PL174755B1

PL174755B1 - Łożysko ślizgowe do pokryw luków na pokładach statków

Info

Publication number: PL174755B1
Application number: PL94312418A
Authority: PL
Inventors: Enno Alberts
Original assignee: Macor Marine Systems
Priority date: 1993-07-07
Filing date: 1994-06-22
Publication date: 1998-09-30
Also published as: KR960703384A; WO1995001903A1; JPH08512008A; ES2102866T3; FI960057A7; CN1126975A; EP0706470B1; CN1046911C; FI960057A0; FI960057L; NO960047L; KR100238605B1; NO960047D0; NO302936B1; EP0706470A1; DE59402767D1; PL312418A1; DK0706470T3

Abstract

na pokladach statków do przenoszenia du- zych sil lozyskowych przy niewielkich i po- wolnych ruchach wzglednych pomiedzy czesciami skladowymi tego lozyska, które sklada sie z kozla lozyskowego z plaska zasadniczo powierzchnia lozyskowa i kloca podporowego, którego powierzchnia styka sie zasadniczo plasko z powierzchnia kozla lozyskowego, przy czym w koziol lozysko- wy lub kloc podporowy sa wpuszczone, mniej wiecej pionowo wzgledem powie- rzchni lozyska, prety z tworzywa zmniej- szajacego tarcie, które rozciagaja sie co najmniej do powierzchni lozyskowej, znamienne tym, ze posiadajacy powierz- chnie lozyskowa boczny odcinek zewne- trzny (4) kozla lozyskowego (1 ") posiada otaczajace go wystajace obrzeze (20). Fig. 1 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest łożysko ślizgowe do przenoszenia dużych sił łożyskowych przy niewielkich i powolnych ruchach względnych pomiędzy częściami składowymi

174 755 tego łożyska, stosowane zwłaszcza jako łożysko do pokryw luków lub podobnych na pokładach statków, które składa się z kozła łożyskowego z płaską zasadniczo powierzchnią łożyskową i kloca podporowego, którego powierzchnia styka się zasadniczo płasko z powierzchnią kozła łożyskowego, przy czym w kozioł łożyskowy lub kloc podporowy są wpuszczone, mniej więcej pionowo względem powierzchni łożyska, pręty z tworzywa zmniejszającego tarcie, które rozciągają się co najmniej do powierzchni łożyskowej.

Znane jest powszechnie, że opanowanie dużych sił łożyskowych jest trudne zwłaszcza wtedy, gdy występują one razem z powolnymi ruchami względnymi pomiędzy elementami składowymi łożyska. Taka sytuacja zdarza się na przykład w podparciach pokryw luków na zrębnicach, otaczających luki. Nowoczesne frachtowce posiadają mianowicie wiele dużych luków dla transportu kontenerowego, których otwory w pokładzie osłabiają sztywność kadłuba statku, a tym samym obniżają wyraźnie odporność na skręcenie względnie zwichrzenie kadłuba. Ponieważ pokrywy luków osadzanych na otworach lukowych są ze względów wytrzymałościowych konstruowane tak sztywno, że nie mogą się one dopasować do odkształceń kadłuba, muszą one mieć możliwość przemieszczania się w stosunku do pokładu, a więc zrębnicy. W wyniku odkształceń, występujących podczas falowania morza, pokład przesuwa się w pewnym stopniu tam i z powrotem pod pokrywą luku.

Drogi przesuwów są przy tym niewielkie, przy czym to samo dotyczy prędkości, z którą następuje przesunięcie względne między pokrywą luku a zrębnicą tego luku. Jednocześnie łożyska, znajdujące się pomiędzy pokrywą luku i zrębnicą, które powinny umożliwić te przemieszczenie, przenoszą znaczne siły normalne, tzn. działające pionowo do powierzchni łożysk, ponieważ tego rodzaju frachtowce pływają z reguły z ładunkiem pokładowym na pokrywach luków - na przykład kontenerami.

