en) | 2014-05-30 | 2022-12-27 | Us Synthetic Corporation | Assemblies and apparatuses including superhard elements |
| RU2676204C1 (en) * | 2018-04-11 | 2018-12-26 | Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" | Plain thrust bearing |
| US11619264B2 (en) | 2021-05-12 | 2023-04-04 | Us Synthetic Corporation | Bearing assemblies, apparatuses, and methods including bearing elements |
| US11619099B2 (en) | 2021-05-12 | 2023-04-04 | Us Synthetic Corporation | Bearing assemblies, apparatuses, and methods including bearing elements |
| US11814902B2 (en) | 2021-05-12 | 2023-11-14 | Us Synthetic Corporation | Bearing assemblies, apparatuses, and methods including bearing elements |
| US11905995B2 (en) | 2021-05-12 | 2024-02-20 | US Synthetic Cor ora tion | Bearing assemblies, apparatuses, and methods including bearing elements |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU107299U1 (en) | RESISTANT BEARING SLIDING ASSEMBLY | |
| US20160194915A1 (en) | Mud Motor Bearing Assembly and Method | |
| US20070160314A1 (en) | Bidirectional hydrodynamic thrust bearing | |
| WO2006083756A2 (en) | Hydrodynamic thrust bearing assembly | |
| JP2012031979A (en) | Thrust bearing | |
| JP5635245B2 (en) | Structure of thrust bearing for water lubrication | |
| RU160032U1 (en) | SUPPORT ASSEMBLY | |
| KR100876523B1 (en) | Oil floating support device for oil pump rotary shaft and its supporting method | |
| RU2376505C2 (en) | Plain thrust bearing for shafts of submersible centrifugal electric pumps | |
| RU2463492C1 (en) | Plain bearing | |
| RU2561880C2 (en) | Method of dumping of radial oscillations of rotor rotating using inserted parts on hydrostatic suspension of journal bearing | |
| EP3607215B1 (en) | Improved efficiency journal bearing | |
| GB2405909A (en) | Sliding radial bearing arrangement | |
| RU2558406C1 (en) | Thrust bearing | |
| RU59756U1 (en) | HYDRODYNAMIC THRUST BEARING ASSEMBLY (OPTIONS) | |
| RU2339854C2 (en) | Pad thrust of axial hydrodynamic bearing of submersible drive pump unit for oil extraction | |
| RU2474737C2 (en) | Segmental radial sliding bearing | |
| CN210715594U (en) | PTFE base and PEEK base polymer oil lubrication bearing | |
| Watterson | Tribology: A Simple Guide to the Study of Friction | |
| JP6435410B2 (en) | Axial plain bearing | |
| RU52616U1 (en) | SLIDING BEARING | |
| CN216554943U (en) | High-strength bearing body | |
| RU73924U1 (en) | SUBMERSIBLE TYPE PUMP FOR LIQUID METAL TRANSFER | |
| Wang et al. | Design of Main Pump Motor’s Water Lubricated Bearing and Research on its Lubrication Performances | |
| RU62679U1 (en) | MODULE SECTION OF A SUBMERSIBLE MULTISTAGE CENTRIFUGAL PUMP FOR OIL PRODUCTION, BEARING UNIT HOUSING AND BEARING SHAFT BUSHING MODULE SECTION |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20131026 |