PL245099B1

PL245099B1 - Rolling-sliding bearing unit of machine shafts

Info

Publication number: PL245099B1
Application number: PL441142A
Authority: PL
Inventors: Jarosław Mikuła; Wojciech Grzegorzek; Daniel Adamecki; Stanisław Mikuła
Original assignee: Politechnika Slaska Im Wincent
Priority date: 2022-05-10
Filing date: 2022-05-10
Publication date: 2024-05-13
Also published as: PL441142A1

Abstract

Toczno-ślizgowy węzeł łożyskowy wałów maszynowych zawierający łożysko toczne i łożysko ślizgowe charakteryzuje się tym, że posiada tuleję pośredniczącą (6) i co najmniej trzy rozmieszczone po obwodzie wału (1) segmentowe obejmy (8) zawierające sprężyny (9), przy czym obejmy segmentowe (8) są połączone z tuleją pośredniczącą (6) elementami aktywnymi (7), a łożysko ślizgowe (3) podparte jest na środniku (4) wspólnej obudowy (5). Elementy aktywne (7) stanowią pierścienie. Elementy aktywne (7) wykonane są z materiału z pamięcią kształtu.The rolling-sliding bearing unit of machine shafts containing a rolling bearing and a sliding bearing is characterized by the fact that it has an intermediate sleeve (6) and at least three segment clamps (8) located around the circumference of the shaft (1), containing springs (9), and the segment clamps (8) are connected to the intermediate sleeve (6) with active elements (7), and the slide bearing (3) is supported on the web (4) of the common housing (5). The active elements (7) are rings. Active elements (7) are made of shape memory material.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest toczno-ślizgowy węzeł łożyskowy wałów maszynowych, zwłaszcza wysokoobrotowych. Węzeł łożyskowy przeznaczony jest do łożyskowania wałów maszyn pracujących, zwłaszcza przy dużych i bardzo dużych prędkościach wirowania.The subject of the invention is a rolling-sliding bearing unit of machine shafts, especially high-speed ones. The bearing unit is intended for bearing shafts of machines operating, especially at high and very high rotation speeds.

W zakresie dużych prędkości obrotowych, a więc i dużych prędkości poślizgu wałów względem elementów łożysk bardzo dobrze pracują łożyska ślizgowe o smarowaniu elastohydrodynamicznym olejem lub innymi cieczami. Przy ekstremalnie dużych prędkościach obrotowych stosuje się też smarowanie gazem, głównie powietrzem lub azotem. Problemy powstają, gdy szybkoobrotowe łożyska ślizgowe muszą okresowo pracować przy znacznie zmniejszonej prędkości obrotowej, np. przy rozruchu i podczas wybiegu, gdy nośność filmu olejowego jest niewystarczająca. Dla wystąpienia efektu smarowania płynnego niezbędne jest stałe, nieprzerwane dostarczanie środka smarnego w strefę tarcia oraz dostatecznie duża prędkość poślizgu. Trudności te szczególnie jaskrawo występują przy rozruchu, zwłaszcza po dłuższym postoju. Niedostateczna jest wtedy również podaż środka smarnego, dochodzi do tarcia półsuchego, co powoduje gwałtowny wzrost zużycia, zwłaszcza panewek łożysk ślizgowych wykonanych najczęściej z miękkich stopów, np. cynowo-ołowiowych.In the range of high rotational speeds, and therefore high sliding speeds of shafts relative to bearing elements, plain bearings lubricated with elastohydrodynamic oil or other liquids work very well. At extremely high rotational speeds, gas lubrication, mainly air or nitrogen, is also used. Problems arise when high-speed plain bearings must periodically operate at a significantly reduced speed, e.g. during starting and coasting, when the load-bearing capacity of the oil film is insufficient. For the effect of liquid lubrication to occur, a constant, uninterrupted supply of lubricant to the friction zone and a sufficiently high sliding speed are necessary. These difficulties are particularly noticeable when starting, especially after a long standstill. The supply of lubricant is then insufficient and semi-dry friction occurs, which causes a sharp increase in wear, especially of sliding bearing shells, most often made of soft alloys, e.g. tin-lead.

