RU68383U1 - SLIDING BEARING - Google Patents

Abstract

Подшипник скольжения относится к области машиностроения и может быть использован в узлах, работающих в условиях высоких нагрузок с ограниченной возможностью смазывания. Подшипник скольжения, содержащий две подвижно соединенные между собой детали трения, одна из которых выполнена в виде антифрикционного вкладыша заключенного в наружную обойму, а другая в виде вала диаметром D, на контактной поверхности антифрикционного вкладыша выполнены радиальные отверстия с цилиндрическими фторопластовыми вставками диаметром d, расположенными перпендикулярно оси вала суммарная рабочая площадь вставок составляет 20-40% от площади рабочей поверхности антифрикционного вкладыша при этом вставки равномерно распределены по всей поверхности вкладыша, глубина отверстий для вставок L₀=k₁*U, где U - допустимый износ антифрикционного вкладыша, k₁ коэффициент, равный 1,1, а d=k₂*L₀ при 0,6≤k2≤0,7. Предлагаемая полезная модель за счет повышения прочности и износостойкости предлагаемого подшипника скольжения позволяет повысить срок его службы в 1,5 раза, а также сэкономить дорогостоящие текстолитовые материалы. При глубине вставок менее 22 мм происходило их аварийное выравнивание из тела антифрикционного вкладыша при не достижении мах дополнительного износа и заклинивание подшипника. При d<13,2 мм увеличивалось количество отверстий, что усложнило процесс изготовления подшипника скольжения. При d>15,4 мм не достигалось равномерного заполнения рабочей площади вкладыша фторопластовыми вставками, в результате чего происходил неравномерный его износ.The sliding bearing belongs to the field of mechanical engineering and can be used in units operating under high loads with limited lubrication. A sliding bearing containing two friction parts movably connected to each other, one of which is made in the form of an antifriction liner enclosed in an outer cage, and the other in the form of a shaft with a diameter D, on the contact surface of the antifriction liner there are radial holes with cylindrical fluoroplastic inserts with a diameter d perpendicular the axis of the shaft, the total working area of the inserts is 20-40% of the area of the working surface of the antifriction liner, while the inserts are evenly distributed s along the entire surface of the liner, the depth of the holes for the inserts L ₀ = k ₁ * U, where U is the allowable wear of the antifriction liner, k _{1 is a} factor of 1.1, and d = k ₂ * L ₀ at 0.6≤k2≤ 0.7. The proposed utility model by increasing the strength and wear resistance of the proposed sliding bearing allows to increase its service life by 1.5 times, as well as save expensive textolite materials. With insert depths of less than 22 mm, they accidentally leveled out of the body of the antifriction liner when the maximum wear was not reached and the bearing seized. At d <13.2 mm, the number of holes increased, which complicated the manufacturing process of the sliding bearing. At d> 15.4 mm, uniform filling of the liner working area with fluoroplastic inserts was not achieved, as a result of which its wear was uneven.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в подшипниковых узлах, работающих в условиях высоких нагрузок с ограниченной возможностью смазывания.The utility model relates to mechanical engineering and can be used in bearing assemblies operating under high loads with limited lubrication.

Известен гидростатодинамический подшипник жидкого трения для валков прокатных станов, содержащий корпус и втулку-вкладыш с гидростатическими карманами на ее рабочей поверхности и каналами, соединяющими через дроссели эти карманы с системой смазки высокого давления, в которых положение геометрических центров гидростатических карманов определяют из соотношения Ii/Ln=0,83-0,94, где i - порядковый номер кармана, считая от торца втулки-вкладыша со стороны бочки вала до середины длины втулки-вкладыша; n - порядковый номер кармана, считая от торца втулки вкладыша со стороны, противоположной бочке валка, до середины длины втулки-вкладыша при четном числе карманов и до среднего кармана включительно, если число их нечетное; Ii - расстояние от торца втулки-вкладыша со стороны бочки валка до геометрического центра единственного или каждого из карманов, расположенных между упомянутым торцом и серединой длины втулки-вкладыша; Ln - расстояние от торца втулки-вкладыша со стороны противоположной бочке валка, до геометрического центра каждого из карманов, расположенных между упомянутым торцом и серединой длины втулки-вкладыша при четном числе карманов и до единственного или среднего кармана включительно, если число их нечетное. (Патент РФ 2176939 опубликовано 20 декабря 2001 г.)A hydrostatodynamic fluid friction bearing for rolls of rolling mills is known, comprising a housing and an insert sleeve with hydrostatic pockets on its working surface and channels connecting these pockets through the chokes to a high pressure lubrication system in which the position of the geometric centers of the hydrostatic pockets is determined from the ratio Ii / Ln = 0.83-0.94, where i is the serial number of the pocket, counting from the end of the liner from the side of the barrel to the middle of the length of the liner; n is the serial number of the pocket, counting from the end of the liner sleeve from the side opposite to the roll barrel, to the middle of the length of the liner sleeve with an even number of pockets and to the middle pocket inclusive, if their number is odd; Ii is the distance from the end of the insert sleeve from the side of the roll barrel to the geometric center of the only or each of the pockets located between the end face and the middle of the length of the insert sleeve; Ln is the distance from the end of the insert sleeve from the opposite side of the roll barrel to the geometric center of each of the pockets located between the said end and the middle of the length of the insert sleeve with an even number of pockets and to a single or middle pocket, inclusive, if their number is odd. (RF patent 2176939 published December 20, 2001)

