Упругая подшипниковая опора вала

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РеспуБЛик (я)5 F 16 С 27/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4882782/27 (22) 15.11.90 (46) t5.02.93. Бюл. N. 6 (71) Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт "НАМИ" (72} А.И.Семин, В,В.Немцов, А,А.Минаев;

Д,В.Киселев, В.Г.Выборнов и Е.Ф,Волобуев (56) Авторское свидетельство СССР

f4 1751496, кл. F 16 С 27/04, 1990. (54) УПРУГАЯ ПОДШИПНИКОВАЯ ОПОРА

ВАЛА. (57) Использование: в машиностроении для подшипнйковых опор трансмиссий трансИзобретение относится к машиностроению и касается конструкции подшипниковых опор трансмиссий транспортных средств.

Известна подшипниковая опора вала, содержащая корпус и. смонтированный на валу подшипник качения, а также размещенное между корпусом и наружным кольцом подшипника и охватывающее его по цилиндрической и, по меньшей мере, по одной торцевойаоверхностям упругое средство. При использовании этого технического решения обеспечено повышение надежности и долговечности упругой подшипниковой опоры вала. Но в тех случаях, когда сравнительно велики радиальные нагрузки и относительно велика температура агрегата, в котором установлен подшипник, покрытие из металлических сеток восстанавливает упругие свойства с задержкой, что сказывается на надежной работе в местах соединения. при этом обеспечение демпфирующего эффекта по существу за

„„Я „„1795171 А1 портных средств, Сущность изобретения: в упругой подшипниковой опоре вала упругое средство размещено между корпусом опоры и наружным кольцом подшипника и охватывает последнее по цилиндрической и по меньшей мере одной торцевой поверхностям. Упругое средство выполнено в виде связующего материала пористой структуры и размещенных в нем концентрично оси опоры слоями по спирали и с натяжением нитей. В полости торцевой части упругого средства расположена упругая шайба, кон-, тактирующая с внутренним диаметром торцевой части средства. 2 з.п.ф-лы, 2 ил. счет взаимного смещения сеток так же скажется на долговечности опоры. Кроме того . сложен процесс изготовления такой опоры, . хотя бы из-за того, что нужно отдельно изго- а тавлйвать сетку; а лишь затем саму опору.

Цель изобретения — расширение экс- О плуатационных возможностей при упроще- у нии производства подшипниковой опоры, Для этого в упругой подшипниковой опоре вала, содержащей корпус и смонтиро- 4 ванный на валу подшипник качения, а также размещенное между корпусом и наружным кольцом подшипника и охватывающее его по цилиндрической и, по меньшей мере, по одной торцевой поверхностям упругое средство, последнее выполнено s виде связующего материала пористой структуры и размещенных в нем концентрично оси опоры слоями по спирали и с натяжением нитей.

Нити соседних слоев расположены относительно друг друга со смещением на шаг, равный половине диаметра нити, 1795171

Опора снабжена расположенной в по- слоями, каждый из которых деформирован в лости торцевой части упругого средства и осевом и радиальном направлениях при наконцентричйо ей упругой шайбой из связу- мотке слоев итермообработке подшипника, ющего материала пористой структуры и чтоулучшаетусловиясмазкивконтактеподразмещенных в нем концентрично оси опо- 5 шипника с посадочным местом в корпусе и ры слоями по спирали и с натяжением ни- позволяет гасить колебания, возбуждаемые тейп при этом наружный диаметр и ширина от зубчатого зацепления и передаваемые от упругой шайбы равны внутреннему диамет- подшипника на корпус. При приложении нару и ширинЕ торцевой части упругого сред- грузки к подшипниковому узлу происходит ства. - .. - . 10 упругая деформация материала покрытия

