Способ эксплуатации однорядных радиальных шарикоподшипников и узел для его осуществления

 

Использование: в опорах любых изделий, содержащих радиальные однорядные шарикоподшипники. Сущность изобретения: в корпусе изделия расположены наружные кольца подшипников, один из которых - плавающий. На валу смонтированы внутренние кольца. С невращающимся кольцом плавающего подшипника связаны основные и дополнительные средства осевого натяга, воздействующие на кольцо с противоположных сторон. Дополнительное средство создает осевой натяг, в два раза превышающий величину осевого натяга основного средства. В процессе работы опоры осуществляют постоянный контроль за режимом работы подшипников. Для этого предназначено средство контроля режима работы, связанное с элементом управления дополнительным средством осевого натяга. При отклонении параметров режима работы одного из подшипников от допустимых направление действия осевой нагрузки меняют на противоположное. Изменение производят плавно путем управления средствами осевого натяга. При этом происходит изменение зон контакта тел и дорожек качения. Последовательное использование возможных зон контакта позволяет увеличить ресурс работы шарикоподшипников. 2 с. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению и авиастроению и может быть использовано в опорах любых изделий, содержащих радиальные однорядные шарикоподшипники.

Известен способ эксплуатации однорядных радиальных шарикоподшипников, установленных в корпусе опоры с предварительным осевым натягом, обеспечиваемым приложением к наружным кольцам подшипников осевой нагрузки.

Известен узел эксплуатации однорядных радиальных шарикоподшипников, содержащий корпус, в котором расположены наружные кольца подшипников, один из которых установлен с возможностью осевого перемещения, вал, на котором смонтированы внутренние кольца подшипников, а также средство осевого натяга, связанное с невращающимся кольцом свободного от осевой фиксации подшипника.

Недостаток известного способа и реализующего его устройства заключается в том, что они не обеспечивают высокой надежности и долговечности подшипников.

Целью изобретения является повышение надежности и долговечности подшипников.

Это достигается тем, что в известном способе эксплуатации однорядных радиальных подшипников, установленных в корпусе опоры с предварительным осевым натягом, обеспечиваемым приложением к наружным кольцам подшипников осевой нагрузки, в процессе работы опоры осуществляют постоянный контроль за режимом работы подшипников, сравнивают его с допустимым, а в случае отклонения параметров режима работы одного из подшипников от допустимых плавно изменяют направление действия осевой нагрузки на противоположное.

При этом происходит изменение зоны качения и плавный (безударный) переход в процессе работы изделия с изношенной зоны качения колец подшипников на новый участок (зону) качения путем смешения колец подшипников из одного крайнего положения в противоположное на величину осевой игры и упругих деформаций рабочих контактирующих поверхностей подшипников.

Кроме того, поставленная цель достигается тем, что известный узел эксплуатации однорядных радиальных шарикоподшипников, содержащий корпус, в котором расположены наружные кольца подшипников, один из которых установлен с возможностью осевого перемещения, вал, на котором смонтированы внутренние кольца подшипников, а также средство осевого натяга, связанное с невращающимся кольцом свободного от осевой фиксации подшипника, снабжен дополнительным средством осевого натяга, оснащенным элементом его управления, и средством контроля режима работы подшипников, связанным с упомянутым элементом управления, дополнительное средство осевого натяга связано с невращающимся кольцом свободного от осевой фиксации подшипника и расположено со свободной стороны последнего, а величина осевого натяга, создаваемого упомянутым дополнительным средством, в два раза превышает величину осевого натяга основного средства.

На фиг. 1 представлена схема узла эксплуатации однородных радиальных шарикоподшипников; на фиг. 2 - схема загрузки подшипников осевыми силами на первом этапе работы; на фиг. 3 - схема загрузки подшипников осевыми силами на втором этапе работы.

