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特别适用于船甲板舱口盖的滑动轴承失效专利 发明

技术内容

本发明涉及一种在轴承配合之间的在很小和缓慢相对运动 下传递大的支承力的滑动轴承,这种轴承特别适用于船甲板舱口 盖的支座,并由一个大致为平面的支承面的轴承座和一个其支承 面与轴承座的支承面大致保持面接触的支座组成。 如所周知,在轴承配合之间以缓慢的相对运动传递大的支承 力时,控制这种支承力是特别困难的,这种情况例如在舱口围板 上的舱口盖支承处出现。尤其是运输集装箱的现代货船有许多大 的舱口,这些舱口孔通过甲板削弱船体的刚性,从而使船体的抗 扭刚度明显下降。由于刚度的原因,跨越舱口孔的舱口盖的刚度 一般都设计得很大,以至与船体的变形不匹配,舱口盖应相对于 甲板(即围板)运动;亦即在海浪引起甲板变形时,在一定程度上 甲板可在舱口盖下方来回运动。 这种移动的距离不大,而且在舱口盖和围板之间产生的相对 运动的速度也不大。同时布置在舱口盖和甲板之间并可产生相对 运动的支座必须传递相当大的垂直力(垂直作用到支承面上),因 为这类货船通常在舱口盖的甲板上运货(例如集装箱)。 根据现有技术,在舱口盖的范围内分布许多滑动轴承,这些 滑动轴承分别由一个固定在舱口围板上的轴承座和一个固定在 舱口盖上的支座组成,并且平的、水平伸展的支承面相互贴靠在 一起。为了减小支承面之间的摩擦系数,轴承座和支座一般都采 用不同的材料,或用这种材料作成的板。但实际上,支承面之间仍 然产生较大的摩擦力,特别是在舱口跨度较大时尤其如此,因为 由于种种原因,有效摩擦系数比滑动轴承材料配合所预期的摩擦 系数大。作为水平力传入舱口盖和舱口围板上的摩擦力往往引起 舱口盖和/或围板区产生裂纹。 本发明的目的是解决由于大的舱口盖荷载而在船甲板和舱 口盖之间产生高的摩擦系数并由此在相对运动时产生大的水平 力的问题:即在轴承座或支座中嵌入的棒用摩擦小的材料制造, 而且这些棒大致与支承面垂直并至少伸展到支承面。业已证明, 滑动材料的这种配置令人惊奇的是,在轴承座和/或支座上不象 现有技术滑动材料的面积涂层(板、涂层等形式)那样观察到严重 磨损和磨削的缺点。 业已证明,棒用的材料为玻璃纤维加强的或掺入玻璃粉的聚 四氟乙烯是特别适合的。聚四氟乙烯中可按体积比掺入25%左右 的玻璃。 一种目前为最佳的结构是:用摩擦小的材料制成的棒横截面 为圆形,并在具有支承面的轴承座或支座外侧面上设有插入棒的 孔。 在支承面开孔范围内,这些孔最好倒棱或将其外侧面的直径 扩大成倒圆的边缘。这样,在产生摩擦力时,棒在这个部位上就不 产生过大的剪切应力,从而大大减少棒由于这种剪切应力造成的 损坏危险,至少可大大限制这种危险。此外,不但由两个轴承配合 之间的摩擦力可引起这种剪切应力,而且当两个轴承配合的支承 面之间不小心掉入异物时也会产生这种剪切应力。在这种情况 下,异物的干扰影响只局限在异物接触支承面的部位。 上述的孔最好做成盲孔。 在本发明另一个最佳结构中,棒稍微伸出具有支承面的有关 轴承配合的外侧面。这样就保证了相应的轴承配合总是在摩擦小 的棒材料上与另一个轴承配合接触。棒最好象这样伸出:在滑动 轴承第一次荷载后,伸出部分的棒材料被压到侧边,摩擦小的棒 材料基本上完全覆盖外侧面并构成支承面。上述后一个措施的优 点在于:在支承面上配置了尽可能大面积的摩擦小的材料,这种 大面积的摩擦小的材料通过嵌入轴承座或支座的棒而牢固保持 在它自己的位置上。 此外,还证明了轴承座或支座具有支承面的外侧面最好大致 被伸出的边缘包围住。这样的伸出边缘例如可将外侧面适当加深 (例如通过铣削)来形成。这样形成的边框可以挡住轴承在荷载时 摩擦小的棒材料可能从相应轴承配合的支承面挤走。这对棒伸出 外侧面的结构亦即对轴承第一次荷载后、外侧面基本上完全被棒 的材料覆盖的情况特别重要。在这种情况中,突出的边缘为摩擦 小的材料构成一个边框。在第一次荷载之前棒伸出外侧面一定的 距离并在必要时高出突出的边缘,即不但使突出的边缘构成的边 框填满棒的材料,而且棒还稍微高出突出的边缘,这种情况甚至 显得更好。 最好另一个轴承配合具有合金钢构成的支承面,而合有棒的 轴承配合则用青铜合金。由合金钢构成的支承面可以研摩和/或 淬火。当然亦可考虑用别的材料。 棒最好垂直于(优先的)运动方向布置成排,而且邻排的棒相 互错开半个间隔距离。 下面结合附图来详细说明与一个图中未示出的一般支座共 同作用的轴承座的最佳实施例。