Выполнение упругого средства в виде кольца подшипника, сопровождаемая тресвязующего материала пористой структуры . нием между слоями пористо о покрытия и размещенных в нем концентрично оси подшипника, что обеспечивает расссеиваопоры слоями по спирали и с натяжением ние энергии колебаний и демпфирование нити, т.е. его слои деформированы в осе- 15 вибраций, передаваемых от подшипника на вом и радиальном направлениях при намот- корпус; коэффициент демпфирования порике слоев и термообработке подшипника, в стого покрытия подшипника,.по крайней меупругой подшипниковой опоре, содер>ка- ре в 10 раз выше, чем у металла. С ростом щей корпус и смонтированный на валу под- нагрузки, прило>кенной к подшипниковому шипник качения, а также размещенное 20 узлу, и обусловленной нетолько динамикой между корпусом и наружным кольцом под- вращающихся валов, но и перемещениями шипника и охватывающее его по цилиндри- корпуса (агрегатные колебания), происхоческой и, по меньшей мере, rio одной дитусилениеупругайдеформации пористоторцевой поверхностям упругое средство, го покрытия. подшипника и эффекта смазки позволяет расширить эксплуатационные 25 в контакте подшипника и его посадочным возможности подшипниковой опоры, по- . местом в корпусЕ за счет внутримолекуляр-. скольку упорядоченно вйполненный связу- ных свойств покрытия подшипника. ющий материал на металлической основе наружного кольца подшипника позволит Процесс нанесения пористого покрыэффективно гасить колебания при больших 30 тия на подшипник, осуществляется путем нагрузках и температуре за счет "пружин- последовательной намотки нитей на компного" действия в осевом направлении и лект подшипников, расположенных соосно. широкого диапазона упругих свойств в ра- . Причем расположенные соосно подшипнидиальном, при этом связующий материал киразделенытехнологическимиперегород.эффективно демпфирует колебания за счет 35 ками, на каждый подшипник нити своей пористой структуры. Кроме того, тор- наматываются из отдельной катушки, Намотцы покрытия наружного кольца подшипни- ка нитейнаметаллическуюосновунаружного ка и наружного кольца подшипника опоры кольца подшипника осуществляется последона шайбу, выполненную из нитей, раэме- вательно в несколько слоев. По окончании щенных концентрично оси и слоями. каж- 40 процесса намотки нитей в несколько слоев, дый из которых реформирован в осевой и происходит их обжатие по наружной поверрадиальном направлениях при намотке и хности с помощью ойравок и термообработтермообработке шайбы. ка. Для пористого покрытия подшипника

Применение в подшипнике пористого могут использоваться нйти на основе углепокрытия, нити которого размещены кон- 45 родного волокна и т.fl. центрично его оси и слоями, каждый иэ ко- Дляусилениявпрцессеэкеплуатациизффек-, торых деформирован в осевом и радиальном та.смазки и демпфирующих свойств подшипника направлениями при намотке слоев и термо- с пористым покрытием нити покрьпия соседобработке подшипника, позволяет расши- . нйх слоев смещены относительно друг друга рить эксллуатациойные возможности. 50 на шаг, равный половине диаметра нити. 3а подшипника, @pin этом в процессе эксплуа- счет этого при процессе обжатия (деформатации уменьшаются условия смазки в кон- ции слоев в осевом и радиальном направлетакте подшипйика с посадочным местом в ниях) и последующей термообработке корпусе, повыгшэются демпфирующие подшипника происходит взаимное пооник- . свойства, износостойкость, долговечность, 55 новение материала нйтей слоев друг в друга при упрощеиий производства подшипника, и заполненйе им пространства между нйЭто обеспечивается за счет того, что покры- тей, что усиливает эффект смазки и демпфи тие имеет нити, нанесенные на металличе- рующие свойства аодшипника в скую основу наружного кольца подшипника радиальном и тангенциальном направление нескопько слоев концентенчно егo OcM Rx.

