Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2762085C1 - Поворотный компонент и механическая система, содержащая такой компонент - Google Patents

Поворотный компонент и механическая система, содержащая такой компонент Download PDF

Info

Publication number
RU2762085C1
RU2762085C1 RU2021100009A RU2021100009A RU2762085C1 RU 2762085 C1 RU2762085 C1 RU 2762085C1 RU 2021100009 A RU2021100009 A RU 2021100009A RU 2021100009 A RU2021100009 A RU 2021100009A RU 2762085 C1 RU2762085 C1 RU 2762085C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
component
friction
ring
rotary component
rings
Prior art date
Application number
RU2021100009A
Other languages
English (en)
Inventor
Фабрис ПРО
Пьеррик ПАВАЙЕР
Original Assignee
Идромеканик Э Фротман
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Идромеканик Э Фротман filed Critical Идромеканик Э Фротман
Application granted granted Critical
Publication of RU2762085C1 publication Critical patent/RU2762085C1/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04Pivotal connections
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/12Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load
    • F16C17/18Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load with floating brasses or brushing, rotatable at a reduced speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10Construction relative to lubrication
    • F16C33/102Construction relative to lubrication with grease as lubricant
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/103Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant retained in or near the bearing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/106Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/106Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
    • F16C33/1065Grooves on a bearing surface for distributing or collecting the liquid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/106Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
    • F16C33/1085Channels or passages to recirculate the liquid in the bearing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10Construction relative to lubrication
    • F16C33/1095Construction relative to lubrication with solids as lubricant, e.g. dry coatings, powder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/12Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
    • F16C33/121Use of special materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/02Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Pivots And Pivotal Connections (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Sealing Of Bearings (AREA)
  • Cultivation Receptacles Or Flower-Pots, Or Pots For Seedlings (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)