附图是: 图1表示轴承座第一种结构的平面图; 图2表示沿图1剖面线II-II剖开的轴承座第一种结构的 横截面; 图3表示沿图1剖面线II-II剖开的轴承座第二种结构的 横截面; 图4表示轴承座第三种结构的平面图; 图5表示沿图4剖面线V-V剖开的轴承座第三种结构的 横截面; 图6表示沿图4剖面线VI-VI剖开的轴承座第三种结构的 横截面; 图7表示图5的详图; 图8表示沿图4剖面线V-V剖开的、在第一次荷载之前嵌 入棒的轴承座第三种结构的横截面; 图9表示沿图4剖面线V-V剖开的、在第一次荷载之后有 嵌入棒的轴承座第三种结构的横截面。 图中所示的轴承座可用于固定在船舱口盖上并作为围板上 的舱口盖的支座使用。亦可将这种轴承座固定在舱口围板上,这 样就作为舱口盖的支座用。这里要强调的是,图中所示的轴承座 作为滑动轴承的一部分还可用于其他使用场合。 图1和图2表示轴承座1的第一种最佳结构。 大致呈长方体的轴承座1有许多孔2,这些孔相隔一定距离 以三个孔或两个孔2交替成排平行布置,而且邻排的孔相互错开 半个间隔距离。在此例中,每排孔2中心点的距离为13mm,邻排 的距离为12.5mm,孔2的直径为8mm,轴承座1的长度为 90mm,其宽度为40mm,总共有七排孔。 图2表示沿图1剖面线II-II剖开的轴承座1的截面。在此 例中,孔2作成盲孔,并从轴承座1的上边4向下边6延伸的深度 在本实施例中为9mm。在本实施例中,轴承座6的高度为 14.5mm,孔2在轴承座1的上边4倒角扩孔,倒角8相对于轴承 座1的上边4为45°,深度约为1.5mm,孔2的下界面为平面。 图3表示第二种结构1′,它与前述的第一种结构的区别在 于,与第一种结构的孔2比较,孔12在上边4的扩大直径有倒圆 的边缘18。如图3所示,倒圆边缘18在本例中为 圆,且半径最 好约为2.5mm。 图4~图7所示第三种结构1″与第二种结构1′的区别在于, 上边4的四周有一个伸出的边缘20。在加工轴承座1″时,例如可 在轴承座1″的上边4根据伸出边缘20的高度铣削一定的深度而 成伸出边缘20。伸出边缘的高度最好为1~2mm。其余尺寸与第 一和第二种结构大致相同。 在前述结构1、1′和1″的孔2和孔12中嵌入用摩擦小的材 料作成的棒,棒的轴线根据孔的位置与上边4和支承面垂直延 伸。例如图8所示的第三种结构1″的孔12中就嵌有这种棒30。 这些棒用玻璃纤维加强的或掺入玻璃粉的聚四氟乙烯作成, 其中玻璃含量按体积比最好约为25%。棒的形状与孔2或12一 致。这样,孔被棒完全填满而不留空隙。棒和孔最好为圆形横截 面。 装入孔2或12中的棒至少应稍微超出轴承座的上边4,这样 就能保证构成滑动轴承另一个轴承配合的支座总是保持与构成 支承面的棒的端面接触。棒的这种布置特别适用于前述的结构1 和1′。在这两种结构中,棒高出轴承座1或1′的上边4至少1.5~ 2mm。 但是,这样选择棒超过上边4的高度已证明是特别合适的: 即在滑动轴承第一次荷载后,棒伸出部分的材料被压向四周并大 致完全覆盖上边4。在这种情况中,支承面由覆盖着上边4的棒材 料的上表面构成。这种支承面结构虽然亦适用于结构1和结构 1′,但特别适用于结构1″,即在这种结构1″中,伸出的边缘20挡 住了棒30被压缩的材料可能从上边4向四周转移。图8表示结构 1″在第一次荷载之前就已嵌入棒30,而图9则表示在第一次荷载 以后和棒30伸出的部分被压缩后的情况。在图9中,棒30先前 伸出部分的被压缩材料完全填满上边4由伸出边缘20构成的环 槽中并用它构成支承面的上表面32覆盖甚至还稍微超过伸出的 边缘20。这样,就避免了伸出边缘20与另一个轴承配合接触。但 超过的距离,即伸出边缘20的上边和上表面32之间的距离在这 种结构中相当小;这个距离最好至少为0.5mm,也可根据荷载大 小对装配完毕的结构最好选用1~2mm。为了实现图9所示的结 构,按图8第一次荷载之前的棒30的伸出高度最好至少为5mm。 与轴承座1、1′或1″对应的另一个轴承配合(支座或轴承座) 具有用合金钢构成的支承面,这种支承面最好经过研磨。为此,选 用的合金钢应为不锈钢合金和/或进行淬火。另一个轴承配合例 如可用普通强度的船用钢材制成。轴承座1、1′或1″最好用青铜, 亦可用钢制造。为了防止塑料和金属的嵌缝,在孔2或12中可埋 入塑料制成的滑动附加材料。滑动附加材料在第一次荷载时牢固 压入孔2或12中,因此,不会自动脱落。