1795171

Размещение шайбы, выполненной из нитей, размещенных концентрично оси и слоями, каждый из которых деформирован а осевом и радиальном направлениях при намотке и термообработке шайбы, между торцами покрытия наружного кольца подшипника и наружным кольцом подшипнИка, усиливает в процессе эксплуатации эффект смазки и демпфирующие свойства подшипника в осевом направлении. При 10 приложении осевой нагрузки к подшипнику происходит упругая деформация слоев нитей покрытия шайбы, сопровождаемая трением между слоями покрытия, что обеспечивает рассеивание энергии колеба- 15 н и и их демпфирование в осевом направ- . лении. С ростом осевой нагрузки, приложенной к подшипнику, происходитуоиление упругой деформации покрытия шайбы и эффекта смазки в контакте торцов 20 покрытия наружного кольца подшипника и наружного кольца подшипника с шайбой и крышкой корпуса за счет внутримолекулярных свойств покрытия шайбы.

На фиг. 1 представлена упругая под- 25 шипниковая опора вала, общий вид; на фиг.2 — узел l на фиг.1 (покрытие наружной обоймы подшипника).

Упругая опора вала, выполненная согласно изобретению, содержит подшипник 30

1, установленный на валу.2, который разме. щен в корпусе 3, Подшипник 1 содержит тела качения 4, размещенные между внут.ренним кольцом 6. Для фиксации вала 2 относительно подшипника 1 служит стопор- 35 нов кольцо 7. На наружное кольцо 6 подшипника 1 нанесено размещено упругое срвдство 8, представляющее собой покрытие, Упругое средство 8 выполнено много- 48 слойным. Каждая пара слоев 9 и 10 упругого срЕдства 8 подшипника 1 содержит нити 11 покрытия; размещенные концентрично оси подшипника 1 и слоями, каждый иэ котовых деформирован в осевом и радиальномна- 45 правлениях при намотке слоев и термообработке. покрытия подшипника 1, Процесс нанесения пористого покрытия на подшипник 1, осуществляется путем- последовательной намотки нитей 11 на комплект 50 поДшипников, расположенных соосно. Причем расположенные соосно подшипники разделены технологическими перегородками, на каждый подшипник нити 11 наматываЮтся из отдельной катушки. Намотка 55 нитей 11 на металлическую основу наружного кольца 6 подшипника 1 осуществляется последовательно s несколько пар слоев 9 и

10,. По окончании процесса намотки нитей

11 в несколько пвр слоев 9 и 10, происходит их обжатие по наружной поверхности с помощью оправок и термообработка. Для упругого средства 8 подшипника могут использоваться нити 11 на основе углеродного волокна и т.п.

Применение в подшипнике 1 упругого средства 8, нити 11 которого размещены концентрично его оси и слоями, каждый из которых деформирована осевом и радиальном направлениях при намотке слоев и термообработке подшипника 1, позволяет расширить эксплуатационные воэможности подшипника 1. при этом улучшаются условия смазки в контакте с посадочным местом в корпусе 3, .повышаются демпфирующие свойства, износостойкость, долговечность, при упрощении производства подшипника

1. Это обеспечивается за счет того, что покрытие имеет нити 11, нанесенные на металлическую основу наружного кольца 6 подшипника 1 в несколько слоев концентрично его оси и слоями, каждый из которых деформирован в осевом и радиальном направлениях при намотке слоев и термообработке подшипника 1, что улучшает условия смазки в контакте подшипника 1 с посадочны.л местом в корпусе 3 и позволяет гасить колебания, возбуждаемые от зубчатого зацепления и передаваемые от подшипника 1 на корпус 3. При приложении нагрузки к подшипнику 1 происходит упругая деформация материала покрытия наружного коль.ца 6 подшипника 1, сопровождаемая трением между слоями пористого покрытия подшипника 1, что обеспечивает рассеивание энергии колебаний и демпфирование вибраций, передаваемых от подшипйика 1 на корпус 3; коэффициент демпфирования пористого покрытия подшигника 1, по крайней мере в 1.0 раз выше, чем у металла. С ростом нагрузки, приложенной к подшипнику 1, и обусловленной не только динамикой вращающихся валов 2. но и перемещениями корпуса 3 (агрегатные колебания), происходит усиление упругой деформации пористого покрытия подшипника 1 и эффекта смазки в контакте подшипника 1 и его посадочным местом s корпусе 3 за.счет внутримолекулярных свойств покрытия подшипника 1, . Нити 11 упругого средства 8 подшипника 1 соседних слоев 9 и 10 смещены относительно друг друга на шаг, равный половине диаметра н ити 11.