Występują też wtedy bardzo zwiększone opory ruchu w łożyskach, co zmusza do stosowania zwiększonych mocy silników napędowych niezbędnych dla rozruchu. Praca łożyska ślizgowego w tych warunkach grozi zatarciem z dużymi skutkami technicznymi i ekonomicznymi.There is also a very increased resistance to movement in the bearings, which forces the use of increased power of the drive engines necessary for starting. The operation of the plain bearing in these conditions may result in seizing, with significant technical and economic consequences.

Łożyska toczne z kolei, smarowane najczęściej smarami plastycznymi, cechują się bardzo małymi oporami obrotu w okresie rozruchu. W miarę wzrostu prędkości obrotowych opory ruchu łożysk tocznych wydatnie rosną, pojawiają się też problemy z chłodzeniem i skutecznym smarowaniem. Przy dużych i bardzo dużych prędkościach obrotowych następuje gwałtowny wzrost obciążenia elementów łożysk tocznych wskutek działania sił odśrodkowych i momentu giroskopowego wirujących elementów tocznych. Grozi to przyspieszeniem zniszczenia łożysk, które gdy, występuje nagle może prowadzić do gwałtownych zablokowań ruchu maszyny. Wynikają stąd ograniczenia stosowania łożysk tocznych, zwłaszcza większych rozmiarów, do pracy z dużymi prędkościami wirowania.Rolling bearings, in turn, usually lubricated with plastic grease, are characterized by very low rotational resistance during the start-up period. As rotational speeds increase, the resistance to movement of rolling bearings increases significantly, and problems with cooling and effective lubrication appear. At high and very high rotational speeds, there is a sharp increase in the load on the rolling bearing elements due to the action of centrifugal forces and gyroscopic moment of the rotating rolling elements. This may accelerate the destruction of the bearings, which, when it occurs suddenly, may lead to sudden blockages in the machine's movement. This results in limitations in the use of rolling bearings, especially larger sizes, for operation at high rotation speeds.

W niektórych szybkobieżnych układach stosuje się zasadę pracy „non stop”. Raz uruchomione łożysko nie jest wyłączane nawet wtedy, gdy nie jest wykorzystywane, np. w czasie dłuższych przerw. Jest to rozwiązanie trudne do zaakceptowania z uwagi na duże straty biegu jałowego. Poza tym rozruchy i tak muszą się kiedyś odbywać z opisanymi skutkami.In some high-speed systems, the "non-stop" principle is used. Once started, the bearing does not turn off even when not in use, e.g. during longer breaks. This solution is difficult to accept due to high idle losses. Besides, the riots must take place at some point anyway with the described consequences.

Dodatkowe zewnętrzne zasilanie łożyska w środek smarny podawany bezpośrednio w strefę tworzenia się filmu olejowego jest mało efektywne, gdyż kanały dostarczające dodatkowy olej obniżają skuteczność zasadniczego filmu smarnego. Wysokie ciśnienie w filmie olejowym powoduje „ucieczkę” oleju, zakłócając prawidłowe formowanie się głównego filmu olejowego. Wszystkie opisane rozwiązania mogą być powodem generowania drgań łożyskowanych wałów, co w wielu szybkobieżnych urządzeniach jest bardzo niepożądane.Additional external supply of the bearing with lubricant supplied directly to the zone of oil film formation is ineffective because the channels supplying additional oil reduce the effectiveness of the basic lubricant film. High pressure in the oil film causes the oil to "escape", disrupting the proper formation of the main oil film. All the described solutions may cause vibrations of the bearing shafts, which is very undesirable in many high-speed devices.

