Устройство подшипника качения

Изобретение касается устройства подшипника качения. Устройство подшипника качения содержит, по меньшей мере, одно наружное кольцо (4) подшипника, один кольцеобразный промежуточный элемент (9) и один корпус. Подшипник качения установлен таким образом в корпусе, что промежуточный элемент (9) расположен между наружным кольцом (4) подшипника и корпусом, причем между наружным кольцом (4) и промежуточным элементом (9) образуется первая зона контакта, а между промежуточным элементом (9) и корпусом образуется вторая зона контакта. В первой зоне контакта расположена система охлаждения, имеющая, по меньшей мере, одну охлаждающую выемку, в частности канал (5) охлаждения, по которой протекает охлаждающее вещество, в частности охлаждающая жидкость, а во второй зоне контакта расположена система демпфирования, имеющая, по меньшей мере, одну демпфирующую выемку, через которую демпфирующее полое пространство может заполняться во второй зоне контакта демпфирующей жидкостью. Наружное кольцо (4) расположено в промежуточном элементе (9) с возможностью вращения, а на торцевой стороне наружного кольца (4) находится расположенный по периметру буртик (6) для улавливания масла, установленный с возможностью улавливания масла и направления его в первую зону контакта. Технический результат: создание усовершенствованного устройства подшипника качения, которое, предпочтительно, применяется для авиационных двигателей, а также для стационарных газовых турбин, в котором одна единственная система подачи жидкости обеспечивает как охлаждение, так и демпфирование устройства подшипника качения. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение касается устройства подшипника качения согласно родовому понятию пункта 1 формулы изобретения. Такое устройство подшипника качения известно, например, из DE 10 2009 056 662 А1.

Как указано в DE 102009056 662 А1, соответствующий подшипник качения выполнен в виде высокомощного подшипника качения, в особенности, для применения в опорах приводных механизмов или в опорах главных валов во вращающихся с большой скоростью газовых турбинах, механизмах, а также в опорах ротора в вертолетах.

В отдельных случаях при применении подшипников качения в зоне контакта между телами качения и кольцами подшипника в результате очень большой рабочей скорости вращения при максимально высоких нагрузках рабочие температуры быстро достигают величин значительно выше 200°С. Тепло, которое выделяется в результате трения при большой скорости вращения, необходимо постоянно и надежно отводить для предотвращения повреждения подшипника. Для этого применяются системы охлаждения подшипников качения, принцип которых известен из DE 102006024603 А1.

Одновременно в описанных отдельных случаях применения высокомощных подшипников качения возникают также осевые и радиальные биения, которые можно эффективно компенсировать с помощью систем демпфирования. Такая система демпфирования принципиально известна из DE 102008032921 А1.

Комбинированное охлаждение и демпфирование подшипника известно из упомянутого выше DE 102009056662 А1. При этом между наружным кольцом подшипника и корпусом расположен кольцеобразный промежуточный элемент, причем между наружным кольцом подшипника и промежуточным элементом образуется зона охлаждения, а между промежуточным элементом и корпусом образуется система демпфирования.

В основу изобретения положена задача создать такое усовершенствованное устройство подшипника качения, которое, предпочтительно, применяется для авиационных двигателей, а также для стационарных газовых турбин, с охлаждением и демпфированием, по сравнению с указанным уровнем техники, в особенности, в отношении производственных и эксплуатационных расходов.

Эта задача решается, в соответствии с изобретением, посредством устройства подшипника качения согласно пункту 1 формулы изобретения.

Это устройство подшипника качения имеет, по меньшей мере, одно наружное кольцо подшипника, один кольцеобразный промежуточный элемент и один конструктивный элемент корпуса, причем подшипник качения установлен таким образом в элементе корпуса, что промежуточный элемент расположен между наружным кольцом подшипника и элементом корпуса, при этом между наружным кольцом подшипника и промежуточным элементом образуется первая зона контакта, а между промежуточным элементом и конструктивным элементом корпуса образуется вторая зона контакта.

В первой зоне контакта расположена система охлаждения, имеющая, по меньшей мере, одну охлаждающую выемку, в частности канал охлаждения, по которой протекает охлаждающее вещество, в частности охлаждающая жидкость.