Abstract

Изобретение относится к поворотному компоненту (1) с одной степенью свободы, содержащему по меньшей мере два концентрических кольца (10, 20), которые являются подвижными при вращательном движении относительно друг друга вокруг центральной оси, между которыми образована область (40) трения и которые включают: наружное кольцо (10), имеющее внутреннюю поверхность (12) трения, и внутреннее кольцо (20), имеющее наружную поверхность (22) трения и внутреннюю поверхность (24) трения, предназначенную для вмещения подвижной детали, направляемой компонентом (1) при вращательном движении, колебательном движении и/или поступательном движении. Область (40) трения между кольцами (10, 20) вмещает смазочный материал (L), и при этом компонент (1) содержит уплотняющее средство (60), предназначенное для предотвращения утечек смазочного материала (L) из области (40) трения. Технический результат: обеспечение поворотного компонента, в частности, с превосходной стойкостью к износу и образованию задиров и увеличенным сроком службы. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 14 ил., 5 табл.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к поворотному компоненту, содержащему по меньшей мере два концентрических кольца, которые являются подвижными относительно друг друга, и между которыми образована область трения. Настоящее изобретение также касается механической системы, содержащей такой компонент.
Область настоящего изобретения - это направляющие детали, обеспечивающие направляющую функцию при поступательном движении или при вращательном движении, при непрерывном или возвратно-поступательном движении.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Обычно такая направляющая деталь содержит кольцо, предназначенное для установки с возможностью поворота и/или смещения такого элемента, как ось или стержень.
На практике такие механические системы подвергаются значительным эксплуатационным нагрузкам: высокому давлению, коррозии, истиранию, ударам. Для увеличения их срока службы между кольцом и осью предусмотрено смазочное вещество.
Кольцо может быть снабжено структурами, выступающими в качестве резервуара для консистентной смазки, как описано, например, в документах EP 0987456, WO 2014091123 и WO 2014091124 на имя заявителя.
Когда механическая система работает, консистентная смазка постепенно выходит из структур, чтобы смазывать область фрикционного контакта между кольцом и осью. Таким образом, структуры позволяют реализовать смазывание только во время сборки или альтернативно с длительными интервалами между смазываниями.
Заявитель имеет большой опыт в области направляющих деталей и постоянно стремится улучшить существующие системы.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью настоящего изобретения является обеспечение поворотного компонента, в частности, с превосходной стойкостью к износу и образованию задиров и увеличенным сроком службы.
С этой целью настоящее изобретение относится к поворотному компоненту с одной степенью свободы, содержащему по меньшей мере два концентрических кольца, которые являются подвижными при вращательном движении относительно друг друга вокруг центральной оси, между которыми образована область трения, и которые включают: наружное кольцо, имеющее внутреннюю поверхность трения, и внутреннее кольцо, имеющее наружную поверхность трения и внутреннюю поверхность трения, предназначенную для вмещения подвижной детали, направляемой компонентом при вращательном движении, колебательном движении и/или поступательном движении.
Таким образом, настоящее изобретение позволяет обеспечить компонент, который является стойким, компактным и простым в реализации. Компонент имеет увеличенный срок службы по сравнению с компонентом, который состоит из единственного кольца и который имеет подобные размеры и объем.
Компонент имеет три поверхности трения, формирующие три поверхности износа. В сравнении с компонентом, состоящим из единственного кольца, имеющего единственную внутреннюю поверхность трения, срок службы компонента согласно настоящему изобретению должен увеличиться в три раза. Неожиданно эксперименты показали, что его срок службы увеличился по меньшей мере в пять раз.
В случае единственного поворотного кольца, износ обычно сосредоточен на угловом секторе, простирающемся по 1/3 окружности. В случае настоящего изобретения, внутреннее кольцо вращается относительно наружного кольца, что значительно увеличивает потенциальную поверхность износа и, следовательно, срок службы компонента.
На практике можно увидеть, что область трения между двумя кольцами приобретает приоритетное значение. Противоположные поверхности трения выполняют функцию основных поверхностей износа. Когда в этой области контакта образуются задиры, внутренняя поверхность трения внутреннего кольца начинает выполнять функцию поверхности износа.
Преимущественно компонент имеет три поверхности трения, которые могут быть подвергнуты поверхностной обработке или снабжены покрытием и/или структурами, способными выступать в качестве запаса смазочного материала. Таким образом, настоящее изобретение предусматривает больший контроль при проектировании компонента, позволяя приспосабливать его износостойкость к любому применению.
Согласно другим преимущественным признакам настоящего изобретения, рассматриваемым отдельно или в сочетании:
- поверхности трения, устанавливающие границы области трения, являются цилиндрическими;
- поверхности трения, устанавливающие границы области трения, являются немного изогнутыми. Абсолютный радиус кривизны каждой поверхности трения строго больше, чем радиус рассматриваемой области трения;
- область трения между кольцами вмещает смазочный материал. Компонент содержит уплотняющее средство, предназначенное для предотвращения утечек смазочного материала из области трения;
- смазочный материал представляет собой консистентную смазку;
- компонент содержит боковые элементы, ограничивающие осевое и угловое перемещение внутреннего кольца относительно наружного кольца;
