Подшипниковый узел

Подшипниковый узел

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социвлистических республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26.02.79 (21) 2742299/25-27 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (5l) М. Кд.а

F 16C33/00

Государственный комитет

Опубликовано 15.11.81. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 25.11„8(А0 делам изобретений и открытий (53) УДК 621.822..5 (088.8) (72) Лвторьs изобре гения

П. В.. Назаренко и T. С. Климова с

Киевский ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров гражданской авиации ":=. (7l } Заявитель (54) ПОДШИПНИКОВЫЙ УЗЕЛ

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в опорах скольжения тяжело нагруженных роторов.

Известен подшипниковый узел, содержащий втулку, размещенный в ней с зазором, заполненным смазкой, вал, а также источник, постоянного тока, при этом к втулке и валу подведено электрическое напряжение.

Кроме того, смазка, представляющая собой масло на основе углеводородов, способна под воздействием электрического тока выделять углерод, который, осаждаясь на поверхностях трения втулки и вала, значительно улучшает свойства упомянутой смазки 11).

Однако известный подшипниковый узел недостаточно долговечен, так как при работе под действием нагрузки и температуры, развивающейся в зоне трения, смазка теряет свои прочностные свойства, подвергается деструкции и выдавливается из зазора между втулкой и валом.

Целью изобретения является повышение износостойкости и надежности.

Указанная пель достигается тем, что подшипниковый узел содержит камеру и штуцер, выполненные.из диэлектрического материала и заполненные электролитом, и размещенную в камере подвеску с закрепленной на ней металлической пластиной, при этом во втулке выполнено сквозное радиальное отверстие, соединяющее через упомянутый штуцер поверхности трения вала и втулки с камерой, и, кроме того, металлическая пластина соединена с положительным полюсом, а втулка и вал — с отрицательным полюсом источника постоянного тока.

На чертеже схематически изображен подшипниковый узел, поперечное сечение.

Подшипниковый узел содержит втулку 1 и размещенный в ней с зазором 2 вал 3, источник 4 постоянного тока, камеру 5 и штуцер 6, выполненные иэ диэлектрического материала и заполненные электролитом 7, размещенную в камере 5 подвеску 8 с закрепленной на ней металлической пластиной 9. Во втулке 1 выполнено сквозное радиальное отверстие 10, соединяющее через штуцер 6 поверхности трения вала 3 и втулки 1 с камерой 5. Металлическая плас20 тина 9 соединена с положительным полюсом, а втулка 1 и вал 3 — с отрицательным полюсом источника 4 постоянного тока. Камера 5 с электролитом 7 закрыта крышкой 11. 881405

Состав электролита 7 определяется тем, какое покрытие необходимо получить на поверхностях трения втулки 1 и вала 3, и каковы должны быть его свойства.

При отсутствии вращения вала 3 электрическая цепь разомкнута. Г!ри вращении 5 вала 3 происходит износ поверхноетей трения как вала 3, так и втулки 1, что приводит к увеличению зазора 2. Электролит 7 заданного состава через отверстие IO в боковой поверхности втулки 1 проникает в зазор 2 и образует гальваническую ячейку (вал 3 и втулка I) — электролит 7 — анод (пластина 9). На поверхности вала 3, а также и на внутренней поверхности втулки 1 осаждается металлическое покрытие. При движении вала 3 покрытие «размазывается» по всей поверхности вала 3, и втулка 1 выглаживает и уменьшает зазор 2 между поверхностями трения. Целесообразно подбирать электролиты 7 для осаждения мягких металлов (свинца, меди, олова и др.), которые способны работать как металлическая смазка, постоянно генерируемая в зоне трения. Плотность тока подбирается экспериментально с учетом возможной величины износа, т. е. с учетом возможной величины зазора 2, возникающей при заданной нагрузке и схеме нагружения, а также скорости вращения вала 3.

Зо

При разомкнутой электрической цепи осаждение металла не происходит. Металлическое покрытие, осажденное в процессе работы на поверхностях трения, препятствует коррозионному действию электроли- та 7.

Пример. На валу 3 из закаленной стали

У8А установлена втулка 1 из бронзы марки Бр. АЖ 4 — 2. Через штуцер 7 из тефло-. на, вставленный в отверстие 10 в боковой поверхности втулки 1, вал 3 соединен с камерой 5 из тефлона. Камера 5 заполнена электролитом 7 меднения следующего состава (г вещества на литр воды):

Сернокислая медь 35

Пирофосфорный натрий 110

Фосфорнокислый натрий двухза мещенный 95

Сегнетова соль 35

Анод — пластинка 9 из электродной меди

М 1. Экспериментально установлено, что интенсивность изнашивания бронзы Бр. АЖ 4- х

ho:,..: закаленной стали У8А при удельном давлении 4,8 МПа и скорости вращения вала 300 .об/мин составляет 0,001 r íà каждые 100 м пути (путь в 100 м вал проходит за 3 мин). Зная величину износа и время, в течение которого он образуется, определяют силу тока в цепи для гальванического осаждения меди по закону Фарадея

Т = — — или3=-- —, -г Al Al кз " k I где 1 — время осаждения металла, ч;

m — масса осажденного металла, г; — электрохимический эквивалент г/А.ч; — сила тока, А.

Подставив соответствующие значения (для меди электрохимическии эквивалент равен !,186 r/Àч), получают силу тока1 =

= 1,810 А (выход по току данного электролита составляет 98 — 100 /, I.

При заданной силе тока в течение 3 мин на поверхностях трения осаждается (),001 г меди. Корректировка электролита может быть проведена непосредственно во время работы пары трения.

Таким образом, может быть обеспечена бесперебойная работа подшипникового узла, причем износ поверхностей трения практически отсутствует, так как по мере изнашивания величина износа компенсируется осаждающимся металлическим покрытием, которое позволяет поддерживать постоянный зазор между валом и втулкой и одновременно работает как металлическая смазка, снижая трение.

Предложенное изобретение позволяет повысить долговечность и надежность машин и механизмов на опорах скольжения.

Формула изобретения

Подшипниковый узел, содержащий втулку, размещенный в ней с зазором, заполненным смазкой,вал, а также источник постоянного тока, при этом к втулке и валу подведено электрическое напряжение, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости и надежности, подшипниковый узел содержит камеру и штуцер, выполненные из диэлектрического материала и заполненные электролитом, и размещенную в камере подвеску с закрепленной на ней металлической пластиной, при этом во втулке выполнено сквозное радиальное отверстие, соединяющее через упомянутый штуцер поверхности трения вала и втулки с камерой, и, кроме того, металлическая пластина соединена с положительным полюсом, а втулка и вал — с отрицательным полюсом источника постоянного тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Бюллетень патентных заявок Японии

ЦНИИПИ, серия IV, вып. 1934, публикация № 16284, кл. 53 А 201, 1969 (прототип), 881405

Составитель Г. Колтанвк

Редактор О. Перснянпева Техред A. Бойквс Корректор Н. Степ

Заказ 9914/57 Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н .открытий

I 13035, %осква, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП кПатент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4