Устройство, реализующее способ, содержит вал 1 с закрепленными на нем радиальными шарикоподшипниками - передним 2 и задним 3, средство осевого натяга, состоящее из пружины 4 и упорной шайбы 5 и расположенное между подшипниками 2, 3, и корпус 6, в котором размещен вал в сборе. При этом передний подшипник 2 жестко зафиксирован в корпусе 6 от осевого перемещения, а задний подшипник 3 - плавающий. В устройстве имеется дополнительное средство осевого натяга, состоящее из втулки 7 с размещенными в ней пружинами 8, поджимной шайбы 9 и винта 10. Оба средства осевого натяга связаны с наружным кольцом плавающего подшипника 3. При этом с целью обеспечения равнозначности величины осевого натяга подшипников при изменении направления действия натяга, осевое усилие F₂дополнительного средства осевого натяга устанавливают вдвое большим усилия F₁ основного средства (F₂ = 2F₁).

В зоне установки подшипников расположены датчики 11 и 12, например вибродатчики, которые через блок 13 управления электрически связаны с исполнительным устройством 14, например редукторным микродвигателем типа ДС-2, который механически связан с винтом 10.

Следует отметить, что в зависимости от поставленной задачи для регистрации допустимого разрушения подшипника (момент образования дефекта, аварийного разрушения подшипника) могут быть применены виброакустические, тепловые, магнитные, емкостные индуктивные и др. методы (с соответствующими датчиками).

Устройство работает следующим образом.

Вал 1 разгоняют до рабочих оборотов и начинают эксплуатацию изделия (первый этап работы). При этом в подшипниках 2 и 3 под действием на наружное кольцо подшипника 3 осевой суммарной силы F^I_раб = F₂ - F₁ = F₁, направленной в сторону переднего подшипника 2, возникает осевой натяг, вследствие чего детали подшипника устанавливаются в четко фиксированном положении и имеют определенную зону качения.

С вибродатчиков 11 и 12 информация в виде электрического сигнала непрерывно поступает в блок 13 управления, который в случае превышения определенного порога вибраций из-за нарушения допустимого режима работы, вызванного появлением по следу качения колец механических дефектов (очагов усталостного выкрашивания, механических частиц и др. ), выдает команду на устройство 14. Последнее, воздействуя на винт 10, плавно отключает дополнительное средство осевого натяга. При этом (F₂ = 0, F^II_раб = F₁) под действием плавно включающегося основного средства осевого натяга кольца подшипников смещаются в противоположную сторону на величину осевой игры и упругих деформаций рабочих контактирующих поверхностей подшипника и переходят на новую зону качения (второй этап работы), при необходимости заранее приработанную.

Использование данного способа эксплуатации радиальных однорядных шарикоподшипников и устройства по его реализации позволяет увеличить долговечность подшипников за счет более полного использования поверхности дорожек качения колец подшипников, что достигается путем перехода на новую зону качения при выработке ресурса или недопустимом износе первоначально приработанной зоны качения; увеличить надежность подшипников, исключив возможность их разрушения в процессе работы. (56) Чуб Е. Ф. Реконструкция и эксплуатация опор с подшипниками качения. Справочник М. : Машиностроение, 1981, с. 111, рис. 35б.

Формула изобретения

1. Способ эксплуатации однорядных радиальных шарикоподшипников, установленных в корпусе опоры с предварительным осевым натягом, обеспечиваемым приложением к наружным кольцам подшипников осевой нагрузки, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности подшипников, в процессе работы опоры осуществляют постоянный контроль за режимом работы подшипников, сравнивают его с допустимым, а в случае отклонения параметров режима работы одного из подшипников от допустимых плавно изменяют направление действия осевой нагрузки на противоположное.

2. Узел эксплуатации однорядных радиальных шарикоподшипников, содержащий корпус, в котором расположены наружные кольца подшипников, один из которых установлен с возможностью осевого перемещения, вал, на котором смонтированы внутренние кольца подшипников, а также средство осевого натяга, связанное с невращающимся кольцом свободного от осевой фиксации подшипника, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности подшипников, он снабжен дополнительным средством осевого натяга, оснащенным элементом его управления, и средством контроля режима работы подшипников, связанным с упомянутым элементом управления, дополнительное средство осевого натяга связано с невращающимся кольцом свободного от осевой фиксации подшипника и расположено со свободной стороны последнего, а величина осевого натяга, создаваемого упомянутым дополнительным средством, в два раза превышает величину осевого натяга основного средства.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3