Znane rozwiązania przedstawionego problemu polegają na dołączeniu do łożyska ślizgowego ze smarowaniem elastohydrodynamicznym dodatkowego łożyska smarowanego olejem dostarczanym z osobnego układu zasilającego pod wysokim ciśnieniem. Takie łożysko hydrostatyczne pracuje wtedy stale wspomagając główne łożysko ślizgowe, albo okresowo, np. w czasie rozruchu, a potem jest odłączane. Jest to rozwiązanie bardzo złożone, wymaga osobnego zasilania w olej pod wysokim ciśnieniem. Jest więc nieefektywne, bardzo rozbudowane i zawodne. Stosowane bywa też użycie w łożysku ślizgowym oleju o znacznie wyższej lepkości niż wymagana przy jego ciągłej pracy. Skrócony i ułatwiony jest dzięki temu rozruch łożyska, zmniejszona częściowo intensywność zużycia w czasie rozruchu.Known solutions to the presented problem consist in connecting a plain bearing with elastohydrodynamic lubrication to an additional bearing lubricated with oil supplied from a separate high-pressure supply system. Such a hydrostatic bearing then works continuously to support the main plain bearing, or periodically, e.g. during starting, and then is disconnected. This is a very complex solution and requires a separate high-pressure oil supply. Therefore, it is ineffective, very extensive and unreliable. It is also possible to use oil with a much higher viscosity in the sliding bearing than required for continuous operation. This shortens and facilitates the start-up of the bearing and partially reduces the intensity of wear during start-up.

Zwiększona lepkość oleju powoduje jednak znaczny wzrost generowania ciepła wskutek dużych oporów ruchu oleju w łożysku, gdy znajdzie się w zakresie dużych prędkości obrotowych. Konieczne jest wtedy intensywne zewnętrzne chłodzenie łożyska przez np. wężownice wodne umieszczane wewnątrz łożyska z wymuszonym przepływem wody. Jest to więc rozwiązanie o niskiej energetycznej efektywności, dość złożone i tylko częściowo ograniczające opisane niekorzystne zjawiska występujące przy rozruchu i w czasie wybiegu.However, the increased oil viscosity causes a significant increase in heat generation due to the high resistance to movement of the oil in the bearing when it is in the high rotational speed range. It is then necessary to intensively externally cool the bearing, e.g. by water coils placed inside the bearing with forced water flow. Therefore, it is a solution with low energy efficiency, quite complex and only partially limiting the described unfavorable phenomena occurring during start-up and during coasting.

Istnieje więc potrzeba zmniejszenia oporów rozruchowych i ograniczenia zużycia przy jednoczesnym niezawodnym działaniu węzłów łożyskowych w zakresie dużych prędkości obrotowych. Dotyczy to takich maszyn jak turbiny energetyczne, zwłaszcza gazowe, szybkoobrotowe sprężarki wirnikowe gazów, pompy wirowe, ultraszybkie wirówki, urządzenia giroskopowe stosowane w żegludze, lotnictwie i pojazdach specjalnego przeznaczenia. Potrzebę tę wypełnia węzeł łożyskowy według wynalazku w postaci zespolonej konstrukcji wykorzystującej zalety obu opisanych rodzajów łożysk.Therefore, there is a need to reduce starting resistance and limit wear while ensuring reliable operation of bearing units at high rotational speeds. This applies to machines such as energy turbines, especially gas turbines, high-speed rotary gas compressors, centrifugal pumps, ultra-fast centrifuges, gyroscopic devices used in shipping, aviation and special-purpose vehicles. This need is fulfilled by the bearing unit according to the invention in the form of a combined structure using the advantages of both described types of bearings.

Istotą rozwiązania jest toczno-ślizgowy węzeł łożyskowy wałów maszynowych zawierający łożysko, toczne i łożysko ślizgowe charakteryzujący się tym, że posiada tuleję pośredniczącą i co najmniej trzy rozmieszczone po obwodzie wału segmentowe obejmy zawierające sprężyny, przy czym obejmy segmentowe są połączone z tuleją pośredniczącą elementami aktywnymi, a łożysko ślizgowe podparte jest na środniku wspólnej obudowy.The essence of the solution is a rolling-sliding bearing unit of machine shafts containing a bearing, a rolling bearing and a sliding bearing, characterized by an intermediate sleeve and at least three segment clamps containing springs located around the circumference of the shaft, with the segment clamps connected to the intermediate sleeve with active elements, and the plain bearing is supported on the web of the common housing.

Elementy aktywne stanowią pierścienie i wykonane są z materiału z pamięcią kształtu.The active elements are rings and are made of shape memory material.

Elementy aktywne wykonane są jako bimetaliczne.Active elements are made of bimetallic.

Toczno-ślizgowy węzeł łożyskowy posiada przegrodę z uszczelnieniem wewnętrznym.The rolling-sliding bearing unit has a partition with an internal seal.