- уплотняющее средство содержит фланец на первой стороне области трения и закраину на второй стороне области трения;
- уплотняющее средство содержит фланец на каждой стороне области трения;
- уплотняющее средство содержит прокладку, размещенную между внутренним кольцом, с одной стороны, и фланцем или закраиной, с другой стороны, на каждой стороне области трения;
- прокладка выполнена из PTFE;
- по меньшей мере одна из поверхностей трения предусматривает поверхностную обработку или покрытие с физическими свойствами, отличающимися от тех, которыми обладает основной материал кольца;
- поверхностная обработка или покрытие являются многослойными или однослойными;
- покрытие производится посредством физического осаждения из паровой фазы (PVD);
- покрытие производится посредством химического осаждения из паровой фазы (CVD);
- покрытие производится посредством термического напыления;
- покрытие производится посредством холодного напыления;
- покрытие распыляется в виде порошка;
- покрытие распыляется в виде капель;
- покрытие производится посредством термического напыления, такого как высокоскоростное газопламенное напыление (HVOF);
- покрытие производится посредством лазерного плакирования;
- покрытие является противозадирным;
- покрытие содержит наружный слой аморфного углерода такого типа, как DLC («алмазоподобный углерод»), в частности, с толщиной от 1 до 5 мкм, например, 3 мкм;
- покрытие содержит наружный слой самосмазывающегося композита, в частности, на основе смолы и/или тканого или нетканого усиления, содержащего, например, PTFE, MoS2 или наполнители графитового типа;
- покрытие содержит полимерный лак;
- обработка представляет собой азотирование, и поверхность трения имеет слой химических соединений (оксидное покрытие), имеющий толщину, в частности, от 5 до 50 мкм, например, 20 мкм;
- обработка представляет собой закалку на толщину от 0,5 до 4 мм, например, 2 мм;
- по меньшей мере одна из поверхностей трения предусматривает структуры, способные выступать в качестве запаса смазочного материала;
- структуры содержат полости круглого или ячеистого сечения;
- полости представляют собой макрополости, каждая из которых имеет диаметр от 2 до 15 мм, например, 6 мм.
- полости представляют собой микрополости, каждая из которых имеет большую длину от 15 до 100 мкм и глубину от 50 нм до 100 мкм;
- структуры содержат круговые или спиральные пазы;
- структуры содержат решетку;
- структуры содержат шевроны;
- одна и та же поверхность может содержать структуры нескольких разных типов или только одного типа;
- структуры имеют поверхностную плотность от 5 до 65 %, причем поверхностная плотность определяется как отношение между общей площадью, покрываемой структурами, и общей площадью указанной площади, содержащей эти структуры;
- каждая поверхность трения предусматривает поверхностную обработку или покрытие, обладающие физическими свойствами, отличающимися от тех, которыми обладает основной материал кольца, и/или структуры, способные выступать в качестве запаса смазочного материала;
- по меньшей мере одна из поверхностей трения предусматривает одновременно поверхностную обработку или покрытие, обладающие физическими свойствами, отличающимися от тех, которыми обладает основной материал кольца, и структуры, способные выступать в качестве запаса смазочного материала;
- наружное кольцо и/или внутреннее кольцо являются металлическими, например, выполнены из стали, чугуна, алюминия, медного сплава и т.д.;
- наружное кольцо и/или внутреннее кольцо выполнены из композиционного материала;
- компонент исключительно содержит два концентрических кольца, причем область трения образована непосредственно между внутренней поверхностью трения наружного кольца и наружной поверхностью трения внутреннего кольца;
- поворотный компонент содержит по меньшей мере три концентрических кольца;
- поворотный компонент содержит три кольца, причем единственная область трения образована между тремя кольцами. Другими словами, два кольца прикреплены друг к другу, например, посредством пайки, сварки или любой другой технологии;
- промежуточное кольцо является самосмазывающимся. Более конкретно, наружная поверхность трения и/или внутренняя поверхность трения промежуточного кольца являются самосмазывающимися;
- промежуточное кольцо содержит обмотку из тканевых полос и смолы, содержащей наполнители, смешанные таким образом, чтобы реализовать однородный продукт, причем полосы пересекаются в несколько слоев посредством намотки нитей;
- поворотный компонент содержит три кольца, причем область трения образована между каждой парой колец. Другими словами, три кольца являются подвижными относительно друг друга;
- промежуточное кольцо является металлическим;
- промежуточное кольцо выполнено из композиционного материала;
- поворотный компонент содержит четыре или более колец.
Настоящее изобретение также относится к механической системе, содержащей поворотный компонент, как упоминалось выше, и подвижную деталь, направляемую компонентом при вращательном движении, колебательном движении и/или поступательном движении.
Механическая система содержит четыре поверхности трения, а именно наружную поверхность оси и три поверхности поворотного компонента. В сравнении с осью, установленной внутри одного кольца, срок службы механической системы значительно увеличен.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Настоящее изобретение станет более понятным после прочтения следующего описания, представленного исключительно в качестве неограничивающего примера и выполненного со ссылкой на сопроводительные фигуры, на которых:
- фиг. 1 - покомпонентный перспективный вид механической системы согласно настоящему изобретению, содержащей ось и поворотный компонент, состоящий из двух колец и уплотняющего средства;
- фиг. 2 - вид сбоку компонента по фиг. 1;
- фиг. 3 - перспективный вид компонента по фиг. 1;
- фиг. 4 - поперечный разрез вдоль линии IV-IV на фиг. 2;
- фиг. 5 - вид в большем масштабе детали V на фиг. 4;
