Журнал Радио 6 номер 1971 год.

Журнал Радио 6 номер 1971 год. ПОДШИПНИКИ СКОЛЬЖЕНИЯ В МАГНИТОФОНЕ Н. МИТРОФАНОВ,
лауреат Государственной премии,
заслуженный рационализатор РСФСР

Главным источником акустических шумов лентопротяжных механизмов магнитофонов являются подшипники качения. Попытки замены их подшипниками скольжения не всегда приводят к желаемым результатам, поскольку все они (особенно подшипники из бронзографита и железографита) работают, как правило, с полусухим трением без достаточной смазки, а потому быстро изнашиваются; потери на трение в них достигают величин, недопустимых для магнитофонов с автономным питанием. Кроме того, в подшипниках, работающих с полусухим трением при достаточно большом зазоре между валом и втулкой, появляется стук от вибраций вала.

Разработанный автором статьи подшипник скольжения (авторское свидетельство ╧ 200353) имеет значительные преимущества перед получившими широкое распространение подшипниками этого типа.

Схематический чертеж нового подшипника приведен на рис. 1. Стальной вал 1 вращается в бронзовой втулке 2. Ее фланец 4 завальцован в стальном корпусе 3. Корпус и втулка образуют концентрическую полость, заполненную гигроскопическим материалом 5 (например, ватой), пропитанным жидким маслом. В середине втулки имеются четыре отверстия 6 также заполненные гигроскопическим материалом (фитили), соприкасающимся с валом. При вращении вала, вследствие капиллярности фитиля, а также эжекции, возникающей во время вращения, жидкая смазка поступает в зазор между валом и втулкой и растекается по направлениям, указанным на чертеже стрелками. Масло, поступающее к правой части втулки, подходит к кольцевой канавке 8 и через отверстия 7 отбрасывается в подшипниковую полость, заполненную ватой. При подходе к левой части втулки масло смазывает бортик вала и также отбрасывается в пространство, заполненное ватой. Поскольку циркуляция масла происходит практически без потерь, появляется возможность обильной смазки, обеспечивающей жидкостное трение, при этом вибрации вала настолько демпфируются масляной пленкой, что становятся неслышными.

Размеры корпусов подшипников скольжения соответствуют размерам корпусов стандартных шариковых подшипников, чем достигается их взаимозаменяемость. Ширина подшипника берется в зависимости от радиальной нагрузки, практически от 0,5 до 1,5 диаметров вала.

Опытные образцы подшипников из бронзы БрАЖ9-4 проработали в электродвигателях мощностью 75 вт при 2800 об/мин более 25000 часов без дополнительной смазки и заметных признаков износа.

В магнитофонах, где срок службы исчисляется несколькими тысячами часов, подшипники сделаны более простой конструкции (рис. 2). В них фитильное отверстие одно, а маслоулавливающие отверстия находятся на боковых стенках втулки. Бронзовая втулка вставляется в корпус, аналогичный показанному на рис. 1, или непосредственно в подшипниковое гнездо, в щит электродвигателя, в шкив и т. п. Так как заполнять ватой небольшие втулки не совсем удобно, в качестве гигроскопического наполнителя взята обыкновенная нитка для штопки. В таблице указаны номера шариковых подшипников и размеры заменяющих их подшипников скольжения.

Работа подшипников скольжения при больших радиальных нагрузках ведет к увеличению пускового момента, что и наблюдается в большинстве магнитофонов, в которых ведущие шкивы подкатушечников имеют консольную посадку. Для борьбы с этим явлением посадку ведущего шкива подкатушечника следует делать на полый вал, который полностью принимает радиальную нагрузку приводного пассика и не дает изгибающего момента на ось.

Лентопротяжный механизм магнитофона «Романтик», где применена предложенная конструкция подкатушечного узла, потребляет мощность не более 1 вт, причем большая ее часть приходится на потери в резиновых пассиках.

Величина потерь на трение в подшипниках скольжения не поддается расчету, особенно если принять во внимание их небольшие размеры. Качественную же оценку потерь дает следующая формула:

где р — среднее удельное давление, кг/см2; коэффициент к= b/a ;
Мтр — момент трения;
b — длина втулки подшипника, мм;
d — диаметр вала, мм;
Δ — диаметральный зазор, мм;
n — число оборотов вала в минуту;
μ — вязкость масла в сантипуазах.

Как видно из приведенной формулы, момент трения пропорционален четвертой степени диаметра вала, поэтому большое значение имеет выбор оптимального диаметра вала, удовлетворяющего требованиям прочности, долговечности и наименьшим потерям. Вообще же нагрузка на подшипники в магнитофонах невелика, поэтому размеры валов и подшипников следует по возможности уменьшать. Предел уменьшения размеров лимитируется главным образом технологией изготовления.

В магнитофонах «Романтик», например, были взяты следующие размеры: для ведущего вала — 2 мм, оси подкатушечников — 4 мм, полый вал ведущего шкива подкатушечника — 6 мм, подшипники электродвигателя — 3 мм. Материал втулки — бронза БрОФ6,5-0,15, масло — трансформаторное.

После установки подшипников скольжения на магнитофоне «Романтик» акустические шумы исчезли почти совсем, остался лишь легкий шелест от движения пасснков и магнитной ленты. Потребляемая мощность осталась та же, что и при шариковых подшипниках.

Направляющие стойки лентопротяжного механизма целесообразно заменить направляющими роликами. Трение ленты о стойки настолько велико, что они истираются лентой как наждачной шкуркой. Особенно это заметно в магнитофонах с малыми углами перегиба ленты, таких как «Романтик», «Орбита» и т. п. Кроме того, магнитофоны указанных конструкций при перемотке потребляют большую мощность, а со временем просто перестают работать в режиме перемотки, вследствие больших потерь на трение в неподвижных стойках.

Вращающиеся направляющие ролики, установленные на подшипниках скольжения, полностью устраняют трение ленты и снижают потребление энергии при перемотке на 30%. Несмотря на то, что при перемотке ролики вращаются со скоростью несколько тысяч оборотов в минуту, шум их не заметен в общем шуме лентопротяжного механизма в режиме перемотки ленты, а при воспроизведении ролики работают совершенно бесшумно. Опасения по поводу увеличения детонации в магнитофонах с вращающимися роликами при их удовлетворительном изготовлении не основательны.

На рис. 3 приведена конструкция ролика для магнитофона «Романтик». Ролики для других магнитофонов могут отличаться диаметром резьбы оси. Материал цилиндра — дюралюминий или латунь, оси — сталь 20 или сталь 45. Размеры подшипника днаметром 3 мм приведены в таблице. Для ограничения вертикального перемещения цилиндра необходимо поставить пружинные шайбы.

Вернуться к содержанию журнала "Радио" 6 номер 1971 год







Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2019 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.