демпферная опора вала

Формула изобретения

1. Демпферная опора вала, содержащая две вложенные одна в другую цилиндрические втулки - наружную, наружная поверхность которой выполнена с возможностью скольжения, и внутреннюю, выполненную с возможностью фиксации на валу, при этом направляющие наружной поверхности внутренней втулки и внутренней поверхности наружной втулки выполнены криволинейными с взаимным сопряжением их кривизны, препятствующим возможности поворота одной втулки относительно другой, а между наружной поверхностью внутренней втулки и внутренней поверхностью наружной втулки выполнен зазор, который заполнен эластичным материалом.

2. Демпферная опора вала по п. 1, в которой внутренняя втулка выполнена с длиной ее образующей, превышающей длину образующей наружной втулки, и снабжена двумя кольцами, жестко установленными по ее торцам так, что расстояние между обращенными друг к другу плоскостями этих колец превышает длину образующей наружной втулки.

3. Демпферная опора вала по п. 1 или 2, в которой наружная втулка снабжена твердосплавными элементами, установленными вдоль ее образующей в предназначенных для этого углублениях так, что рабочие поверхности твердосплавных элементов составляют наружную поверхность указанной втулки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к конструкциям подшипников скольжения, включающих жесткие внутренние и наружные детали с эластичным материалом между ними и предназначенным для работы в качестве радиальных опор героторных гидравлических двигателей.

Известен демпферный подшипник скольжения, состоящий из наружной и внутренней втулок, между которыми установлен упругий элемент с зазором, заполненным маслом; при этом подшипник выполнен разъемным по плоскости, проходящей через продольную ось, а упругий элемент выполнен в виде полуколец, установленных между втулками на имеющихся в них выступах, расположенных в одной втулке против выемок в другой втулке с зазорами (Авторское свидетельство СССР N 200352, М. Кл. F 16 С 27/02, Бюл. N 16 от 29.07.1967).

Признаки, являющиеся общими для известного подшипника и заявленного технического решения, заключаются в наличии наружной и внутренней втулок.

Причина, препятствующая получению в известном подшипнике требуемого технического результата, заключается в наличии упругого элемента, установленного между втулками с зазором, заполненным маслом.

Прототипом является демпферная опора, содержащая корпус и смонтированное на вращающемся элементе устройство демпфирования колебаний, которое выполнено в виде двух концентрично установленных с радиальным зазором зубчатых втулок с зубьями трапецеидальной формы, направленными навстречу друг другу и размещенных между этими зубьями самозаклинивающихся жестких тел (Авторское свидетельство N 1229472, М. Кл. F 16 С 27/04, Бюл. 17 от 07.05.1986).

Признаки, являющиеся общими для известной демпферной опоры и заявленного технического решения, заключаются в наличии двух вложенных одна в другую цилиндрических втулок, одна из которых является наружной, а другая внутренней, при этом направляющие наружной поверхности внутренней втулки и внутренней поверхности наружной втулки выполнены криволинейными.

Причина, препятствующая получению в известной опоре (прототипе) требуемого технического результата, заключается в наличии самозаклинивающихся жестких тел, установленных между втулками.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в увеличении срока службы демпферной опоры вала при упрощении ее конструкции и технологии изготовления.

Технический результат, опосредствующий решение указанной задачи, заключается в демпфировании ударных радиальных нагрузок за счет упругого деформирования эластичного материала в замкнутом пространстве между втулками в радиальном и осевом направлениях.

Достигается технический результат тем, что демпферная опора вала содержит две вложенные одна в другую цилиндрические втулки - наружную, наружная поверхность которой выполнена с возможностью скольжения, и внутреннюю, выполненную с возможностью фиксации на валу, при этом направляющие наружной поверхности внутренней втулки и внутренней поверхности наружной втулки выполнены криволинейными с взаимным сопряжением их кривизны, препятствующим возможности поворота одной втулки относительно другой, а между наружной поверхностью внутренней втулки и внутренней поверхностью наружной втулки выполнен зазор, который заполнен эластичным материалом.

Технический результат достигается также тем, что внутренняя втулка выполнена с длиной ее образующей, превышающей длину образующей наружной втулки, и снабжена двумя кольцевыми буртами, жестко установленными по ее торцам так, что расстояние между обращенными друг к другу плоскостями этих буртов превышает длину образующей наружной втулки.

Технический результат достигается также тем, что наружная втулка снабжена твердосплавными элементами, установленными вдоль ее образующей в предназначенных для этого углублениях так, что рабочие поверхности твердосплавных элементов составляют наружную поверхность указанной втулки.

Основным новым по отношению к прототипу признаком заявленного технического решения является признак наличия между втулками зазора, заполненного эластичным материалом.

На фиг. 1 представлен общий вид демпферной опоры вала; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.

Демпферная опора вала содержит две вложенные одна в другую цилиндрические втулки - наружную 1 и внутреннюю 2. Наружная поверхность 3 наружной втулки 1 выполнена с возможностью скольжения, для чего данная втулка снабжена твердосплавными элементами 4, установленными вдоль ее образующей в предназначенных для этого углублениях так, что рабочие поверхности твердосплавных элементов 4 составляют наружную поверхность (часть поверхности) 3 указанной втулки. Внутренняя втулка 2 выполнена с возможностью фиксации на валу (вал и возможность фиксации на валу не показаны). Направляющая 5 наружной поверхности внутренней втулки 2 выполнена криволинейной (в данном случае ступенчатой, см. фиг. 2). Направляющая 6 внутренней поверхности наружной втулки 1 также выполнена криволинейной. При этом кривизна направляющей 6 сопряжена с кривизной направляющей 5 так, что каждый выступ направляющей 6 входит в соответствующую впадину направляющей 5 и каждый выступ направляющей 5 входит в соответствующую впадину направляющей 6 с образованием перекрытия (фиг. 2), что предотвращает возможность поворота одной втулки относительно другой. Между наружной поверхностью 5 внутренней втулки 2 и внутренней поверхностью 6 наружной втулки 1 имеется зазор, заполненный полимерным эластичным материалом 7 (резиной, полиуретаном и т. п. ).