- фиг. 6 - покомпонентный перспективный вид еще одной механической системы согласно настоящему изобретению, содержащей ось и вариант поворотного компонента;
- фиг. 7-10 - виды, которые подобны фиг. 2-5, компонента по фиг. 6;
- фиг. 11 и фиг. 12 - виды, которые подобны фиг. 4 и фиг. 5, еще одного варианта компонента, содержащего три кольца, между которыми образованы две области трения; и
- фиг. 13 и фиг. 14 - виды, которые подобны фиг. 4 и фиг. 5, еще одного варианта компонента, содержащего три кольца, между которыми образована единственная область трения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг. 1-5 показана механическая система согласно настоящему изобретению, содержащая поворотный компонент 1 также согласно настоящему изобретению и ось 2, установленную внутри компонента 1. Ось 2 направляется поворотным компонентом 1, при вращательном движении (поворачиваясь в одном направлении, обычно на несколько оборотов), колебательном движении (поворачиваясь в двух чередующихся направлениях, как правило, на часть поворота) и/или поступательном движении (перемещении в осевом направлении).
Поворотный компонент 1 содержит два концентрических кольца 10 и 20, которые являются подвижными при вращательном движении относительно друг друга вокруг центральной оси X1. Между двумя кольцами 10 и 20 образована область 40 трения, вмещающая смазочный материал L, предпочтительно консистентную смазку.
Два кольца 10 и 20 включают наружное кольцо 10 и внутреннее кольцо 20. Наружное кольцо 10 имеет внутреннюю цилиндрическую поверхность 12 трения и наружную цилиндрическую опорную поверхность 14. Внутреннее кольцо 20 имеет наружную цилиндрическую поверхность 22 трения и внутреннюю цилиндрическую поверхность 24 трения.
Между поверхностями 12 и 22 образована область 40 трения, которая является радиальной относительно центральной оси X1. Поверхность 14 предусмотрена для установки наружного кольца 10 внутри буровой скважины. Канал 42 проходит радиально через кольцо 10 между поверхностями 12 и 14, чтобы обеспечить смазывание области 40 контакта. Поверхность 24 предусмотрена для вмещения оси 2, более точно наружной цилиндрической поверхности 4 оси 2. Таким образом, ось 2 направляется компонентом 1 при вращательном движении, колебательном движении и/или поступательном движении.
Компонент 1 содержит уплотняющее средство 60, предназначенное для предотвращения утечек смазочного материала L из области 40 трения. Компонент 1, таким образом, образует уплотненную, снабженную смазочным материалом конструкцию. Относительное вращательное движение между кольцами 10 и 20 значительно упрощается, и риск образования задиров уменьшается.
Уплотняющее средство 60 содержит латеральные детали 62, 64, 66 и 68, ограничивающие осевое смещение внутреннего кольца 20 относительно наружного кольца 10. Более конкретно, уплотняющее средство 60 содержит фланец 62 и прокладку 66 на первой стороне области 40 контакта и закраину 64 и прокладку 68 на второй стороне области 40 трения. Элементы 62, 64, 66 и 68 являются кольцеобразными и центрированы на оси X1. Закраина 64 является частью кольца 10. Элементы 62, 66 и 68 отделены от колец 10 и 20. Прокладка 68 установлена внутри паза 67, сформированного внутри кольца 10, у закраины 64. Элементы 62 и 66 установлены внутри углубления 61, предусмотренного для этой цели внутри кольца 10, напротив закраины 64.
Альтернативно уплотняющее средство 60 может содержать два съемных фланца, установленных на противоположных сторонах компонента 1.
Компонент 1 не является шарнирным, другими словами, он не образует сферический шарнир. Собранный компонент 1 имеет только одну степень свободы, а именно поворотное соединение между кольцами 10 и 20 вокруг центральной оси X1. Кольца 10 и 20 являются свободноподвижными относительно друг друга вокруг оси X1, но не являются свободноподвижными согласно другим степеням свободы при поступательном движении и вращательном движении.
Поверхности 12 и 22 трения могут быть цилиндрическими.
Альтернативно поверхности 12 и 22 могут быть немного изогнутыми. Другими словами, поверхности 12 и 22 представляют собой поверхности обращения с круглым сечением и эллиптической или параболической образующей. Изгиб каждой поверхности 12 и 22 (при рассмотрении внутри радиальной плоскости, содержащей ось X1) всегда имеет радиус, который больше, чем радиус (при рассмотрении внутри плоскости, поперечной оси X1) области 40 трения.
Предпочтительно по меньшей мере одна из поверхностей 12/22/24 трения предусматривает поверхностную обработку или покрытие, обладающие физическими свойствами, отличающимися от тех, которыми обладает основной материал соответствующего кольца 10/20.
Более предпочтительно по меньшей мере одна из поверхностей 12/22/24 трения предусматривает структуры, способные действовать как запас смазочного материала L.
Еще предпочтительнее каждая поверхность 12/22/24 трения предусматривает поверхностную обработку или покрытие, обладающие физическими свойствами, отличающимися от тех, которыми обладает основной материал кольца 10/20; и/или структуры, способные действовать как запас смазочного материала L.
В качестве неограничивающего примера:
- кольца 10 и 20 выполнены из стали;
- поверхность 12 подвергнута обработке азотированием и имеет наружный слой 16 из азотированной стали, причем слой химических соединений (оксидное покрытие) имеет толщину приблизительно 20 мкм;
- поверхность 12 содержит структуры 18 в форме полостей круглого сечения, равномерно распределенные вокруг центральной оси X1, способные действовать как запас смазочного материала L в области 40 контакта между кольцами 10 и 20;
- поверхность 22 покрыта наружным слоем 26 аморфного углерода такого типа, как DLC, имеющим толщину порядка 3 мкм, с подслоем (состоящим, например, из хрома или нитрида хрома) или без него; и
- поверхность 24 содержит структуры 28 в форме круговых пазов, проходящих в виде витков вокруг центральной оси X1 и расположенных с равными интервалами вдоль центральной оси X1, способные действовать как запас смазочного материала L в области контакта между кольцом 20 и осью 2.