Tuleja pośrednicząca posiada występy w obejmach segmentowych.The adapter sleeve has protrusions in the segment clamps.

Zgodnie z wynalazkiem przy rozruchu węzła łożyskowego pracuje on wyłącznie w oparciu o łożysko toczne, a gdy prędkość obrotowa osiąga wielkość gwarantującą wystąpienie efektu smarowania elastohydrodynamicznego, następuje przyjęcie pracy w sposób płynny przez łożysko ślizgowe, zaś łożysko toczne zostaje w pełni wyłączone z pracy i przechodzi w stan spoczynku.According to the invention, when the bearing unit is started, it operates solely on the basis of the rolling bearing, and when the rotational speed reaches a value that guarantees the occurrence of the elastohydrodynamic lubrication effect, the sliding bearing takes up work smoothly, and the rolling bearing is fully switched off from operation and goes into operation. state of rest.

Węzeł łożyskowy według wynalazku jest całkowicie bezobsługowy, w czasie jego użytkowania nie wymaga żadnych czynności regulacyjnych. Jest też bardzo efektywny energetycznie i cechuje się szczególnie dużą trwałością eksploatacyjną. Ważną zaletą użytkową węzła łożyskowego według wynalazku jest możliwość stosowania do smarowania łożyska ślizgowego oleju o obniżonej lepkości, gdyż nie musi on spełniać funkcji smarowania przy małej prędkości obrotowej, gdyż wtedy pracuje wyłącznie łożysko toczne. Mała lepkość oleju to zdecydowanie mniejsze generowanie ciepła przy pracy z dużymi prędkościami, a więc mniejsze straty energetyczne i ułatwione chłodzenie. Olej o niskiej lepkości ponadto w mniejszym stopniu zmieniają swoje własności pod wpływem temperatury i czasu pracy. Również i z tego powodu węzeł łożyskowy według wynalazku cechuje się szczególnie dużą trwałością eksploatacyjną oraz w czasie użytkowania nie wykazuje zmian własności użytkowych. Jego stosowanie w szybkoobrotowych układach mechanicznych maszyn i urządzeń może przynieść duże efekty techniczne i ekonomiczne, służy też poprawie warunków bezpieczeństwa pracy. Węzeł łożyskowy może być również przydatny w urządzeniach, które pracują w szczególnie szerokim zakresie zmienności prędkości obrotowych.The bearing unit according to the invention is completely maintenance-free and does not require any adjustment activities during its use. It is also very energy efficient and has a particularly long service life. An important operational advantage of the bearing unit according to the invention is the possibility of using oil with reduced viscosity to lubricate the sliding bearing, as it does not have to fulfill the lubrication function at low rotational speed, as only the rolling bearing works then. Low oil viscosity means significantly less heat generation when operating at high speeds, which means lower energy losses and easier cooling. Low viscosity oil also changes its properties less under the influence of temperature and operating time. Also for this reason, the bearing unit according to the invention is characterized by particularly high operational durability and does not change its functional properties during use. Its use in high-speed mechanical systems of machines and devices can bring great technical and economic effects, and also serves to improve work safety conditions. The bearing node may also be useful in devices that operate in a particularly wide range of rotational speed variations.

Węzeł łożyskowy według wynalazku w przykładzie wykonania ilustruje rysunek, na którym fig. 1 to półprzekrój wzdłużny przez węzeł łożyskowy, fig. 2 to ćwierćprzekrój w płaszczyźnie A-A, fig. 3 to szczegół układu po zaistnieniu przełączenia funkcji obu rodzajów łożysk, zaś fig. 4 ilustruje przykład wariantowego rozwiązania konstrukcyjno-materiałowego elementu aktywnego węzła.The bearing node according to the invention in an embodiment is illustrated in the drawing, in which Fig. 1 is a longitudinal half-section through the bearing node, Fig. 2 is a quarter-section in the A-A plane, Fig. 3 is a detail of the system after switching the functions of both types of bearings, and Fig. 4 illustrates an example of a variant construction and material solution for the active element of the node.

