Опора вала

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в подшипниковых опорах машин и механизмов в различных отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение долговечности путем выравнивания жесткости упругого элемента в экстремальных сечениях. В корпусе 1 на шейке вала 2 смонтирован подшипник качения (ПК) 3. Между наружной поверхностью ПК 3 и корпусом 1 размещен упругий элемент 4, выполненный в виде кольца с равномерно расположенными чередующимися по внутренней и наружной поверхностям дугообразными выступами. На поверхностях кольца выполнены внутренние и наружные кольцевые канавки. Канавки плавно сопряжены с выступами радиуса R<SB POS="POST">1</SB> и R<SB POS="POST">1</SB>, равными R<SB POS="POST">1</SB>=R<SB POS="POST">вн</SB>+Δ

R<SB POS="POST">1</SB>=R<SB POS="POST">нар</SB>-Δ, где Δ - высота выступов

R<SB POS="POST">вн</SB> - радиус поверхности между внутренними выступами

R<SB POS="POST">нар</SB> - радиус поверхности между наружными выступами. Ширина канавки в поперечном сечении T=B-C<SP POS="POST">.</SP>Δ/L<SB POS="POST">выст</SB>[σ<SB POS="POST">сж</SB>], где B - ширина кольца

C - изгибная жесткость кольца

L<SB POS="POST">выст</SB> - длина внутреннего выступа

[σ<SB POS="POST">сж</SB>] - допускаемые напряжения сжатия. Действующая в разных радиальных направлениях на вал 2 нагрузка через ПК 3 одинаково поглощается во всех направлениях, т.к. наличие кольцевых канавок стабилизирует работу упругого элемента 4 и повышает долговечность вала. 3 ил.

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5ц 4, F 16 С 27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (61) 898148 (21) 4305 99 7/23-2 7 (22) 14.09.87 (46) 15.05.89.,Бюл. Р 18 (71) Научно-производственное объединение по механизации, роботизации труда и совершенствованию ремонтного обеспечения на предприятиях черной металлургии 1 Черметмеханиэация" и

1Институт черной металлургии (75) Н.Н. Журавлев, А.A. Вишняк, О.С. Харченко и И.А. Савкина (53) 621.822.6 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 898148, кл. Р 16 С 27/00, 1982. (54) ОПОРА ВАЛА (5 7) Из дбр е тени е о тно сит ся к машино— строению и может быть использовано в подшипниковых опорах машин и механизмов в различных отраслях промышленности. Цель изобретения — повышение долговечности путем выравнивания жесткости упругого элемента в экстремальных сечениях. В корпусе 1 на шейке вала 2 смонтирован подшипник

„Я0„„1479741 А 2 качения (ПК) 3. Между наружной поверхностью ПК 3 и корпусом 1 размещен упругий элемент 4, выполненный в виде кольца с равномерно расположенными чередующимися по внутренней и наружной поверхностям. дугообразными выступами. На поверхностях кольца вы-... полнены внутренние и наружные кольцевые канавки, Канавки плавно сопряжены с выступами радиусами r u R равны" =-r8 +4 R<=Rнло 4 где та выступов; г „ — радиус поверхности между внутренними выступами; R„д радиус поверхности между наружными выступами. Ширина канавки в поперечном сечении Т=В-С 4/L (5 1, где

 — ширина кольца; С вЂ” йз гибная жесткость кольца; L „— длина внутреннего выступа; 6, ) — допускаемые напряжения сжатия. Действующая в разных радиальных направлениях на вал 2 нагрузка через ПК 3 одинаково поглощается во всех направлениях, так как наличие кольцевых канавок стабипизирует работу упругого элемента 4 и повышает долговечность вала. 3 ил.

1479741

Т=В

18, |-6 3

Изооретение относится к машиностроению и может быть использовано в опорах кодшипниковых узлов.

Цель изобретения — повышение дол5 говечности путем выравнивания жесткости упругого элемента в экстремальных сечениях.

На фиг. 1 показана опора вала, общий вид; на фиг. 2 — упругое кольцо; на фиг. 3 — разрез А-А на фиг. 2.