При работе подшипника в условиях сухого трения или ограниченной подаче смазки (понижение давления) известный гидростатодинамический подшипник жидкого трения подвергается ускоренному износу его поверхности.When the bearing is operating under conditions of dry friction or limited lubricant supply (pressure reduction), the known hydrostatodynamic fluid friction bearing undergoes accelerated wear of its surface.

Наиболее близким к предлагаемой модели является подшипник скольжения, содержащий две подвижно соединенные между собой детали трения, одна из которых выполнена в виде антифрикционного вкладыша заключенного в наружную обойму, а другая в виде вала, диаметром D, на контактной поверхности антифрикционного вкладыша выполнены радиальные отверстия с вставленными в них цилиндрическими фторопластовыми Closest to the proposed model is a sliding bearing, containing two friction parts movably connected to each other, one of which is made in the form of an antifriction liner enclosed in an outer cage, and the other in the form of a shaft, diameter D, on the contact surface of the antifriction liner there are radial holes with inserted in them cylindrical fluoroplastic

вставками диаметром d, расположенными перпендикулярно оси вала. (Воронков Б.Д. Подшипник сухого трения. - 2-е изд., перераб. И доп. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1979. с - 113-114).inserts with a diameter d located perpendicular to the axis of the shaft. (B. Voronkov, Dry Friction Bearing. - 2nd ed., Revised. And add. - L.: Mechanical Engineering. Leningrad. Department, 1979. p. 113-114).

Признаки наиболее близкого аналога, совпадающего с существенными признаками заявляемой полезной модели: две подвижно соединенные между собой детали трения, одна из которых выполнена в виде антифрикционного вкладыша заключенного в наружную обойму, а другая в виде вала, радиальные отверстия с цилиндрическими фторопластовыми вставками расположенными перпендикулярно оси вала.Signs of the closest analogue that coincides with the essential features of the claimed utility model: two friction parts movably interconnected, one made in the form of an anti-friction liner enclosed in an outer cage, and the other in the form of a shaft, radial holes with cylindrical fluoroplastic inserts perpendicular to the shaft axis .

Известное устройство не обеспечивает получение требуемого технического результата по следующим причинам.The known device does not provide the desired technical result for the following reasons.

От диаметра зависит количество вставок. При большом количестве вставок ухудшается равномерность заполнения.The number of inserts depends on the diameter. With a large number of inserts, uniformity of filling deteriorates.

Не регламентируются:Not regulated:

1) Суммарная рабочая площадь вставок, что является важным параметром для повышения износостойкости подшипника скольжения антифрикционного вкладыша.1) The total working area of the inserts, which is an important parameter to increase the wear resistance of the sliding bearing of the antifriction liner.

2) Глубина отверстий для вставок. При работе подшипника скольжения происходит износ вкладыша и соответственно необходимо регламентировать глубину вставок в соответствие с максимально допустимым износом.2) The depth of the holes for the inserts. During operation of the plain bearing, the liner is worn and, accordingly, the insert depth must be regulated in accordance with the maximum allowable wear.

Задачей предлагаемой полезной модели является усовершенствование подшипника скольжения, в котором за счет изменения некоторых параметров, обеспечивается повышение износостойкости, что позволяет увеличить срок службы подшипника скольжения, работающего в условиях высоких нагрузок при недостаточной смазываемости.The objective of the proposed utility model is to improve the sliding bearing, in which, due to changes in some parameters, provides increased wear resistance, which allows to increase the service life of the sliding bearing, operating under high loads with insufficient lubricity.