Łożyskowany wał 1 posiada w przykładzie wykonania czop końcowy 1a wspólny dla łożyska tocznego 2 i dla łożyska ślizgowego 3. Łożysko ślizgowe 3 podparte jest krawędziowo na środniku 4 wspólnej obudowy 5 w celu uzyskania wahliwości eliminującej skutki nieuniknionych odchyłek wykonawczych i odkształceń sprężystych wał. Łożysko toczne 2 osadzone jest swoim pierścieniem zewnętrznym na wspólnej obudowie 5 a pierścieniem wewnętrznym łożyska na tulei pośredniczącej 6. Tuleja pośrednicząca 6 posiada występy 6a pasowane suwliwie w wybranych obejmach segmentowych 8. Równomiernie rozmieszczone po obwodzie wału obejmy segmentowe 8 (w przykładzie wykonania w liczbie 6) zawierają sprężyny naciskowe 9, korzystnie typu talerzowego. Obejmy segmentowe 8 są połączone z tuleją pośredniczącą 6 elementami aktywnymi 7, w przykładzie wykonania w formie pierścieniowej. Pierścieniowe elementy aktywne 7 są zabezpieczone przykręconymi nakładkami 10. Wspólna obudowa 5 zamknięta jest od strony łożyska tocznego pokrywą 11, a od strony łożyska ślizgowego pokrywą 12 z uszczelnieniem obrotowym 13. Przestrzeń łożyska tocznego opcjonalnie jest oddzielona od przestrzeni łożyska ślizgowego przegrodą 14 z uszczelnieniem wewnętrznym 15. Obudowa węzła łożyskowego posiada użebrowanie 16 ułatwiające oddawanie ciepła generowanego podczas pracy łożyska ślizgowego przy wysokich obrotach wału. Panewka 17 łożyska ślizgowego posiada rowki i kanały smarownicze 18, korzystnie posiadające wzajemne połączenia.In the example embodiment, the bearing shaft 1 has an end journal 1a common to the rolling bearing 2 and the sliding bearing 3. The sliding bearing 3 is edge-supported on the web 4 of the common housing 5 in order to obtain oscillation that eliminates the effects of inevitable manufacturing deviations and elastic deformations of the shaft. The rolling bearing 2 is mounted with its outer ring on a common housing 5 and the inner ring of the bearing on the intermediary sleeve 6. The intermediary sleeve 6 has protrusions 6a slidably fitted in selected segment clamps 8. Segment clamps 8 are evenly distributed around the circumference of the shaft (6 in the embodiment example). ) contain compression springs 9, preferably of the disc type. The segment clamps 8 are connected to the adapter sleeve 6 with active elements 7, in the embodiment in a ring form. The annular active elements 7 are secured with screwed caps 10. The common housing 5 is closed on the rolling bearing side with a cover 11, and on the sliding bearing side with a cover 12 with a rotary seal 13. The rolling bearing space is optionally separated from the sliding bearing space by a partition 14 with an internal seal 15 The housing of the bearing unit has ribs 16 to facilitate the dissipation of heat generated during the operation of the sliding bearing at high shaft revolutions. The plain bearing shell 17 has lubrication grooves and channels 18, preferably having mutual connections.

Podczas startu z pozycji spoczynkowej oś wału 1 dzięki odpowiednio dobranej charakterystyce sprężyn 9 zajmuje pozycję dokładnie w osi węzła łożyskowego. Charakterystyka i napięcie wstępne sprężyn 9 uwzględnia wielkość i kierunek spoczynkowego wału. W ten sposób łożysko ślizgowe jest przy rozruchu całkowicie odciążone. Rozruch układu powoduje, że dzięki sprzężeniu ciernemu czopa 1a z obejmami segmentowymi 8 poprzez tuleję pośredniczącą 6 rozpoczyna pracę łożysko toczne 2, cechujące się małym oporem rozruchu. W czasie pracy łożyska tocznego ze wzrastającą prędkością obrotową następuje nagrzewanie się całej strefy łożyska tocznego ze szczególnym uwzględnieniem tulei pośredniczącej 6 i elementów aktywnych 7. Gdy temperatura elementów aktywnych osiągnie założoną wielkość następuje zmiana ich kształtu, co skutkuje stopniowym uwalnianiem sprzężenia ciernego czopa 1a z segmentowymi obejmami 8.When starting from the rest position, the shaft axis 1, thanks to the appropriately selected characteristics of the springs 9, occupies a position exactly in the axis of the bearing node. The characteristics and preload of the springs 9 take into account the size and direction of the resting shaft. In this way, the plain bearing is completely relieved during startup. Starting the system causes the rolling bearing 2 to start working thanks to the frictional coupling of the pin 1a with the segment clamps 8 through the intermediary sleeve 6, which is characterized by low starting resistance. During the operation of the rolling bearing with increasing rotational speed, the entire zone of the rolling bearing heats up, with particular emphasis on the intermediate sleeve 6 and the active elements 7. When the temperature of the active elements reaches the assumed value, their shape changes, which results in the gradual release of the friction coupling of the journal 1a with the segment clamps. 8.