W stanie techniki znanych jest wiele łożysk ślizgowych, składających się z zamocowanego na zrębnicy luku kozła łożyskowego i zamocowanego w pokrywie luku kloca podporowego, które przylegają do siebie przebiegającymi równolegle powierzchniami łożysk. Aby zmniejszyć współczynnik tarcia między powierzchniami łożyskowymi, są na ogół stosowane różne tworzywa do kozłów łożyskowych z jednej strony i do kloców podporowych z drugiej strony, lub też wyposażenie ich w płyty z takich tworzyw. Z praktyki wynika jednak, że duże siły tarcia między powierzchniami łożysk występują zwłaszcza przy dużych szerokościach luków, ponieważ rzeczywiste współczynniki tarcia w wyniku różnych okoliczności są większe, aniżeli można by tego oczekiwać po zestawieniu odpowiednich par materiałów w łożysku ślizgowym. Następstwem oddziaływania sił tarcia jako sił poziomych na pokrywy luków i zrębnice są występujące często rysy i pęknięcia w pokrywach luków i/lub w obszarze zrębnic tych luków.

Rozwiązanie problemu dużego współczynnika tarcia i zapobieżenie występującym z tego powodu dużym siłom poziomym przy ruchach względnych pomiędzy pokładem statku i pokrywą luku, gdyż pokrywa luku przenosi duże obciążenia, przedstawia opis patentowy niemiecki DE-A-26 43 064, w którym opisane jest łożysko ślizgowe, będące najbliższym rozwiązaniem wobec konstrukcji, będącej przedmiotem niniejszego wynalazku. Według przytoczonego opisu DE-A-26 43 064, w kozioł łożyskowy lub kloc podporowy są wpuszczone, mniej więcej prostopadle względem powierzchni łożyska, pręty z tworzywa zmniejszającego tarcie, które rozciągają się co najmniej do powierzchni tego łożyska. Taki układ tworzyw ślizgowych nie posiada wady silnego ścierania i szybkiego ubytku, który został zaobserwowany w znanych płaskich konstrukcjach, mających na przykład kształt płyt, powłok lub podobnych z tworzyw ślizgowych, nakładanych na kozioł łożyskowy i/lub kloc podporowy.

W praktyce jednak okazało się jako niedogodne to, że z biegiem czasu oddziaływanie pomniejszające tarcie w opisanych uprzednio, znanych łożyskach ślizgowych zmniejsza się, co powoduje zwłaszcza niepożądany ubytek zmniejszającego tarcie tworzywa prętów z powierzchni łożyskowej.

174 755

Tym samym więc celem wynalazku jest ulepszenie znanych łożysk ślizgowych w ten sposób, aby oddziaływanie zmniejszające tarcie trwało podczas całego okresu eksploatacji.

Cel ten został osiągnięty zgodnie z niniejszym wynalazkiem w ten sposób, że posiadający powierzchnię łożyskową boczny odcinek zewnętrzny kozła łożyskowego posiada otaczające go wystające obrzeże.

Przewidziane zgodnie z wynalazkiem wystające obrzeże tworzy ramę krawędziową, otaczającą powierzchnię łożyskową, która to rama zapobiega, aby przy obciążeniu łożyska zmniejszające tarcie tworzywo prętów nie wysunęło się z powierzchni łożyskowej. W ten sposób zostaje zachowane oddziaływanie zgodnego z wynalazkiem łożyska ślizgowego, zmniejszającego tarcie.

Szczególnie korzystnie oddziaływuje układ według wynalazku w tych postaciach wykonania, w których pręty wystają ponad boczny odcinek zewnętrzny kozła łożyskowego, i to tak daleko, że po pierwszym obciążeniu łożyska ten zewnętrzny odcinek boczny zostaje pokryty całkowicie tworzywem prętów, zmniejszającym tarcie. W tym przypadku odstające obrzeże tworzy zamkniętą przestrzeń dla tego tworzywa. Na podstawie przytoczonych środków mogłoby się wydawać, że należy umieścić na powierzchni łożyska możliwie jak najwięcej tworzywa zmniejszającego tarcie, i to na powierzchni możliwie jak największej, przy czym tworzywo to w postaci zamkniętych kształtowo prętów, wpuszczonych w kozioł łożyskowy, jest wystarczająco przytrzymywane na swoim miejscu.

