Подшипниковый узел

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкциях машин с быстровращающимися валами. Цель изобретения - повышение срока службы и несущей способности подшипникового узла. Вал опирается на промежуточные полые ролики, наружной цилиндрической поверхностью сопряженные с несущими полыми роликами. Промежуточные и несущие ролики размещены на полых осях, имеющих углеграфитовые проставки и закрепленных в корпусе узла. Наружные поверхности вала и роликов охвачены гибким звеном, которое проходит через нажимной элемент. Последний имеет полость, сообщенную гибким шлангом с источником сжатого воздуха. В нажимном элементе выполнены каналы для подвода газа, выходящие в микроканавки. В полых осях для роликов выполнены полости и каналы для подвода газа. Элементами, воспринимающими нагрузки от вала, являются промежуточные и несущие полые ролики, опирающиеся на газостатические подшипники. Несущая способность роликов суммируется в направлении линии, проходящей через оси роликов и вала. Гибкая связь обеспечивает разгрузку фрикционного контакта от касательных напряжений. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (л()з F 16 С 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ф (21) 4472346/31-27 (22) 17.06.88 (46) 07.10.90. Бюл, М 37 (71) Николаевский кораблестроительный институт им, адм. С,О.Макарова (72) А.И.Тарабрин, А.Г.Чумак, А.К.Чередни-. ченко и А.Г,Емец (53) 621,822.1 (088.8) (56) Тарабрин А.И. и др. Радиальные опоры качения для машин и механизмов с газостатическим подвесом роликов. — Сборник научных трудов. Судовое машиностроение.

Николаев, НКИ, 1968, с. 35 — 42. (54) ПОДШИПНИКОВЫЙ УЗЕЛ (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкциях машин с быстровращающимися валами. Цель изобретения — повышение срока службы и несущей способности подшипникового узла. Вал опирается на промежуточные полые ролики, наружной цилиндрической поверхностью сопряженИзобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкциях машин с быстровращающимися валами.

Цель изобретения — повышение срока службы подшипникового узла и -несущей. способности.

На фиг.1 показан подшипниковый узел, разрез; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1.

В подшипниковом узле цапфа вала 1. опирается иа промежуточные полые ролики.

2, наружный диаметр которых соизмерим с диаметром цапфы вала 1, сопряженные на„„. Ж,;„1597456 А1 ные с несущими полыми роликами. Промежуточные и несущие ролики размещены на полых осях, имеющих углеграфитовые проставки и закрепленных в корпусе узла. Наружные поверхности вала и роликов охвачены гибким звеном, которое проходит через нажимной элемент. Последний имеет полость, сообщенную гибким шлангом с источником сжатого воздуха. В нажимном элементе выполнены каналы для подвода газа, выходящие в микроканавки. В полых осях для роликов выполнены полости и каналы для подвода газа. Элементами, восприни-. мающими нагрузки от вала, являются промежуточные и несущие полые ролики, опирающиеся на газостатические подшипники. Несущая способность роликов суммируется в направлении линии, проходящей через оси роликов и вала, Гибкая связь обеспечивает разгрузку фрикционного контакта от касательных напряжений. 1 з.п. ф-льг, 2 ил, ружной цилиндрической поверхностью с несущими полыми роликами 3.

Наружный диаметр промежуточного полого ролика d определяется соотношением

d < d«4d, где d — диаметр цапфы вала, а наружный диаметр d2 несущего полого ролика соотношением 3d < d2 < 16d, Промежуточные 2 и несущие 3 полые ролики размещены на полых осях 4, имеющих углеграфитовые проставки, необходимость которых диктуется спецификой газостатических подшипников, закрепленных в корпусе 5 узла. Наружные поверхности цапфы вала 1 и полых роликов 2 и 3

1597456

30

35 с

50

55 охвачены замкнутым гибким звеном с нажимным элементом 7, имеющим полость 8, сообщенную гибким шлангом (не показан) с источником подачи сжатого воздуха. Кроме того, в нажимном элементе 7 выполнены каналы 9 для подвода газа, выходящие в микроканавки 10. В полых осях.4 выполнены полости 11 и каналы 12 для подвода газа.