При процессе обжатия (деформация слоев в осевом и радиальном направлениях) и последующей термообработке подшипни«а 1 происходит взаимное проникновение материала нитвй 11 пар слоев 9 и 10 друг в друга и заполнение им пространства между нитей 11. Тем самым происходит процесс

1795171

7. 8 усиления эффекта смазки в контакте под- провождаемаятрениеммеждуслоямипоришипника 1 с посадочным местом корпуса 3 стого покрытия подшипника 1, что обеспе. и демпфирующих свойств подшипника 1 в чивает рассеивание энергии колебаний и радиальном и тангенциальном направлени- демпфирование вибраций, передаваемых ях, . . 5 от подшипника 1 на корпус 3, С ростом наТорцы. упругого средства 8 наружного грузки, приложенной к подшипнику 1, и кольца 6 подшипника 1 и наружного кольца обусловленной не только динамикой враща6 подшипника 1 оперты на шайбу 12, выпол- ющихся валов 2, но и перемещениями корненную из нитей 13, размещенных концен- пуса 3 (агрегатные колебания), происходит трично ее оси и слоями 14 и 15, каждый из 10 усиление упругой деформации пористого которых деформирован в осевом и радиаль- - покрытия подшипника 1 и эффекта смазки в ном направлениях при намотке слоев 14 и . контакте подшипника 1 и его посадочным

15 итермообработке шайбы. Наружныйди- местом в корпусе 3 за счет внутримолекуаметр шайбы 12 равен внутреннему диамет- лярных свойств покрытия подшипника 1. 3а ру покрытия упругого средства и ширине 15 счеттого,чтонити11 покрытия подшипника торцевой части упругого средства. Разме- 1 соседних слоев 9 и 10 смещены относищение шайбы 12:, выполненной из нитей 13, тельно друг друга на шаг, равный половине размещенных концентрично оси и слоями диаметра, нити 11, при процессе обжатия

14 и 15, каждый из которых деформирован (деформация слоев в осевом и радиальном в осевом и радиальном направлениях при 20 направлениях) и последующей термообранамотке и термообработке шайбы 12, между ботке подшипника 1 происходит взаимное . торцами упругого средства 8 наружного. проникновениематериаланитей11парслокольца 6 подшипника 1 и наружным коль- ев 9 и 10 друг в друга и заполнение им цом 6 подшипника 1, усиливает. эффект пространства между нитей 11. Тем самым смазки идемпфирующие свойства подшип- 25 происходит процесс усиления эффекта ника 1 в осевом направлении; При приложе- смазки в контакте подшипника 1 с посадочнии осевой нагрузки к йодшипнику 1 ным местом корпуса 3 и демпфирующих происходит упругая деформация слоев -14 и свойств подшипника 1 в радиальном и тан15 иэ нитей 13 покрытия шайбы 12. сопро- генциальном направлениях. За счет того, вождаемая трением между слоями 14 и 15 30 что торцы покрытия наружного кольца 6 покрытия, что обеспечивает рассеивание подшипника 1 оперты на шайбу 12, выполэнергии колебаний и их демпфирование в ненную из нитей 13. размещенных конценосевом направлении. С ростом осевой на- трично ее.оси и слоями,14 и 15, каждый из грузки, приложенной к подшипнику 1, про- которых деформирован в осевом и радиальисходит усиление упругой деформации 35 ном направлениях при намотке слоев 14 и покрытия шайбы 12 и эффекта смазки в кон- 15 и термообработке шайбы, при приложетакте торцов покрытия наружного кольца 6 нии осевой нагрузки к подшипнику 1 происподшипника 1 и наружного. кольца 6 под- . ходитупругая деформация слоев 14и15из . шипника 1 с шайбой 12 и с крышкой 16 нитей13покрытияшайбы12,сапровождаекорпуса 3 за счет внутримолекулярных 40 мая трением между слоями 14 и 15 покры. свойств покрытия шайбы 12. тия, что обеспечивает рассеивание энергии