Настоящее изобретение позволяет обеспечить поворотный компонент, который является стойким, компактным и простым в реализации. Компонент 1, содержащий два кольца 10 и 20, имеет увеличенный срок службы по сравнению с компонентом, который состоит из единственного кольца и имеет подобные размеры и объем.
В случае единственного поворотного кольца, износ обычно сосредоточен на угловом секторе, простирающемся по 1/3 окружности. В случае настоящего изобретения, внутреннее кольцо 10 вращается относительно наружного кольца 20, что значительно увеличивает потенциальную поверхность износа и, следовательно, срок службы компонента.
На практике можно увидеть, что область 40 трения между двумя кольцами 10 и 20 приобретает приоритетное значение. Противоположные поверхности 12 и 22 трения выполняют функцию основных поверхностей износа. Когда в этой области 40 трения образуются задиры, внутренняя поверхность 24 трения внутреннего кольца 20, находящаяся в контакте с поверхностью 4 оси 2, начинает выполнять функцию поверхности износа.
Компонент 1 имеет три поверхности 12, 22 и 24 трения, формирующие три поверхности износа, которые могут быть подвергнуты обработке, снабжены покрытием и/или структурами. Таким образом, настоящее изобретение предусматривает больший контроль при проектировании компонента 1, позволяя приспосабливать его износостойкость к любому применению.
Механическая система содержит четыре поверхности трения, т. е. наружную поверхность 4 оси 2 и три поверхности 12, 22 и 24 компонента 1. В сравнении с осью, установленной внутри единственного кольца, срок службы механической системы значительно увеличен.
Другие варианты осуществления поворотных компонентов 1 согласно настоящему изобретению показаны на фиг. 6-14. Некоторое элементы, которые формируют часть компонента 1, сравнимы с элементами первого варианта осуществления, описанного выше, и в целях упрощения имеют те же числовые обозначения.
На фиг. 6-10 показана еще одна механическая система согласно настоящему изобретению, содержащая вариант компонента 1 и оси 2, установленной внутри компонента 1. Поверхности 12/22/24 трения лишены поверхностной обработки или покрытия и структурных резервуаров со смазочным материалом L. Уплотняющее средство 60 содержит фланец 62 и закраину 64 на противоположных сторонах области 40 контакта. Таким образом, компонент 1 является более простым и менее дорогостоящим для изготовления, чем в первом варианте осуществления. Несмотря на отсутствие обработки, покрытия или структур, компонент 1, содержащий два кольца 10 и 20, имеет увеличенный срок службы по сравнению с компонентом, который состоит из единственного кольца и имеет подобные размеры и объем.
На фиг. 11 и фиг. 12 показан вариант поворотного компонента 1, который содержит три концентрических кольца 10, 20 и 30, которые являются подвижными относительно друг друга. Кольцо 30 расположено между кольцами 10 и 20. Первая область 40 трения образована между кольцами 10 и 30. Вторая область 50 трения образована между кольцами 20 и 30. Компонент 1 имеет пять поверхностей 12, 22, 24, 32 и 34 трения, формирующих пять поверхностей износа, которые могут быть подвергнуты обработке, снабжены покрытием и/или структурами.
На фиг. 13 и фиг. 14 показан вариант поворотного компонента 1, который содержит три концентрических кольца 10, 20 и 30. Кольцо 30 расположено между кольцами 10 и 20. Кольца 20 и 30 являются подвижными относительно друг друга, и между ними образована область 50 трения. Кольцо 30 прикреплено к кольцу 10, например, посредством пайки. Кольцо 30 может образовывать обмотку из тканевых полос и смолы, содержащей наполнители, смешанные таким образом, чтобы реализовать однородное кольцо, причем полосы пересекаются в несколько слоев посредством намотки нитей. Компонент 1 имеет три поверхности 22, 24 и 32 трения, формирующие три поверхности износа, которые могут быть подвергнуты обработке, снабжены покрытием и/или структурами.
На практике поворотный компонент 1 может быть выполнен отлично от фиг. 1-14, не выходя за пределы объема настоящего изобретения. Более того, технические характеристики различных вариантов осуществления, упомянутых выше, могут в целом или частично сочетаться друг с другом. Таким образом, компонент 1 может быть приспособлен с точки зрения стоимости, функциональных возможностей и эксплуатационных качеств.
В таблицах 1-5 ниже показан ряд испытаний, которые позволяют сравнить два образа колец (единственное кольцо, принимающее ось) и различные варианты осуществления настоящего изобретения.
Таблица 1 - Параметры и условия испытаний
Figure 00000001
Figure 00000002
Таблица 2 - Повышение давления на старте испытания
Figure 00000003
Таблица 3 - Улучшения, предусматриваемые в отношении поверхностей трения колец
Figure 00000004
Таблица 4 - Результаты испытаний - простые кольца
Figure 00000005
Таблица 5 - Результаты испытаний - Компоненты, соответствующие настоящему изобретению
Figure 00000006
Результаты ряда испытаний позволяют сделать следующие наблюдения:
- компонент C-BH1 завершил такое количество циклов, которое эквивалентно значению, в 4,6 раза превышающему количество циклов кольца B1;
- компонент C-BH2 завершил такое количество циклов, которое эквивалентно значению, в 3,6 раза превышающему количество циклов кольца B2;
- компонент C-BH3 завершил такое количество циклов, которое эквивалентно значению, в 4 раза превышающему количество циклов кольца B2;
- компонент C-BH4 завершил такое количество циклов, которое эквивалентно значению, в 4,6 раза превышающему количество циклов кольца B2;
- испытание, проводимое для компонента C-BH5, было по собственному желанию приостановлено на 500000 циклов. Его срок службы намного больше, чем у кольца B2.
Таким образом, настоящее изобретение позволяет обеспечить поворотный компонент 1, который является стойким, компактным и простым в реализации. Компонент 1, содержащий несколько колец, имеет увеличенный срок службы по сравнению с компонентом, который состоит из единственного кольца и имеет подобные размеры и объем.