Następuje płynne przejmowanie obciążenia z łożyska tocznego na łożysko ślizgowe, które osiągnęło już wtedy prędkość obrotową umożliwiającą powstanie sity nośnej filmu olejowego, zgodnie z istotą smarowania hydrodynamicznego. Fig. 3 ilustruje przykładową postać pierścieniową elementu aktywnego wykonanego z materiału z pamięcią kształtu po zmianie jego, kształtu na eliptyczny przy osiągnięciu temperatury przemiany strukturalnej. Po całkowitym ustaniu sprzężenia ciernego segmentowych obejm z czopem wału i przejęciu pełnego obciążenia przez łożysko ślizgowe, łożysko toczne zatrzymuje się całkowicie w oczekiwaniu na ponowne podjęcie pracy. Praca łożyska ślizgowego przy pełnej prędkości obrotowej powoduje, że ustala się podwyższona temperatura strony łożyska tocznego na takim poziomie, że stan wysprzęglenia łożyska tocznego utrzymuje się w sposób ciągły tak długo, jak pracuje łożysko ślizgowe.The load is smoothly transferred from the rolling bearing to the sliding bearing, which has already reached the rotational speed enabling the formation of a supporting sieve of the oil film, in accordance with the essence of hydrodynamic lubrication. Fig. 3 illustrates an exemplary annular form of an active element made of a shape memory material after changing its shape to elliptical upon reaching the structural transformation temperature. Once the frictional engagement of the segmented clamps with the shaft journal has completely ceased and the plain bearing has taken over the full load, the rolling bearing comes to a complete stop waiting to resume operation. The operation of the sliding bearing at full rotational speed causes the increased temperature of the rolling bearing side to be set at such a level that the disengaged state of the rolling bearing is maintained continuously as long as the sliding bearing is operating.

Gdy prędkość obrotowa łożyska ślizgowego spada (często wraz ze spadkiem, obciążenia) w wyniku np. wyłączenia napędu następuje spadek temperatury węzła łożyskowego powodując płynny powrót elementów aktywnych do kształtu wyjściowego i ponowne zasprzęglenie łożyska tocznego. Łożysko toczne stopniowo przejmuje obciążenie węzła i pracuje ono przez cały okres wybiegu, aż do pełnego zatrzymania. Zabezpiecza to łożysko ślizgowe przed opisanymi szkodliwymi zjawiskami, głównie w postaci zwiększonego zużycia wskutek utraty nośnego efektu filmu olejowego. W tym stanie węzeł łożyskowy pozostaje w pełnej gotowości do ew. ponownego rozruchu w pisanych uprzednio fazach. Dzięki opisanemu rozdziałowi funkcji rozruch węzła łożyskowego odbywa się zawsze przy minimalnym oporze ruchu łożyska tocznego, zaś zasadnicza praca w zakresie wysokich prędkości obrotowych odbywa się ze zmniejszonymi oporami ruchu dzięki smarowaniu elastohydrodynamicznemu łożyska ślizgowego olejem o obniżonej lepkości. Ten rozdział funkcji obu łożysk zapewnia zachowanie szczególnie dużej trwałości całego węzła łożyskowego, gdyż łożysko toczne pracuje tylko okresowo przez krótki czas rozruchu, a pracujące wyłącznie w warunkach tarcia płynnego łożysko ślizgowe praktycznie nie ulega zużyciu. Zachowana jest też duża stabilność pracy węzła łożyskowego w pełnym zakresie prędkości obrotowych.When the rotational speed of the sliding bearing decreases (often with a decrease in load), e.g. as a result of turning off the drive, the temperature of the bearing node drops, causing the active elements to smoothly return to their initial shape and re-engage the rolling bearing. The rolling bearing gradually takes over the load of the node and it works throughout the coasting period until it comes to a complete stop. This protects the plain bearing against the harmful phenomena described, mainly in the form of increased wear due to the loss of the load-bearing effect of the oil film. In this state, the bearing node remains in full readiness for possible restart in the previously written phases. Thanks to the described separation of functions, the starting of the bearing unit always takes place with minimal resistance to the movement of the rolling bearing, and the main operation in the range of high rotational speeds takes place with reduced resistance to movement thanks to the elastohydrodynamic lubrication of the sliding bearing with reduced viscosity oil. This separation of the functions of both bearings ensures particularly high durability of the entire bearing assembly, because the rolling bearing only works periodically for a short start-up period, and the sliding bearing, operating only in conditions of fluid friction, is practically not worn out. The operating stability of the bearing unit is also maintained in the full range of rotational speeds.