Опора вала выполнена следующим образом.

В корпусе 1 на шейке вала 2 смонтирован подшипник 3 качения, Между 15 наружной поверхностью подшипника 3 и корпусом 1 размещен упругий элемент 4, выполненный в виде кольца с равномерно расположенными чередующимися IIo внутренней и наружной поверх- 20 ностям дугообразными выступами. Отличается опора вала от прототипа тем, что на поверхностях кольца выполнены внутренние 5 и наружные 6 кольцевые канавки с радиусами r u 25

Ширина поперечного сечения канавки выбирается из условия прочности выступов Ъ.

Опреде яют длину одного выступа, т.е. линейный размер контакта кольца ЗО с корпусом и подшипником. Из фиг. 2 очевидно, что длина внутреннего вы-, ступа (4.в г "г в п) выст и

I где и - количество выступов.

Кольцо будет работоспособным, если напряжения в выступах будут меньше fGc ) допускаемых для сжатия ма- @ териала кольца, т.е. с И м 1 высг 8K где Р— нагруз ка на выступы, Н;

b gII lIIHpHHB внутреннего выступа м 45

Отсюда

Ьви ) (1)

2 4ыеу Гвс зс 3

Кольцо, очевидно, выполняет функции амортизатора, если его деформация 0 меньше высоты выступа Д . Поскольку известна жесткость кольца на изгиб С, можно определить усилие, возникающее при деформации Л: Р =-С А, Подставив это соотношение в (1), определяют предельное значение параметра Ьвц, удовлетворяющее условиям прочности

С ° А вы т

Поскольку в реальных условиях кольцо работает при деформациях меньших

11 условие (1) для определения Ь „ будет заведомо выполнено.

Аналогичное (1) соотношение можно получить, если рассматривать наружные выступы. Тогда длина наружного выступа равна (4 л R -К о(„др и)

L ущ «ядр «н

SbICT и а

С! 4

ЬндрЬ SIICt. Г С 1

Очевидно, для того, чтобы у сло вие прочности было выполнено в обоих случаях, необходимо выбрать наибольшее из Ьвн H Ь„„р

Ь=шах Ь „, Ь„др .

Ширина поперечного сечения канав-! ки (фиг. 3) равна посколькУ всегда 1-5I,I«(L „ю-,, а значит Ь „ъ Ьв„

Таким образом, работоспособность опоры вала с точки зрения прочности гарантирована, если ширина канавки равна или больше значения Т, определяемого из выражения (2) . В упругом кольце наличие кольцевых канавок позволяет выровнять жесткость в экстремальных сечениях и получить кольцо разножесткой конструкции.

Опора вала работает следующим образом.

Действующая на вал 2 нагрузка через подшипник 3 передается упругому элементу 4. Опираясь на дугообразные выступы, упругий элемент 4 деформируется, плавно выбирая серповидные зазоры и поглощая энергию действующей нагрузки. Прикладываемая к опоре вала в разных радиальных направлениях нагрузка одинаково поглощается во всех направлениях, так как наличие кольцевых канавок 5 и 6 стабилизирует работу упругого элемента 4. Равножесткая во всех сечениях конструк— ция упругого элемента 4 значительно повышает долговечность опоры вала.

Формула изобретения

Опора вала по авт ° св. В 898148, отличающаяся тем, что, с целью повышения долговечности, на внутренних и внешних дугообразных выступах кольца выполнены кольцевые 147974I

10 канавки, плавно сопряженные с выступами радиусами r и R, равным гвн +

8 gyp где 4 — высота выступов .r> радиус, поверхности между внутренними выступами;

R> радиус поверхности между наружными выступами, при этом ширина Т канавки в поперечном сечении равна

С и - ры Ы с м.1 где Т вЂ” ширина канавки;

 — ширина кольца;

С вЂ” изгибная жесткость кольца;

L> tet длина внутреннего выступа; (6" Д- допускаемые напряжения сжатия.

1479741

Составитель И. Теравская

Техред М.Дидык Корректор С. Патрушева

Редактор И. Касарда

Заказ 2526/37 Тираж 700 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101