Claims (12)

1. Поворотный компонент (1) с одной степенью свободы, содержащий по меньшей мере два концентрических кольца (10, 20; 10, 20, 30), которые могут вращаться относительно друг друга вокруг центральной оси (X1), между которыми образована область (40; 40, 50) трения и которые включают:
- наружное кольцо (10), имеющее внутреннюю поверхность (12) трения; и
- внутреннее кольцо (20), имеющее наружную поверхность (22) трения и внутреннюю поверхность (24) трения, предназначенную для вмещения подвижной детали (2), направляемой компонентом (1) при вращательном движении, колебательном движении и/или поступательном движении,
отличающийся тем, что область (40; 40, 50) трения между кольцами (10, 20; 10, 20, 30) вмещает смазочный материал (L), и при этом компонент (1) содержит уплотняющее средство (60), предназначенное для предотвращения утечек смазочного материала (L) из области (40) трения.
2. Поворотный компонент (1) по п. 1, отличающийся тем, что поворотный компонент содержит элементы (62, 64, 66, 68), ограничивающие осевое и угловое смещение внутреннего кольца (20) относительно наружного кольца (10).
3. Поворотный компонент (1) по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из поверхностей (12; 22; 24) трения предусматривает поверхностную обработку или покрытие (16; 26), обладающие физическими свойствами, отличающимися от тех, которыми обладает основной материал кольца (10; 20; 30).
4. Поворотный компонент (1) по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из поверхностей (12; 22; 24) трения содержит структуры (18; 28), способные выступать в качестве запаса смазочного материала (L).
5. Поворотный компонент (1) по п. 1, отличающийся тем, что каждая поверхность (12; 22; 24) трения предусматривает поверхностную обработку или покрытие (16; 26), обладающие физическими свойствами, отличающимися от тех, которыми обладает основной материал кольца (10; 20; 30), и/или структуры (18; 28), способные выступать в качестве запаса смазочного материала (L).
6. Поворотный компонент (1) по п. 1, отличающийся тем, что наружное кольцо (10) и внутреннее кольцо (20) являются металлическими.
7. Поворотный компонент (1) по п. 1, отличающийся тем, что поворотный компонент содержит только два концентрических кольца (10, 20), причем область (40) трения образована непосредственно между внутренней поверхностью (12) трения наружного кольца (10) и наружной поверхностью (22) трения внутреннего кольца (20).
8. Поворотный компонент (1) по п. 1, отличающийся тем, что поворотный компонент содержит по меньшей мере три концентрических кольца (10, 20, 30).
9. Механическая система, содержащая поворотный компонент (1) по п. 1 и подвижную деталь (2), направляемую компонентом (1) при вращательном движении, колебательном движении и/или поступательном движении.
RU2021100009A 2018-07-10 2019-07-03 Поворотный компонент и механическая система, содержащая такой компонент RU2762085C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1856323 2018-07-10
FR1856323A FR3083835B1 (fr) 2018-07-10 2018-07-10 Composant articule, et systeme mecanique comprenant un tel composant
PCT/FR2019/051651 WO2020012092A1 (fr) 2018-07-10 2019-07-03 Composant articulé, et système mécanique comprenant un tel composant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2762085C1 true RU2762085C1 (ru) 2021-12-15