Подшипниковый узел работает следующим образом, Рабочий газ от источника подачи сжатого воздуха через полости 11 и каналы 12 поступает в рабочие зазоры, образованные внутренними поверхностями полых роликов 2 и 3 и наружными поверхностями полых осей 4, закрепленных в корпусе 5. Полые ролики 2 и З,опираются на образованные таким образом газостатические подшипники. Рабочий газ поступает в полость 8, выполненную в нажимном элементе 7. Из полости 8 рабочий газ через каналы 9 поступает в окружные микроканавки 10 и воздействует на внутреннюю поверхность гибкого звена 6. Вращаясь, цапфа вала 1 за счет фрикционного взаимодействия приводит во вращение промежуточные полые ролики 2, которые, в свою очередь, взаимодействуют с несущими роликами 3. Таким образом, полые ролики 2 и 3 приводятся во вращение и воспринимают статические и динамические нагрузки, действующие на вал 1, Полые .ролики 3 приводятся so вращение как за счет фрикционного контакта с полыми роликами 2, так и посредством гибкого звена 6.

За счет разности диаметров вала 1 и несущих полых роликов 3 скорость вращения последних в 4 — 10 и более раз меньше скорости вращения вала, Воздействуя нажимным элементом 7 на гибкое звено о, можно изменять степень натяжения последнего, тем самым усиливая или ослабляя силы взаимодействия во фрикционном контакте между валом 1 и полыми роликами 2, а также между полыми роликами 2 и 3, Предложенная конструкция позволяет уменьшить износ тел качения и вала за счет уменьшения проскальзывания и улучшения фрикционного контакта между валом и роликами путем использования гибкой связи.

Усиливая или ослабляя с помощью нажимного элемента степень натяжения гибкого звена, можно изменять силы фрикционного взаимодействия в контакте вал — ролик и, тем самым, изменять несущую способность подшипникового узла в зависимости от условий эксплуатации. Снижение скорости вращения несущих роликов по сравнению со скоростью вращения вал" позволяет повысить стабилизацию газостатических под-. шипников, что достигается благодаря отсутствию в газовом слое волновых явлений, уменьшить вероятность возникновения резонансных явлений в газовых подшипниках.

Кроме того, снижение частоты вращения несущих роликов позволяет значительно уменьшить износ углеграфитовых проставок в случае контактов роликов с последними, неизбежных в условиях эксплуатации.

Использование промежуточных полых роликов дает возможность уменьшить разницу между частотами вращения и тем самым улучшить контакт во фрикционном взаимодействии, В предложенной конструкции практически не накладываются ограничения на диаметр несущих роликов, что позволяет увеличить величину воспринимающей поверхности газостатических подшипников, на которые опираются ролики, и увеличить их несущую способность, Формула изобретения .1. Подшипниковый узел, содержащий корпус, цапфу вала и два подшипника качения в виде несущих полых роликов, смонтированных с зазором на полых закрепленных в корпусе осях с радиальными отверстиями, а также систему подачи рабочей среды под давлением. сообщающуюся с зазорами между роликами и осями, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения срока службы и несущей способности, он снабжен расположенными между цапфой вала и несущими полыми роликами с возможностью фрикционного контакта с ними промежуточными полыми роликами и дополнительными закрепленными в корпусе полыми осями с радиальными отверстиями для размещения на них с зазором упомянутых промежуточных полых роликов, а также охватывающим несущие полые ролики и цапфу вала замкнутым гибким звеном с бесконтактным натяжным элементом, причем оси вращения несущих и промежуточных полых роликов и цапфы вала параллельны и расположены в одной плоскости. наружный диаметр d> промежуточного полого ролика определен соотношением

d < d1 < 4d, где б — диаметр цапфы вала, а наружный диаметр dz несущего полого ролика соотношением 3d < d2 < 16d.

2. Узел по п,1, отличающийся тем, что бесконтактный натяжной элемент гибкого звена выполнен с полостью, сообщающейся с системой подачи рабочей среды под давлением, и каналами для подвода рабочей среды между гибким звеном и натяжным элементом, на поверхности натяжного элемента со стороны гибкого звена выполнены микроканавки, сообщенные с упомянутыми каналами для подвода рабочей среды.

1597456

1597456

Составитель Т.Хромова

Редактор О.Головэч Техред М.Моргентал Корректор С.Шекмар

Заказ 3035 Тираж 528 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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