Jako materiał szczególnie nadający się do tego celu okazał się policzterofluoroetylen (PTFE) wzmocniony włóknami szklanymi.

Korzystnie policzterofluoroetylen może być również zmieszany z proszkiem szklanym.

Zgodnie z wynalazkiem policzterofluoroetylen może także zawierać domieszkę szkła w ilości około 25% objętościowo.

Szczególnie korzystna postać wykonania wynalazku charakteryzuje się tym, że pręty z materiału zmniejszającego tarcie mają przekrój okrągły, a w bocznym odcinku zewnętrznym kozła łożyskowego znajdują się otwory, w których te pręty są osadzone.

W szczególności otwory są w ich obszarze przy powierzchni łożyska, gdzie mają swój wylot, rozszerzone przez sfazowanie. Korzystnie posiadają one zaokrąglone krawędzie, które zwiększają ich średnice po zewnętrznej stronie odcinka łożyska i wchodzą w ten odcinek, tak że przy wystąpieniu sił tarcia pręty nie są narażone na zbyt silne naprężenie tnące i niebezpieczeństwo uszkodzenia prętów przez takie naprężenia tnące jest znacznie zmniejszone, przynamniej jednak wyraźnie ograniczone. Tego rodzaju naprężenia tnące występują nie tylko przez siły tarcia pomiędzy obydwoma częściami składowymi łożyska, lecz także wtedy, gdy w sposób niezamierzony ciało obce dostanie się między powierzchnie obydwu części składowych łożyska. W takim przypadku szkodliwe oddziaływania ciała obcego ograniczają się do miejsca, gdzie styka się ono z powierzchniami łożyskowymi.

Zgodnie z wynalazkiem otwory wykonane są korzystnie jako otwory nieprzelotowe.

Według wynalazku korzystne jest, jeśli stanowiące części składowe łożyska kozły łożyskowe posiadają powierzchnię łożyskową ze stali stopowej lub wykonane są z brązu. Powierzchnia łożyskowa wykonana ze stali stopowej może być oszlifowana i/lub utwardzona. Jednak mogą być również wzięte pod uwagę także inne materiały.

Pręty powinny być rozmieszczone korzystnie w szeregach, przebiegających prostopadle do kierunku ruchu na ogół stosowanego, przy czym pręty sąsiednich szeregów przestawione są względem siebie o połowę podziałki.

Poniżej zostaną dokładniej objaśnione korzystne przykłady wykonania kozła łożyskowego w oparciu o załączony rysunek, współpracującego z powszechnie znanym klocem podporowym, który na rysunku nie został pokazany. Na rysunku fig. 1 przedstawia pierwszą postać wykonania kozła łożyskowego w widoku z góry, fig. 2 - przekrój przez

174 755 pierwszą postać wykonania kozła łożyskowego według linii II-II na fig. 1, fig. 3 - przekrój odpowiednio do linii II-II na figurze 1 przez drugą postać wykonania kozła łożyskowego, fig. 4 - trzecią postać wykonania kozła łożyskowego w widoku z góry, fig. 5 - przekrój przez trzecią postać wykonania kozła łożyskowego według linii V-V na fig. 4, fig. 6 - przekrój przez trzecią postać wykonania kozła łożyskowego według linii VI-VI na fig. 4, fig. 7 - szczegół z fig. 5, fig. 8 - przekrój przez trzecią postać wykonania kozła łożyskowego według linii V-V na fig. 4 z osadzonymi prętami przed pierwszym obciążeniem, oraz fig. 9 - przekrój przez trzecią postać wykonania kozła łożyskowego według linii V-V na fig. 4 z włożonymi prętami po pierwszym obciążeniu.

