Подшипниковый узел

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в подшипниковых узлах, функционирующих в среде рабочих продуктов с малой вязкостью. Цель - повышение надежности. Подшипниковый узел содержит установленный на валу и в корпусе подшипник качения и коллекторы на входе подшипник и на выходе из него со смазочными каналами для подвода и слива смазочно-охлаждающей жидкости. Оси смазочных каналов расположены на расстоянии (мм) от оси узла под углом наклона а к торцевой плоскости подшипника с направлением в сторону его вращения. Эти величины определяются по определенным соотношениям. Жидкость в приемном коллекторе раскручивается до заданной окружной скорости в сторону вращения подшипника и входит в радиальные зазоры между сепаратором и кольцами. Закрученная жидкость выбрасывается в камеру выходною коллектора и через смазочные каналы сливается. За счет прокачки смазочно-охлаждающей жидкости под давлением разгружается сепаратор. Уменьшается вероятность его повреждения Повышается надежность работы подшипника. 3 ил. сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з F 16 С 33/66

ГОСУДАРСТВЕННЪ|Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ка !ф d агс и (г г

0н 0в (21) 4664008/27 (22) 20.03.89 (46) 15,10.91. Бюл. ¹ 38 (71) Самарский авиационный институт им.акад, С.П.Королева (72) Б.M.Ñèëàåâ, А.А.Ермаков и В.В.Лакеев (53) 621,822.5(088.8) (5б) Авторское свидетельство СССР

¹ 458667, кл. F 16 С 33/66; 1978. (54) ПОДШИПНИКОВЫЙ УЗЕЛ (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в подшипниковых узлах, функционирующих в среде рабочих продуктов с малой вязкостью. Цель — повышение надежности. Подшипниковый узел содержит установленный на валу и в корпусе подшипник качения и коллекторы на входе подшипник и на выходе из него со смазочными каналами для подвода и слива

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно может найти применение в агрегатах двигателей летательных аппаратов, в химическом машиностроении, где подшипники качения функциониру|от в среде рабочих продуктов, представляющих собой маловязкие жидкости: вода, керосин, криогеновые среды.

Цель изобретения- повышение надежности путем снижения потерь мощности на трение в подшипнике.

На фиг. 1 изображен предлагаемый подшипниковый узел, общий вид; на фиг. 2— сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — график изменения затрат мощности на привод подшипника Рв в зависимости от частоты вращения пв при разных углах наклона Росей смазочных каналов.

„„. Д „„1684551 А1 смазочно-охлаждающей жидкости. Оси смазочных каналов расположены на расстоянии Вф (мм) от оси узла под углом наклона а к торцевой плоскости подшипника с направлением в сторону его вращения. Эти величины определяются по определенным соотношениям. Жидкость в приемном коллекторе раскручивается до заданной окружной скорости в сторону вращения подшипника и входит в радиальные зазоры между сепаратором и кольцами. Закрученная жидкость выбрасывается в камеру выходного коллектора и через смазочные каналы сливается. За счет прокачки смазочно-охлаждающей жидкости под давлением разгружается сепаратор, Уменьшается вероятность его повреждения. Повышается надежность работы подшипника. 3 ил.

Подшипниковый узел (фиг. 1 и 2) состоит из подшипника качения 1, установленного на валу 2 и в корпусе 3, коллекторов 4 и 5, установленных, соответственно, на входе в подшипник и на вь ходе из него. Конструктивно каждый из коллекторов может быть выполнен и заодно с корпусом. Для подачи и слива смазочно-охлаждающей жидкости в коллекторах выполнены смазочные каналы

6 и 7 и камеры 8 и 9. Смазочные каналы 6 и

7 расположены под углом наклона аР к торцевой плоскости подшипника в сторону вращения, определяемым по следующей формуле:

1684551 где бф — диаметр смазочных каналов, мм; ! ф — количество смазочных каналов;

D, Ов — наружный и внутренний диаметры камер коллекторов, мм;

Ка — коэффициент, учитывающий геометрические характеристики гидравлического тракта при внезапном расширении.