Внутренняя втулка 2 имеет кольцевой бурт 8, расположенный в области одного ее торца (см. фиг. 3, а также фиг. 1). В области другого торца втулки 2 установлено кольцо 9, закрепленное на втулке при помощи сварки. Бурт 8 и кольцо 9 выполнены с отверстиями 10 для подачи способной к полимеризации реакционной массы эластичного материала 7 в пространство между втулками в процессе изготовления опоры.

Кроме того, внутренняя втулка 2 выполнена с длиной a ее образующей, превышающей длину b образующей наружной втулки 1 (см. фиг. 3), а кольцо 9 и бурт 8 установлены так, что расстояние с между обращенными друг к другу плоскостями этих элементов превышает длину b образующей наружной втулки 1 на заданную величину 2, где - величина зазора (одного из двух) между соответствующей торцевой поверхностью наружной втулки 1 и обращенной к этой поверхности плоскостью соответствующего кольца 9 или бурта 8 (фиг. 3). Необходимость двух зазоров определяется следующими двумя факторами.

Во-первых, зазоры необходимы для обеспечения технологической возможности заполнения зазора между наружной поверхностью 5 внутренней втулки 2 и внутренней поверхностью 6 наружной втулки 1 эластичным материалом 7 в процессе изготовления опоры. Данная возможность связана с наличием буферной емкости с, материалом 7 для компенсации полимеризационной усадки этого материала в пространстве между поверхностями 5 и 6 соответствующих втулок 2 и 1 в процессе изготовления опоры. Роль этой буферной емкости выполняют упомянутые зазоры с материалом 7 (фиг. 3).

Во-вторых, зазоры необходимы для обеспечения осевого демпфирования наружной втулки 1 относительно внутренней втулки 2, так как в процессе эксплуатации опоры в героторном гидравлическом двигателе внутренняя втулка 2 подвергается значительному сжатию в осевом направлении. Такое сжатие при отсутствии зазоров , а также эластичного материала в пространстве этих зазоров приведет к фиксации наружной втулки 1 относительно внутренней втулки 2 и необходимого эффекта радиального демпфирования втулки 1 относительно втулки 2 в этом случае не будет.

Кроме того, в бурте 8 и кольце 9 выполнены отверстия 10 для подачи реакционной массы в пространство между втулками в процессе изготовления опоры (фиг. 3). При этом отверстия 10 сопряжены с зазором между поверхностями 5 и 6 соответствующих втулок для обеспечения возможности заполнения указанного зазора в процессе изготовления опоры.

Изготовление опоры и ее работа заключаются в следующем

Предварительно изготавливают наружную втулку 1, внутреннюю втулку 2 и кольцо 9. При этом внутреннюю втулку 2 изготавливают с кольцевым буртом 8. Затем при помощи специального приспособления (не показано) внутреннюю втулку 2 устанавливают и на определенное время фиксируют внутри наружной втулки 1 с обеспечением одинакового радиального зазора между поверхностями 5 и 6 втулок 1 и 2 и с обеспечением осевых зазоров . После этого на втулке 2 закрепляют кольцо 9 посредством сварки. Кроме того, зазоры между торцевыми поверхностями наружной втулки 1 и поверхностями бурта 8 и кольца 9 закрывают специальным технологическим цилиндром для предотвращения выхода реакционной массы из зазоров в радиальном направлении в процессе заполнения этой реакционной массой зазора между поверхностями 5 и 6 втулок 1 и 2.

После этого реакционную массу, состоящую из мономера, отвердителя и пластификатора в заданном соотношении компонентов, подают под давлением через отверстие 10 кольца 9. Вследствие этого указанная масса постепенно заполняет пространство между кольцом 9 и торцевой поверхностью наружной втулки 1, затем пространство зазора между втулками 1 и 2, затем заполняет пространство между буртом 8 и торцевой поверхностью втулки 1. Когда масса начинает выходить наружу через отверстие 10 бурта 8, процесс заполнения прекращают и выдерживают конструкцию до полной полимеризации реакционной массы, которая вследствие этого превращается в искомый полимерный эластичный материал. При этом в процессе полимеризации происходит естественная полимеризационная усадка, которая компенсируется за счет массы, находящейся в буферном пространстве между плоскими поверхностями бурта 8 и кольца 9 и торцевыми поверхностями наружной втулки 1. По окончании процесса полимеризации в пространстве между втулками образуется эластичный материал, выполняющий роль демпфера радиальных динамических нагрузок в процессе работы опоры, при этом осевое демпфирование обеспечивается эластичным материалом, расположенным в пространстве зазоров .

В процессе работы опоры втулка 2 жестко связана с валом и вращается вместе с ним, заставляя при этом вращаться с той же скоростью наружную втулку 1 благодаря криволинейным образующим 5 и 6. При этом в процессе работы опора подвергается знакопеременным нагрузкам, вызывающим упругую деформацию эластичного материала 7, что создает необходимый демпфирующий эффект. Благодаря равномерности распределения нагрузки на материал 7, надежности его адгезии с поверхностями втулок, а также его износоустойчивости увеличивается долговечность опоры, упрощается ее конструкция и технология изготовления.