Przedstawione na rysunku kozły łożyskowe, w przypadku zastosowania ich na statkach, mogą być zamocowane na pokrywach luków i służyć jako podpora pokrywy luku na jego zrębnicy. Kozły łożyskowe tego rodzaju mogą być także zamocowane na zrębnicy luku, tak że służą one wtedy jako podpora tego luku. Należałoby jednak w tym miejscu podkreślić, że przedstawione kozły łożyskowe mogą być stosowane jako elementy łożyska ślizgowego także w innych przypadkach.

Na fig. 1 i 2 przedstawiona jest pierwsza korzystna postać wykonania kozła łożyskowego 1.

Prostopadłościenny zasadniczo kozioł łożyskowy 1 posiada otwory 2, które są rozmieszczone w przedstawionych względem siebie, równoległych rzędach, posiadających na przemian po trzy lub dwa otwory 2. Otwory sąsiadujących rzędów są przy tym przestawione wzajemnie o połowę podziałki. Odstęp środkowych punktów otworów 2 jednego szeregu w tym przykładzie wykonania wynosi 13 mm, a sąsiadujące szeregi usytuowane są we wzajemnym odstępie, wynoszącym 12,5 mm. Średnica otworów wynosi 8 mm. Kozioł łożyskowy 1 posiada długość 90 mm i szerokość 40 mm, tak że razem otrzymuje się siedem szeregów.

Na figurze 2 jest pokazany kozioł łożyskowy 1 w przekroju wzdłuż linii II-II, naniesionej na fig. 1. Otwory 2 są wykonane jako otwory nieprzelotowe i rozciągają się od strony górnej 4 w kierunku strony dolnej 6 kozła łożyskowego 1 oraz posiadają w przedstawionym przykładzie wykonania głębokość 9 mm. Kozioł łożyskowy 1 ma w pokazanym przykładzie wykonania wysokość 14,5 mm. Otwory 2 są przy górnej stronie 4 kozła łożyskowego rozszerzone przez sfazowanie, przy czym fazy 8 przebiegają pod kątem 45° w odniesieniu do górnej strony 4 kozła łożyskowego 1 i mają głębokość, wynoszącą około 1,5 mm. Dolna powierzchnia ograniczająca otwory 2 jest płaska.

Na figurze 3 jest przedstawiona druga postać wykonania 1', która od opisanej uprzednio pierwszej postaci wykonania różni się tym, że otwory 12, w przeciwieństwie do otworów 2 w pierwszej postaci wykonania, posiadają zaokrąglone krawędzie 18, poszerzające ich średnice przy wylotach na górnej stronie 4. Jak to zostało uwidocznione na fig. 3, w przedstawionym przykładzie wykonania zaokrąglenia krawędzi 18 mają ćwierć okręgu, przy czym promień ich zaokrąglenia powinien wynosić około 2,5 mm.

Przedstawiona na figurach 4 do 7 trzecia postać wykonania 1 różni się od drugiej postaci wykonania 1' tym, że górna strona 4 jest otoczona wystającym obrzeżem 20. Przy wykonywaniu kozła łożyskowego 1 wystające obrzeże 20 może być na przykład utworzone w ten sposób, że na górnej stronie 4 kozła łożyskowego 1 jest wyfrezowane wgłębienie o głębokości, odpowiedniej do wysokości wystającego obrzeża 20. Wysokość odstającego obrzeża 20 powinna wynosić korzystnie 1 do 2 mm. Pozostałe wymiary zostają takie same, jak w pierwszej i drugiej postaci wykonania.

W otwory 2 i 12 opisanych uprzednio postaci wykonania 1, 1', 1 są wpuszczone pręty z tworzywa zmniejszającego tarcie, przy czym osie tych prętów usytuowane są, odpowiednio do układu otworów, pionowo względem górnej strony 4 a tym samym prostopadle do powierzchni łożyska. Na figurze 8 zostało to przykładowo przedstawione dla trzeciej postaci wykonania 1, w której otworach 12 są osadzone pręty 30.