Поставленная задача решается тем, что в подшипнике скольжения, имеющем две подвижно соединенные между собой детали трения, одна из которых выполнена в виде антифрикционного вкладыша заключенного в наружную обойму, а другая в виде вала диаметром D, радиальные отверстия цилиндрическими фторопластовыми вставками расположенными перпендикулярно оси вала, причем торцы вставок выступают над поверхностью антифрикционного вкладыша на 0,4 мм, при этом суммарная рабочая площадь вставок составляет 20-40% от площади рабочей поверхности антифрикционного вкладыша. Глубина отверстий для вставок рассчитывается по формуле L₀=k₁*U, где U - The problem is solved in that in a sliding bearing having two friction parts movably connected to each other, one of which is made in the form of an anti-friction liner enclosed in an outer race, and the other in the form of a shaft with a diameter D, radial holes with cylindrical fluoroplastic inserts perpendicular to the axis of the shaft, moreover, the ends of the inserts protrude 0.4 mm above the surface of the anti-friction liner, while the total working area of the inserts is 20-40% of the surface area of the anti-friction wow liner. The depth of the holes for the inserts is calculated by the formula L ₀ = k ₁ * U, where U -

допустимый износ антифрикционного вкладыша, k₁ - коэффициент, равный 1,1, a d=k2*L0 при 0,6≤k2≤0,7.allowable wear of the anti-friction liner, k ₁ - coefficient equal to 1.1, ad = k2 * L0 at 0.6≤k2≤0.7.

На фиг.1 схематично изображен предлагаемый подшипник скольжения; на фиг.2 изображен антифрикционный вкладыш; на фиг.3 изображена фторопластовая вставка.Figure 1 schematically shows the proposed sliding bearing; figure 2 shows the antifriction liner; figure 3 shows the fluoroplastic insert.

Подшипник скольжения состоит: из вала 1, антифрикционного вкладыша 2, и фторопластовой вставки 3.The sliding bearing consists of: shaft 1, anti-friction liner 2, and fluoroplastic insert 3.

Подшипник работает следующим образом: при вращении вала 1 происходит скольжение его рабочей поверхности о рабочую поверхность антифрикционного вкладыша 2 с фторопластами 3. В результате работы подшипника скольжения происходит естественный износ антифрикционного вкладыша и фторопластовых вставок на максимальную величину износа U, по достижении которого вкладыш заменяется на новый. При этом наличие фторопластовых вставок обеспечивает снижение коэффициента трения рабочей поверхности вала с рабочей поверхностью антифрикционного вкладыша, за счет переноса материала вставок на поверхность вала с образование тонкой (2-3 мкм) антифрикционной пленки. Равномерное распределение фторопластовых вставок обеспечивает равномерный износ деталей подшипника скольжения. Суммарная площадь фторопластовых вставок составляет 20-40% от площади рабочей поверхности антифрикционного вкладыша, что сокращает износ деталей подшипника скольжения и позволяет сохранить смазывающие свойства вкладыша в течение всего его срока службы.The bearing works as follows: when the shaft 1 rotates, its working surface slides against the working surface of the antifriction liner 2 with fluoropolymers 3. As a result of the sliding bearing, the antifriction liner and fluoroplastic inserts naturally wear to the maximum wear value U, after which the liner is replaced with a new one . Moreover, the presence of fluoroplastic inserts provides a decrease in the coefficient of friction of the working surface of the shaft with the working surface of the antifriction liner, due to the transfer of the material of the inserts to the surface of the shaft with the formation of a thin (2-3 μm) antifriction film. The uniform distribution of the fluoroplastic inserts ensures uniform wear of the sliding bearing parts. The total area of the fluoroplastic inserts is 20-40% of the working surface area of the antifriction liner, which reduces the wear of the sliding bearing parts and allows you to preserve the lubricating properties of the liner throughout its life.

Глубина вставок, равная 1,1*U, позволяет предотвратить аварийное вырывание фторопластовых вставок из тела антифрикционного вкладыша при достижении его максимально допустимого износа U.The insert depth of 1.1 * U helps prevent accidental tearing of fluoroplastic inserts from the body of the antifriction liner when it reaches its maximum allowable wear U.

Диаметр вставок составляет 0,6-0,7L₀. При меньшем значении диаметра возрастает количество вставок, что усложняет процесс изготовления вкладыша и уменьшает его конструкционную прочность.The diameter of the inserts is 0.6-0.7L ₀ . With a smaller diameter, the number of inserts increases, which complicates the manufacturing process of the liner and reduces its structural strength.

При большем значении диаметра, сокращается количество вставок и не достигаются требуемые смазывающие свойства вкладыша, что приводит к неравномерному износу деталей подшипника скольжения.With a larger diameter value, the number of inserts is reduced and the required lubricating properties of the liner are not achieved, which leads to uneven wear of the sliding bearing parts.

Экспериментальные исследования заявляемой полезной модели подшипника скольжения проводили в условиях стана 2500 Experimental studies of the claimed utility model of a plain bearing was carried out in a mill 2500

горячей прокатки на реверсивной клети ДУО. Диаметр вала составлял 750 мм. Допустимый износ вкладыша составляет 20 мм.hot rolling on a reversing stand DUO. The shaft diameter was 750 mm. Permissible wear on the liner is 20 mm.