Konstrukcja węzła łożyskowego według wynalazku może być łatwo modyfikowana z dostosowaniem do potrzeb. W miejsce elementów wykonanych z materiału z pamięcią kształtu mogą być zastosowane tańsze elementy aktywne innego rodzaju, np. wykonane w kształcie litery C elementy bimetaliczne. Jako elementy aktywne mogą też być zastosowane elementy wykonane z materiału o dużym współczynniku liniowej rozszerzalności cieplnej, w tym i z miedzi o podwyższonej czystości. Fig. 4 ilustruje przykładowe ukształtowanie takich elementów w postaci tulejek 20. Poprzez śrubę 19 z nakrętką regulacyjną 21 tulejki miedziane 20 odciągają obejmy segmentowe od czopa wału 1a, gdy wzrasta ich temperatura. Zaletą takiego rozwiązania jest szczególnie płynna realizacja wysprzęglenia łożyska tocznego. Wówczas w okresie przejściowym możliwa jest praca obu łożysk równocześnie. Wykonanie pokrywy 11 z przeźroczystego materiału umożliwia kontrolę w ruchu prawidłowości pracy elementów aktywnych łożyska oraz pomiar prędkości obrotowej, przy której następuje wysprzęglenia łożyska tocznego i jego zatrzymanie.The design of the bearing node according to the invention can be easily modified to suit the needs. Instead of elements made of shape memory material, cheaper other types of active elements can be used, e.g. bimetallic elements made in the shape of the letter C. Elements made of materials with a high coefficient of linear thermal expansion, including high-purity copper, can also be used as active elements. Fig. 4 illustrates an exemplary shape of such elements in the form of sleeves 20. Through the screw 19 with the adjusting nut 21, the copper sleeves 20 pull the segment clamps away from the shaft journal 1a when their temperature increases. The advantage of this solution is a particularly smooth release of the rolling bearing. Then, during the transition period, it is possible to operate both bearings simultaneously. The cover 11 is made of transparent material and allows for monitoring the correct operation of the bearing's active elements while in motion and measuring the rotational speed at which the rolling bearing is released and stopped.

Claims

1. Rolling-sliding bearing unit of machine shafts containing a rolling bearing and a sliding bearing, characterized by an intermediate sleeve (6) and at least three segmented clamps (8) located around the circumference of the shaft (1), containing springs (9), wherein segment clamps (8) are connected to the intermediate sleeve (6) with active elements (7), and the slide bearing (3) is supported on the web (4) of the common housing (5).

2. Rolling-sliding bearing unit according to claim 1, characterized in that the active elements (7) are rings.

3. Rolling-sliding bearing unit according to claim 1, characterized in that the active elements (7) are made of a shape memory material.

4. Rolling-sliding bearing unit according to claim 1, characterized in that the active elements (7) are made of bimetallic.

PL 245099 Β1

5. Rolling-sliding bearing unit according to claim 1, characterized in that it has a partition (14) with an internal seal (15).

6. Rolling-sliding bearing unit according to claim 1, characterized in that the intermediate sleeve (6) has protrusions (6a) in the segment clamps (8).