Pręty są wykonane z policzterofluoroetylenu (PTFE), wzmocnionego włóknami szklanymi lub zmieszanego ze szklanym proszkiem, zawierającego w sumie około 25%

174 755 szkła pojemnościowo. Pręty posiadają kształt, który odpowiada otworom 2 lub 12, tak że te otwory są wypełnione całkowicie bez pozostawienia pustych miejsc. Pręty i otwory posiadają korzystnie przekrój kołowy.

Pręty w otworach 2 lub 12 są osadzone ten sposób, że w^^tzają one co najmniej nieco ponad górną stronę 4 kozła łożyskowego. Dzięki temu jest zagwarantowane, że współpracująca część łożyska ślizgowego, na przykład kloc podporowy, pozostaje stale w zetknięciu z powierzchniami czołowymi prętów, które tworzą powierzchnię tego łożyska. Dla tego rodzaju układu prętów nadają się przede wszystkim opisane uprzednio postacie wykonania 1 lub 1'.

Okazało się jednak szczególnie korzystne, żeby wystawanie prętów ponad górną stronę 4 dobrać w ten sposób, aby po pierwszym obciążeniu łożyska ślizgowego tworzywo wystających części prętów zostało sprasowane i górna strona 4 całkowicie nim pokryta. Na górnej stronie 4 powstaje wtedy powierzchnia, utworzona przez pokrywające ją tworzywo prętów. W tym przypadku powierzchnią łożyska będzie powierzchnia, powstała przez tworzywo prętów, pokrywające tę górną stronę 4. Także jeśli dla tego rodzaju wykonania powierzchni łożyskowej mogłyby wchodzić w grę postaci wykonania 1 i 1', w danym przypadku nadaje się przede wszystkim postać wykonania 1. Mianowicie w postaci wykonania 1 odstające obrzeże 20 zapobiega temu, aby sprasowane tworzywo prętów 30 nie wysunęło się na boki z obszaru górnej strony 4. Podczas gdy na fig. 8 pokazana jest postać wykonania 1 z osadzonymi prętami 30 przed pierwszym obciążeniem, na fig. 9 przedstawiona jest sytuacja po pierwszym obciążeniu, w wyniku którego zostały sprasowane występy prętów 30. W układzie według fig. 9 sprasowane tworzywo wystających uprzednio występów prętów 30 wypełnia całkowicie zamkniętą przestrzeń, utworzoną przez odstające obrzeże 20 na górnej stronie 4 i przykrywa swoją powierzchnią 32, tworzącą obecnie powierzchnię łożyskową, nawet dodatkowo jeszcze wystające obrzeże 20. Dzięki temu zapobiega się, aby wystającego obrzeże 20 nie zetknęło się z drugą częścią składową łożyska. Występ rezerwowy, to znaczy odstęp pomiędzy górną stroną wystającego obrzeża 20 a powierzchnią 32 powinien być w tej postaci wykonania jednak stosunkowo niewielki. Ten występ rezerwowy powinien wynosić korzystnie co najmniej 0,5 mm i może być dobrany dla gotowej do zabudowania konstrukcji w zależności od stopnia obciążenia, najkorzystniej 1 do 2 mm. Aby osiągnąć układ przedstawiony na fig. 9, występ prętów 30 powinien wynosić, korzystnie przed pierwszym obciążeniem według fig. 8, co najmniej 5 mm.

Usytuowana naprzeciwko kozła łożyskowego 1, 1' lub 1 druga, analogiczna część składowa łożyska, posiada wykonaną ze stali stopowej powierzchnię łożyskową, która jest przeważnie oszlifowana. Wybrana do tego celu stal stopowa powinna być stalą stopową nierdzewną i/lub utwardzoną. Druga część składowa łożyska może być wykonana na przykład ze stali o normalnej wytrzymałości, stosowanej zwykle do budowy statków. Kozioł łożyskowy 1, 1' względnie 1 wykonany jest przede wszystkim z brązu, może być on jednak także wykonany ze stali. W otwory 2 względnie 12 może być wprowadzony dodatkowy materiał ślizgowy z tworzywa sztucznego, aby zapobiec łączeniu się metalu z tworzywem sztucznym. Dodatkowy materiał ślizgowy zostaje przy pierwszym obciążeniu silnie wprasowany w otwory 2 lub 12, tak że nie może się on już samoistnie rozluźnić.