Во второй зоне контакта образована система демпфирования, имеющая, по меньшей мере, одну демпфирующую выемку, через которую демпфирующее полое пространство, например зазор, может заполняться во второй зоне контакта демпфирующей жидкостью.

В отличие от уровня техники в предложенном в изобретении устройстве подшипника качения наружное кольцо расположено в промежуточном элементе с возможностью вращения. На торцевой стороне наружного кольца находится расположенный по периметру буртик для улавливания масла, образованный с возможностью улавливать масло и направлять его в первую зону контакта.

Существенное преимущество предложенного в изобретении устройства подшипника качения заключается в том, что посредством вращающегося, оснащенного буртиком для улавливания масла наружного кольца, находящегося в подшипнике качения, впрыскиваемое сбоку подшипника масло с использованием центробежной силы специально подается в охлаждаемую зону контакта между наружным кольцом и промежуточным элементом.

В предпочтительном варианте выполнения система охлаждения в первой зоне контакта герметично соединена с системой демпфирования во второй зоне контакта. Тем самым одна единственная система подачи жидкости обеспечивает как охлаждение, так и демпфирование устройства подшипника качения. Вязкость комбинированной охлаждающей и демпфирующей жидкости, предпочтительно состоящей из масла, выбирается таким образом, чтобы обеспечивалась как достаточная скорость ее потока в первой зоне контакта, и тем самым достигалось достаточно эффективное охлаждение, так и обеспечивалось достаточное демпфирующее действие.

Согласно первому варианту наружное кольцо имеет на торцевой стороне, находящейся напротив буртика для улавливания масла, по меньшей мере, одно отверстие для слива масла. Отверстие для слива масла может быть также образовано посредством выполненной канавки между наружным кольцом и промежуточным элементом.

Согласно второму варианту промежуточный элемент имеет один трубопровод для перелива масла, соединяющий первую зону контакта со второй зоной контакта. При этом вращение наружного кольца обеспечивает, главным образом, подачу охлаждающей и демпфирующей жидкости из первой зоны контакта, то есть из системы охлаждения, во вторую зону контакта, то есть в систему демпфирования. В отличие от наружного кольца промежуточный элемент не может вращаться в корпусе.

Далее описываются подробные примеры выполнения изобретения к данным фигурам. На них показано:

фиг. 1 - изображение фрагмента устройства подшипника качения в сечении согласно первому примеру выполнения;

фиг. 2 - изображение фрагмента устройства подшипника качения в сечении согласно второму примеру выполнения.

Одни и те же или одинаково действующие детали обозначены на фигурах одними и теми же символами.

На обеих фигурах представлено, соответственно, устройство подшипника реактивного двигателя, об основной функции которого шла речь в вышеупомянутом уровне техники. Следующие варианты выполнения касаются обоих примеров выполнения, если не указывается другое.

Устройство подшипника содержит кольца 1,4 подшипника, а именно одно внутреннее кольцо 1 и одно наружное кольцо 4, между которыми катаются тела 2 качения, а именно шарики, которые удерживаются с помощью сепаратора 3. На внешней поверхности наружного кольца 4 сформирован канал 5 охлаждения. Наружное кольцо 4 по радиусу окружено кольцеобразным промежуточным элементом 9, который также обозначается как окружающее кольцо подшипника. Таким образом, канал 5 охлаждения образует один компонент системы охлаждения в первой зоне контакта между наружным кольцом 4 и промежуточным элементом 9. Наружное кольцо 4 расположено с возможностью вращения в промежуточном элементе 9.

Вторая зона контакта образована между промежуточным элементом 9 и не показанным корпусом, в который помещен промежуточный элемент 9. В этой второй зоне контакта образована система демпфирования, причем демпфирующая жидкость, а именно демпфирующее масло, идентична протекающей по каналу 5 охлаждения жидкости. Промежуточный элемент 9 устанавливается в корпусе без возможности перемещения.

