Опора скольжения

СОГОЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 2442 А 1)5 Р 16 С 27/02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТ ОТКРЫТ ОБРЕТЕН ОПИСА опорных участка, а выполнены винтов видный кольцевой у сом образующей в который выбираетс нагрузки на кромке корпуса, козффици контактную жестко дуля упругости кор сительного зазора радиального зазор опоры, 1 з.п.ф-лы, 2 на поверхности цапфы ые канавки, каждый торо-. часток выполнен с радиуопределенном интервале, я с учетом максимальной корпуса, опорной длины ентов, характеризующих сть цапфы и корпуса, мопуса, мйнимального отнов опоре, минимального а в опоре и общей длины ил ническ льств институт СССР М Яецизионных прищность изобретесодержит цапфу цевых торовидных ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 21) 4797891/27(57) Использование: в прводных устройствах. Суния: опора скольжениявала, корпус и два коль Изобретение относится к машиностроению и приборостроению и может быть использовано в прецизионных приводныхустройствах,Известна опора скольжения, содержащая установленную в корпусе и обхватывающую цапфу вала втулку, обхватывающуюцапфу поверхность, которая выполнена криволинейной,Однако изготовление такой опоры с высокой точностью геометрических размеровее является сложным.Известна также опора скольжения, содержащая втулку и цэпфу вала с косымиканавками на рабочей поверхности.Однако в опоре, где одна из рабочихповерхностей имеет канавки, в переходныхскоростях вращения возникает повышенный износ.Наиболее близким по технической сущности к заявляемой опоре является выбранная в качестве прототипа опора, содержащаявкладыш и цапфу вала, причем цапфа имеетдва кольцевых опорных участка, образованных посредством тонкостенной консольнозакрепленной на валу втулки,Недостатком известной опоры является концентрация контактных давлений у внеш- Б них кромок сопряжения, сложность изготовления длинного однородного упругого тонкостенного элемента, расположенного концентрично с цапфой, в качестве упругого элемента.Целью изобретения является увеличение коэффициента полезного действия путем уменьшения сил трения.Это достигается тем, что в известной опоре, содержащей корпус с цилиндрическим отверстием и установленную в нем цапфу вала с двумя опорными кольцевыми Ь участками, наружная поверхность каждого Фь опорного кольцевого участка выполнена то Я ровидной, Радиус образующей торовидного участка выполнен в следующем интервале; 0,61 1,4 0,61 2,3веют. Рмакс 1 Со и 0,02, 7 162 061 (от 0,13 Ч 7 Л Е 13.13 1,13 0,13 0,37 1,13 0015 13Рмакс Ч Со где йт - радиус образующей тоЕмакс - макслмальная нагрузка на кромке корпуса;1 - опорная длина корпуса, опорь 1;Со - упругая постоянная;и - .суммарный приведенный коэффициент Пуассона корпуса и цапфы;Е - модуль упругости корпуса,Ч- минимальный относительный зазорв опоре;А - минимальный радиальный зазор вопоре;1. - общая длина опоры.На поверхности цапфы по обе стороныот каждого опорного участка могут быть выполнены винтовые канавки равного Ц 1 ага,направленные к опорному кольцевому участку в сторону, противоположную вращению цапфы вала.На фиг,1 представлейа схема опоры сопорными кольцевыми участками, на фиг,2- схема опоры с опорными кольцевыми участками и винтовыми канавками.Опора скольжения содержит цапфу 1вала, размещенного в корпусе 2 с цилинд"рическим отверстием. Цапфа вала имеет двакольцевых опорных участка 3, наружные поверхности которых выполнены торовидными,радиус образующей которых выполнен в интервале, указанном в формуле (1), гдеСо- упругая постоянная опоры, определяемая соотношениемС 6=(1 -и 1)+(1 .4 2 )Е 1/Е 2;,и 1 и и 2 - коэффициенты Пуассона соответственно материала корпуса и цапфы; .Е 1 и Е 2 - модули упругости соответственно корпуса и цапфы;и - суммарный приведенный коэффициент Пуассона корпуса и цапфы, определяемый соотношениями при Е 1/Е 20,1п=0,16,и 1+0,55;при 10) Е 1/Е 2 А,1п=0,071- 9 Е 1/ Е 2 ф 1+0,20(1+19 Е 1/Е 2),и 2+0,51;при Е 1/Е 210п=0,41,и 2+0,45.