174 755

Fig. 4 <<5 4

-72.

Fig.5 τδ

ΊΖ

Fig. 6

Fig.7

174 755

Fig. 9

Ί'

174 755

Fig. 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz, Cena 2,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Łożysko ślizgowe do pokryw luków na pokładach statków do przenoszenia dużych sił łożyskowych przy niewielkich i powolnych ruchach względnych pomiędzy częściami składowymi tego łożyska, które składa się z kozła łożyskowego z płaską zasadniczo powierzchnią łożyskową i kloca podporowego, którego powierzchnia styka się zasadniczo płasko z powierzchnią kozła łożyskowego, przy czym w kozioł łożyskowy lub kloc podporowy są wpuszczone, mniej więcej pionowo względem powierzchni łożyska, pręty z tworzywa zmniejszającego tarcie, które rozciągają się co najmniej do powierzchni łożyskowej, znamienne tym, że posiadający powierzchnię łożyskową boczny odcinek zewnętrzny (4) kozła łożyskowego (1 ) posiada otaczające go wystające obrzeże (20).
2. Łożysko ślizgowe według zastrz. 1, znamienne tym, że z powierzchni bocznego odcinka zewnętrznego (4) kozła podporowego (1 ) wystają pręty (30).
3. Łożysko ślizgowe według zastrz. 2, znamienne tym, że pręty (30) są wykonane z policzterofluoroetylenu (PTFE) wzmocnionego włóknami szklanymi.
4. Łożysko ślizgowe według zastrz. 2, znamienne tym, że pręty (30) są wykonane z policzterofluoroetylenu (PTFE) zmieszanego z proszkiem szklanym.
5. Łożysko ślizgowe według zastrz. 3 albo 4, znamienne tym, że policzterofluoroetylen zawiera domieszkę szkła w ilości około 25% objętościowo.
6. Łożysko ślizgowe według zastrz. 2, znamienne tym, że pręty (30) mają przekrój okrągły, a w odcinku (4) po zewnętrznej stronie kozła łożyskowego (1; 1'; 1) lub kloca podporowego, posiadającym powierzchnię łożyskową, znajdują się otwory (2; 12), w których są osadzone pręty (30).
7. Łożysko ślizgowe wedhig zastrz. 6, znamienne tym, że otwory (2) przy zewnętrznym bocznym odcinku (4) są rozszerzone przez sfazowanie.
8. Łożysko ślizgowe według zastrz. 6, znamienne tym, że otwory (12) mają zaokrąglone krawędzie (18), rozszerzające średnice tych otworów (12) i wchodzące w boczny odcinek zewnętrzny (4).
9. Łożysko ślizgowe według zastrz. 2, znamienne tym, że otwory (2) stanowią otwory nieprzelotowe.
10. Łożysko ślizgowe według zastrz. 1, znamienne tym, że stanowiące części składowe łożyska kozły łożyskowe posiadają powierzchnię łożyskową ze stali stopowej lub są wykonane z brązu.
11. Łożysko ślizgowe według zastrz. 10, znamienne tym, że wykonana ze stali stopowej powierzchnia łożyskowa jest oszlifowana.
12. Łożysko ślizgowe według zastrz. 10 albo 11, znamienne tym, że stal stopową stanowi twarda stal stopowa.
13. Łożysko ślizgowe według zastrz. 11, znamienne tym, że stal stopową stanowi nierdzewna stal stopowa.
14. Łożysko ślizgowe według zastrz. 2, znamienne tym, że pręty (30) są rozmieszczone w szeregach, przebiegających prostopadle do kierunku ruchu przeważnie stosowanego, przy czym pręty (30) szeregów sąsiadujących przestawione są względem siebie o połowę podziałki.