При работе передачи возникают вибра- колебаний и их демпфирование в осевом ции, которые передаются на корйус 3 через направлении.. С ростом осевой нагрузки, вал 2, внутреннее кольцо 5 подшипника 1, приложенной к подшипнику 1, происходит тела качения 4, наружное кольцо 6 подшип- 45 усиление упругой деформации покрытия ника 1, упругое средство 8 и шайбу 12, име- шайбы 12 и эффекта смазки в контакте торющих нити 11 и 13, крышку 16 корпуса 3. За цов покрытия наружного кольца 6 подшипсчет того, что покрытие наружного кольца 6 ника 1 и наружного кольца 6 подшипника 1: подшипника 1 выполнено многослойным; с шайбой 12 и крышкой 16 корпуса 3 за счет

-каждая пара слоев 9и10 покрытияимеет. 50:внутримолекулярных свойств покрытия- нити 11, нанесенные на металлическую ос- шайбы 12, нову наружного кольца 6 подшипника 1 в Проведенные стендовые и дорожйые ., несколько слоев концентрично его ocie и испытаниятрансмиссииавтомобиля;вкотослоями, каждый йз которых деформирован в ром в опорах валов коробки передач и глав осевоми радиальномнаправлениях прина- 55 ной передачи ведущего моста применены мотке слоев и термообработке по@шипйика подшипники с многослойным покрытием, 1, при микродеформации подшипника в ра- включающим нйти, показали, что при ис- диальном и тангенциальном направлениях пользованйи таких подшипников с покрытипроисходит деформвция материала покры- ем из материала пористой структуры .тия наружного кольца 6 подшипника 1, со- существенно снизился уровень вибрации, 1795171

10 уменьшился внешний и внутренний шум, улучшились условия смазки в местах контактирующих поверхностей, что привело к существенному расширению

Ф о рмул а и зоб рете н и я

1. Упругая подшипниковая опора вала, содержащая корпус и смонтированный на валу подшипник качения, а также размещенное между корпусом и наружным кольцом подшипника и охватывающее его по цилиндрической и по меньшей мере по одной торцевой поверхности упругое средство, о т л и ч а lo щ а я с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей при упрощении производства подшипниковой опоры, упругое средство выполнено в виде связующего материала пориСтой структуры и размещенных в нем концантрично оси опоры слоями по спирали и с натяжением нитей. эксплуатационных возможностей при упрощении производства подшипника, повысило срок службы, надежность и долговечность испытываемых узлов.

2. Опора по п,1, отличающаяся тем, что нити соседних слоев расположены одна относительно другой со смещениеем на шаг, равный половине диаметра нити.

3. Опора по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ а я ся тем, что она снабжена расположенной в полости торцевой части упругого средства и концентрично ей упругой шайбой из связующего материала пористой структуры и размещенных а нем концентрично оси опоры слоями по спирали и с натяжением нитей, при этом наружный диаметр и ширина упругой шайбы равны внутреннему диаметру и ширине торцевой части упругого средства.

1795171

Составитель В.В ыборнов

Техред М.Морге нтал Корректор А.Козориэ

Редактор

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

Заказ 417 . Тираж . . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета оо изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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