Family

ID=63896328

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021100009A RU2762085C1 (ru) 2018-07-10 2019-07-03 Поворотный компонент и механическая система, содержащая такой компонент

Country Status (19)

Country Link
US (2) US12031578B2 (ru)
EP (3) EP4368845A3 (ru)
JP (2) JP7472097B2 (ru)
KR (2) KR20210028715A (ru)
CN (1) CN112384708A (ru)
AU (2) AU2019300410B2 (ru)
CA (1) CA3105603A1 (ru)
DK (2) DK4219967T3 (ru)
ES (2) ES2964236T3 (ru)
FI (2) FI4219967T3 (ru)
FR (1) FR3083835B1 (ru)
HU (2) HUE064108T2 (ru)
MX (2) MX2021000236A (ru)
PL (2) PL3794241T3 (ru)
PT (2) PT3794241T (ru)
RU (1) RU2762085C1 (ru)
TW (1) TWI729431B (ru)
WO (1) WO2020012092A1 (ru)
ZA (1) ZA202100017B (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112879435A (zh) * 2021-03-17 2021-06-01 四川雄琛科技有限公司 一种金刚石复合片导向轴承

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE834797C (de) * 1944-08-08 1952-03-24 Adalbert Besta Gleitlager
FR1418886A (fr) * 1964-09-02 1965-11-26 Nittoku Kinzokukogyo Kabushiki Palier lisse à surfaces de glissement multiples
DE2837938A1 (de) * 1978-08-31 1980-03-20 Licentia Gmbh Waeschebehandlungsmaschine
SU1326800A1 (ru) * 1985-12-11 1987-07-30 Производственное объединение "Невский завод" им.В.И.Ленина Опорно-уплотнительный узел турбокомпрессора
JPH01172620A (ja) * 1987-12-28 1989-07-07 Taiho Kogyo Co Ltd フローティング軸受
RU2453739C1 (ru) * 2010-12-27 2012-06-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирский федеральный университет (СФУ) Гидростатический подшипник

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR885290A (fr) * 1941-01-31 1943-09-09 Roulement à douille flottante
JPS4220922B1 (ru) 1960-04-28 1967-10-18
JPS556598U (ru) * 1979-07-13 1980-01-17
FR2609316A1 (fr) * 1987-01-06 1988-07-08 Sarma Snc Galet autolubrifiant
IL99067A0 (en) * 1990-08-06 1992-07-15 Ide Russell D Hydrodynamic bearings
US5056938A (en) * 1990-10-04 1991-10-15 The Torrington Company Track roller bearing floating sleeve system
EP0856673A3 (de) * 1997-01-28 1999-11-17 FAIGLE, Heinz Selbstdruckerzeugende Schrägrillen-Gleitlager
AU756362B2 (en) * 1998-09-16 2003-01-09 Centre Stephanois De Recherches Mecaniques Hydromecanique Et Frottement S.A. Grease-lubricated sliding guiding members having a low coefficient of friction and an improved lifetime
FR2783291B1 (fr) * 1998-09-16 2000-12-08 Stephanois Rech Mec Organes de guidage glissants, lubrifies a la graisse, a bas coefficient de frottement et a duree de vie amelioree
JP4141134B2 (ja) 2001-01-19 2008-08-27 タカタ株式会社 回動構造、軸受け構造及びシート重量計測装置
JP2009030467A (ja) * 2007-07-25 2009-02-12 Ntn Corp タペットローラ軸受構造
WO2009126807A2 (en) * 2008-04-09 2009-10-15 Saint-Gobain Performance Plastics Corporation Bearings
FR2999670B1 (fr) 2012-12-13 2014-11-28 Hydromecanique & Frottement Organe de guidage sous forme d'une bague metallique pour le montage avec frottement et avec capacite d''articulation et/ou de coulissement d'un axe.
FR2999671B1 (fr) 2012-12-13 2015-06-19 Hydromecanique & Frottement Organe de guidage sous forme d'une bague pour le montage avec frottement et avec capacite d'articulation et/ou de coulissement d'un element
FR3013792B1 (fr) * 2013-11-26 2016-01-01 Skf Ab Dispositif de rouleau suiveur de came
US20160032561A1 (en) * 2014-07-29 2016-02-04 Caterpillar Inc. Pin joint for a machine
JP2016191410A (ja) 2015-03-31 2016-11-10 ミネベア株式会社 トラックローラベアリング
CN204828313U (zh) * 2015-06-18 2015-12-02 武汉理工大学 一种适用于高转速浮动轴的轴封装置
TWI603020B (zh) * 2016-11-04 2017-10-21 財團法人工業技術研究院 流體機械潤滑系統總成
CN206221516U (zh) * 2016-11-22 2017-06-06 谭仲禧 一种自润滑滑动轴承座
CN206874675U (zh) * 2017-05-15 2018-01-12 瑞安市荣邦汽车部件有限公司 一种防测漏轴瓦
US10480569B2 (en) * 2017-06-15 2019-11-19 Schaublin Sa Hybrid lined trunnion bearing for aircraft landing gear
US10724575B2 (en) * 2017-06-15 2020-07-28 Schaublin Sa Metallic lined trunnion bearing for aircraft landing gear