В представленной зависимости для угла ао безразмерный коэффициент Ка определяется отношением коэффициентов расхода Мф и Мк. Так как коэффициенты расхода однозначно определяются геометрией гидравлического тракта, т.е. характеризуют влияние геометрических характеристик при внезапном расширении на расход, то и коэффициент Ка также однозначно определяется геометрией гидравлического тракта, Этот коэффициент определяется экспериментально, можно его оценить и теоретически на основании литературных данных, В первом приближении его величину можно брать в пределах Ка =(0,5-1,0)х10

Оси смазочных каналов 6 и 7 расположены от оси вращения подшипника на расстоянии Вф, определяемом по формуле л Му @(Р.К1

KR ° сов а где Мф — коэффициент расхода при движении жидкости в смазочном канале;

Д, d — наружный и внутренний диаметры подшипника, мм;

KR — коэффициент, учитывающий соотношение между единицами измерения и влияние конструктивных и режимных параметров, равный 3,84 10

g Qv пв пв, Qv — частота вращения вала и расход смазки через подшипник, соответственно об/мин и л/с, Расчет положения смазочных каналов производится методом последовательных приближений, Порядок расчета следующий.

1. Назначают диаметр смазочного канала бф и их количество 1ф; или предварительно задаются, или оценивают из формулы гидравлики ч — ф ) при этом Qv — расход смазочно-охлаждающей жидкости — задается из условия обеспечения теплового режима подшипника, 2. Определяют по формуле угол наклона а осей смазочных каналов.

3, Определяют по формуле расстояние

Йф осей смазочных каналов от оси вращения подшипника.

4, Если найденные величины а" и Вф получаются неконструктивными или нетехнологичными (например, неудовлетворительные габаритные характеристики подшипникового угла из-за большой величины йф или трудновыполнимая операция по получению, например, малого угла а -, то производится расчет следующего приближения при новом диаметре бф и количестве

l смазочных каналов.

Результаты испытаний по определеник затрат мощности Р на привод шарикопод шипника 26-207Р в зависимости от частоты вращения пв с указанными прокачкой Qv, нагрузками Рг и Рв и углами наклона а" смазочных каналов представлены на графике (фиг. 3). Из анализа графиков видно, что при значениях угла a= 10 затраты мощно20 сти на привод подшипника Р (кривая 1) в

1,. -2,0 раза меньше, чем с углом а = 90 (кривая 2) во всем диапазоне частот вращения.

Полученный эффект снижения мощно25 сти трения подшипника обьясняется следующим образом. При работе подшипника 1 смазочно-охлаждающая жидкость подается под давлением из кольцевой камеры 10 в корпусе 3 через смазочные каналы 6 в каме30 ру 8 входного коллектора 4 (фиг, 1). Так как смазочные каналы расположены под углом наклоном а к торцевой плоскости подшипника, то жидкость в камере 8 раскручивается до заданной окружности скорости V>

35 (фиг, 2) в сторону вращения подшипника и входит в радиальные зазоры между сепаратором и кольцами с кинетической энергией, близкой к кинетической энергии сепаратора при его вращении. Далее закрученная жидкость выбрасывается в камеру 9 выходного

40 коллектора 5 и по ходу винтового движения через расположенные на выходе смазочные каналы 7 сливается по тракту, Предложенный подшипниковый узел существенно снижает потери мощности при

45 работе подшипников качения в соеде маловязких рабочих смазочно-охлаждающих жидкостей, прокачиваемых под перепадом давления, следовательно, разгружается сепаратор, существенно уменьшается вероят50 ность его повреждений и повышается надежность работы подшипника и узла в целом.

Формула изобретения

Подшипниковый узел, содержащий ус55 тановленный на вал и в корпус подшипник качения и коллекторы на входе в подшипник и на выходе из него со смазочными каналами для подвода и слива смазочно-охлаждающей жидкости, выполненными под углом к

1684551

Ъ Ъ ф

А

У

Выхад торцевой плоскости подшипника и направленными в сторону его вращения, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения надежности путем снижения потерь мощности на трение, угол наклона осей смазочных каналов определяется по формуле

Кд iф (В

0й в где бф — диаметр смазочных каналов; ! ф — количество смазочных каналов;

Он, Ов — наружный и внутренний диаметры камер коллекторов;

5 Ка — коэффициент, учитывающий геометрические характеристики гидравлического тракта при внезапном расширении.

10 15 Раг. д

Составитель Т.Хромова

Техред M.Mîðãåíòàë

Редактор M.Циткина

Корректор М.Демчик

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

Заказ 3496 Тираж Г)одлисное

ВНИИПИ ГосУдарственного комитета по изобретениям и открытиям лри ГКНТ СССР

113035, Мос«ва, Ж-35, Раушская наб„4/5