В ходе эксперимента один антифрикционный вкладыш был изготовлен по известному решению, т.е. из текстолита с цилиндрическими фторопластовыми вставками, расположенными перпендикулярно оси вала, при этом суммарную площадь рабочей поверхности диаметр вставок и глубину отверстий для вставок выбирали произвольно, а другой аналогичный подшипник скольжения изготавливали в соответствие с предлагаемой моделью, т.е. суммарная рабочая площадь вставок составляла 20-40%, глубина отверстий для вставок 1,1*20 мм=22 мм. Диаметр вставок составлял 0,6*22=13,2 мм:0,7*22=15,4 мм.During the experiment, one anti-friction liner was made according to a known solution, i.e. from PCB with cylindrical fluoroplastic inserts located perpendicular to the axis of the shaft, while the total area of the working surface, the diameter of the inserts and the depth of the holes for the inserts were chosen arbitrarily, and another similar plain bearing was made in accordance with the proposed model, i.e. the total working area of the inserts was 20-40%, the depth of the holes for the inserts 1.1 * 20 mm = 22 mm. The diameter of the inserts was 0.6 * 22 = 13.2 mm: 0.7 * 22 = 15.4 mm.

Сравнительный анализ работы подшипника скольжения показал, что срок службы подшипника скольжения изготовленного по известному устройству - ближайшему аналогу, в 1,5 раза ниже, чем выполненного в соответствие с предлагаемой моделью. При площади вставок менее 20% от площади рабочей поверхности антифрикционного вкладыша не достигались достаточные смазывающие свойства, и происходил интенсивный износ вкладыша, а при площади более 40% от площади рабочей поверхности антифрикционного вкладыша прочностные свойства вкладыша резко снижались, и происходило его разрушение.A comparative analysis of the operation of the sliding bearing showed that the service life of the sliding bearing manufactured by the known device, the closest analogue, is 1.5 times lower than that performed in accordance with the proposed model. When the area of the inserts is less than 20% of the area of the working surface of the antifriction liner, sufficient lubricating properties were not achieved and intensive wear of the liner occurred, and with an area of more than 40% of the area of the working surface of the antifriction liner, the strength properties of the liner sharply decreased and its destruction occurred.

Использование предлагаемого подшипника скольжения позволяет повысить срок его службы в 1,5 раза, а также сэкономить дорогостоящие текстолитовые материалы.Using the proposed plain bearing allows to increase its service life by 1.5 times, as well as save expensive textolite materials.

При глубине вставок менее 22 мм происходило их аварийное выравнивание из тела антифрикционного вкладыша при не достижении мах дополнительного износа и заклинивание подшипника.With insert depths of less than 22 mm, they accidentally leveled out of the body of the antifriction liner when the maximum wear was not reached and the bearing seized.

При d<13,2 мм увеличивалось количество отверстий, что усложнило процесс изготовления подшипника скольжения.At d <13.2 mm, the number of holes increased, which complicated the manufacturing process of the sliding bearing.

При d>15,4 мм не достигалось равномерного заполнения рабочей площади вкладыша фторопластовыми вставками, в результате чего происходил неравномерный его износ.At d> 15.4 mm, uniform filling of the liner working area with fluoroplastic inserts was not achieved, as a result of which its wear was uneven.

Claims (1)

Подшипник скольжения, содержащий две подвижно соединенные между собой детали трения, одна из которых выполнена в виде антифрикционного вкладыша, заключенного в наружную обойму, а другая в виде вала диаметром D, на контактной поверхности антифрикционного вкладыша выполнены радиальные отверстия с цилиндрическими фторопластовыми вставками диаметром d, расположенными перпендикулярно оси вала, отличающийся тем, что суммарная рабочая площадь вставок составляет 20-40% от площади рабочей поверхности антифрикционного вкладыша, при этом вставки равномерно распределены по всей поверхности вкладыша, глубина отверстий для вставок L₀=k₁·U, где U - допустимый износ антифрикционного вкладыша, k₁ - коэффициент, равный 1,1, a d=k₂·L₀ при 0,6≤k₂≤0,7.

A sliding bearing containing two friction parts movably interconnected, one of which is made in the form of an antifriction liner enclosed in an outer race, and the other in the form of a shaft with a diameter D, on the contact surface of the antifriction liner there are radial holes with cylindrical fluoroplastic inserts of diameter d located perpendicular to the axis of the shaft, characterized in that the total working area of the inserts is 20-40% of the area of the working surface of the antifriction liner, while the inserts evenly distributed over the entire surface of the liner, the depth of the holes for the inserts L ₀ = k ₁ · U, where U is the allowable wear of the antifriction liner, k ₁ is a coefficient of 1.1, ad = k ₂ · L ₀ at 0.6≤k ₂ ≤0.7.