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE834797C (de) * 1944-08-08 1952-03-24 Adalbert Besta Gleitlager
FR1418886A (fr) * 1964-09-02 1965-11-26 Nittoku Kinzokukogyo Kabushiki Palier lisse à surfaces de glissement multiples
DE2837938A1 (de) * 1978-08-31 1980-03-20 Licentia Gmbh Waeschebehandlungsmaschine
SU1326800A1 (ru) * 1985-12-11 1987-07-30 Производственное объединение "Невский завод" им.В.И.Ленина Опорно-уплотнительный узел турбокомпрессора
JPH01172620A (ja) * 1987-12-28 1989-07-07 Taiho Kogyo Co Ltd フローティング軸受
RU2453739C1 (ru) * 2010-12-27 2012-06-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирский федеральный университет (СФУ) Гидростатический подшипник

Also Published As

Publication number Publication date
MX2021000236A (es) 2021-03-25
PL3794241T3 (pl) 2024-02-12
TWI729431B (zh) 2021-06-01
KR20240005159A (ko) 2024-01-11
AU2019300410A1 (en) 2021-01-28
KR20210028715A (ko) 2021-03-12
WO2020012092A1 (fr) 2020-01-16
ZA202100017B (en) 2022-06-29
HUE064108T2 (hu) 2024-02-28
EP4368845A2 (fr) 2024-05-15
AU2023226701A1 (en) 2023-09-21
DK3794241T3 (da) 2023-11-20
DK4219967T3 (da) 2024-05-06
ES2964236T3 (es) 2024-04-04
BR112021000262A8 (pt) 2021-04-13
PL4219967T3 (pl) 2024-06-24
JP7472097B2 (ja) 2024-04-22
JP2021524562A (ja) 2021-09-13
EP4368845A3 (fr) 2024-07-31
US12031578B2 (en) 2024-07-09
TW202006262A (zh) 2020-02-01
CA3105603A1 (fr) 2020-01-16
EP4219967A1 (fr) 2023-08-02
PT3794241T (pt) 2023-12-05
EP3794241B1 (fr) 2023-10-25
US20210270313A1 (en) 2021-09-02
AU2019300410B2 (en) 2023-09-28
FI4219967T3 (en) 2024-06-12
ES2978565T3 (es) 2024-09-16
FR3083835A1 (fr) 2020-01-17
MX2024008815A (es) 2024-07-25
FI3794241T3 (en) 2024-01-15
FR3083835B1 (fr) 2020-11-27
HUE067196T2 (hu) 2024-10-28
PT4219967T (pt) 2024-04-22
EP4219967B1 (fr) 2024-04-03
JP2024083458A (ja) 2024-06-21
EP3794241A1 (fr) 2021-03-24
CN112384708A (zh) 2021-02-19
US20240369103A1 (en) 2024-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9695869B2 (en) Spherical plain bearing with inner sleeve
US5480231A (en) Spherical sliding bearing
KR20110042117A (ko) 복합층을 가지는 슬라이딩 요소
US11022210B2 (en) Planet wheel shaft for a planetary gear
RU2762085C1 (ru) Поворотный компонент и механическая система, содержащая такой компонент
JPH08500883A (ja) 油圧アキシャルピストン機械
JP2019105373A (ja) ばねスリーブ、シリンダ、ピストンシリンダ装置、およびピストンシリンダ装置の製造方法
WO2020050336A1 (ja) ピストンリング、及びピストンリングの製造方法
JP7082475B2 (ja) 滑り軸受
CN111316009B (zh) 半分割推力轴承、推力轴承、轴承装置以及内燃机
RU2781699C1 (ru) Деталь для направления элемента, подвижного при колебательном движении или вращательном движении, механическая система, включающая указанную деталь, и способ изготовления указанной детали
JP2019090432A (ja) 半割スラスト軸受、スラスト軸受、軸受装置および内燃機関
US12135060B2 (en) Member for guiding a mobile element in oscillation or rotation
CN218440232U (zh) 一种自润滑向心关节轴承
BR112021000262A2 (pt) Componente articulado com um grau de liberdade e sistema mecânico
BR112021000262B1 (pt) Componente articulado com um grau de liberdade e sistema mecânico
US11261904B2 (en) Half bearing and sliding bearing
JP2018059412A (ja) コンプレッサ用斜板
WO2020202687A1 (ja) コンプレッサ用斜板
FR3083836A1 (fr) Composant articulé, et système mécanique comprenant un tel composant
JP2024087352A (ja) スラスト玉軸受
CN118224186A (zh) 轴承用复合结构、滑动轴承和支重轮
WO2010030379A1 (en) Mechanical component with a coated running surface