На поверхности цапфы могут быть выполнены винтовые канавки 4, а зазор междуцапфой и корпусом заполнено смазочнымвеществом 5.Опора работает следующим образом.При действии несимметричной нагрузкицапфа 1 поворачивается в пределах зазорана угол у. Образуются две контактные зонымежду цапфой 1 и корпусом 2 в противоположных краях последнего, Поверхность торовидного опорного, кольцевого участка 3цапфы 1 в зоне контакта относительно гладкая, без резких изменений радиуса кривизны поверхности. Так распределениеконтактных давлений по оси корпуса тоже. объясняется тем, что изменение площади контакта между опорным участком и корпу сом 2 при изменении угла наклона у цапфы 25 контактирования, которое производитсячисленными методами. Трение меньшепри более равномерном распределении давле 30 35 40 гладкое, беэ концентрации напряжений, Тем создаются благоприятные условия для образования микроклиньев в граничном смазочном слое и устраняется опасность разрыва этого слоя,Применение торовой поверхности, ограничивающей опорный кольцевой участок,1 в пределах зазора в процессе работы опоры минимальное именно при торовом опорном участке. Изменения площади контакта не происходит, если опорный кольцевой участок ограничен шаровой поверхностью,которая является одной разновидностью торы.Однако применение шаровой поверхности части не обеспечивает достаточно малых контактных давлений. Определение контактных давлений при непараллельности осей или при отклонении от цилиндричности цапфы сводится к решению интегро-дифференциального уравнения ния и при меньших средних давлениях, так, при других равных условиях для уменьшения трения должно соблюдаться условиеОсрОсргде оср - среднее давление в опоре с торо- видным кольцевым участком,о 1 р - среднее давление в опоре с непараллельными осями цапфы и цилиндрического отверстия корпуса.Из этого вытекает условие для нижнего предела радиуса образующей торы йт. Если длина контактной зоны по направлению оси цилиндрического отверстия корпуса достаточно большая, а длина корпуса малая, то кромка корпуса пересекает контактную зону. Из намеченного, обстоятельства вытекает второе условие, ограничивающее сверху радиус образующей торы Вт. По этому условию внешние кромки корпуса должны быть вне контактных зон. Выбор диаметра цилиндрической части цапфы б производится по условию02 /ЧЧ /1+1),которое вытекает из требования, чтобы цилиндрическая часть цапфы не касалась корпуса в торцах его при максимальном наклоне цапфы, С другой стороны, минимальный диаметр цапфы ограничен условием прочности. Участки опоры с увеличенными зазорами являются местами для сбора часФиг.2Составитель М.тамреехред М.Моргентал ор Корректор М.Андрюшенк Заказ 3828 ВНИИПИ Госуд Подписноетета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССРва, Ж, Раушская наб., 4/5 нного ко 3035, Мо роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужг л.Гагарина. 1 тиц износа и тем препятствуют увеличению трения. Формула изобретения 1; Опора скольжения, содержащая корпус с цилиндрическим отверстием и уста новленную в нем цапфу вала с двумя опорными кольцевыми участками, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью увеличения КПД за счет уменьшения сил трения, наружная поверхность каждого опорного кольцевого 10 участка выполнена торовидной с радиусом образующей Яв следующем интервале:О,б 1 1,4 0,61 2,3РмаксСо 0,02, , ( Вт 0,13 Р Ь Е 1з.1 з 1, 1 з о 1 з о,зт1Л где гмакс - максимальная нагрузка на кромке корпуса;- опорная длина корпуса;Со - упругая постоянная опоры;и - суммарный приведенный коэффициент Пуассона корпуса и цапфы;Е 1 - модуль упругости корпуса;Ч - минимальный относительный зазорв опоре;Ь - минимальный радиальный зазор вопоре;- общая длина опоры,2. Опора по и. 1 отл и ч аю ща я с ятем, что на поверхности цапфы по обе стороны от каждого опорного участка выполнены винтовые канавки равного шага,направленные к опорному кольцевому участку в сторону; противоположную вращению цапфы вала.