Охлаждающее и демпфирующее масло отводится посредством масляной форсунки 13, расположенной на торцевой стороне колец 1,4 подшипника. Оттуда оно частично выходит по буртику 6 для улавливания масла, сформированному на торцевой стороне наружного кольца 4. В представленном сечении буртик 6 для улавливания масла имеет клиновидную форму, причем внутренняя радиальная поверхность буртика 6 для улавливания масла расширяется к торцевой стороне кольца 4 подшипника, и тем самым образует коническую форму. Непосредственно вблизи буртика 6 для улавливания масла внутри кольца 4 подшипника находится отверстие 7 для масла, через которое уловленная буртиком 6 для улавливания масла охлаждающая и демпфирующая жидкость направляется в канал 5 охлаждения. Подача масла от буртика 6 для улавливания масла через установленное под углом отверстие 7 для масла и далее по каналу 5 охлаждения выполняется посредством центробежной силы в результате вращения наружного кольца 4.

В примере выполнения согласно фиг. 1 протекающее по каналу 7 охлаждения масло вытекает по расположенной напротив буртика 6 для улавливания масла торцевой стороне наружного кольца 4 через находящееся в наружном кольце 4 отверстие 8 для слива масла с торцевой стороны наружного кольца 4.

В примере выполнения согласно фиг. 2 масло течет от канала 5 охлаждения по имеющемуся в промежуточном элементе 9 трубопроводу 12 для перелива масла непосредственно к окружающей канавке 11 для распределения масла на внешней поверхности промежуточного элемента 9, который представляет собой компонент системы демпфирования. Как видно из фиг. 2, на внешней поверхности промежуточного элемента 9 находятся также две канавки 10 под поршневое кольцо, обеспечивающие уплотнение образованной во второй зоне контакта масляной пленки. Масло подается в систему демпфирования только по трубопроводу 12 для перелива масла. Вышедшее из системы демпфирования масло возвращается к масляной форсунке 13, образуя замкнутый цикл.

Условные обозначения

1 Кольцо подшипника, внутреннее кольцо

2 Тело качения, шарик

3 Сепаратор

4 Кольцо подшипника, наружное кольцо

5 Канал охлаждения

6 Буртик для улавливания масла

7 Отверстие для масла

8 Отверстие для слива масла

9 Промежуточный элемент

10 Канавка под поршневое кольцо

11 Канавка для распределения масла

12 Трубопровод для перелива масла

13 Масляная форсунка.

1. Устройство подшипника качения, содержащее, по меньшей мере, одно наружное кольцо (4) подшипника, один кольцеобразный промежуточный элемент (9) и один корпус, при этом подшипник качения установлен таким образом в корпусе, что промежуточный элемент (9) расположен между наружным кольцом (4) подшипника и корпусом, причем между наружным кольцом (4) и промежуточным элементом (9) образуется первая зона контакта, а между промежуточным элементом (9) и корпусом образуется вторая зона контакта, при этом в первой зоне контакта расположена система охлаждения, имеющая, по меньшей мере, одну охлаждающую выемку, в частности канал (5) охлаждения, по которой протекает охлаждающее вещество, в частности охлаждающая жидкость, а во второй зоне контакта расположена система демпфирования, имеющая, по меньшей мере, одну демпфирующую выемку, через которую демпфирующее полое пространство может заполняться во второй зоне контакта демпфирующей жидкостью, отличающееся тем, что наружное кольцо (4) расположено в промежуточном элементе (9) с возможностью вращения, а на торцевой стороне наружного кольца (4) находится расположенный по периметру буртик (6) для улавливания масла, установленный с возможностью улавливания масла и направления его в первую зону контакта.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что система охлаждения в первой зоне контакта герметично соединена с системой демпфирования во второй зоне контакта.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что наружное кольцо (4) имеет на торцевой стороне, находящейся напротив буртика (6) для улавливания масла, по меньшей мере, одно отверстие (8) для слива масла.

4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что промежуточный элемент (9) имеет один трубопровод (12) для перелива масла, соединяющий первую зону контакта со второй зоной контакта.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью применения в газовой турбине.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью применения в качестве опоры ротора в вертолете.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к корпусу (1) подшипника для подшипника качения, выполненному с внутренним проходом (7) с впускным отверстием (8) и выпускным отверстием (10) для охлаждающей среды.

Группа изобретений относится к области сверхмощных подшипников качения, в частности к подшипниковой системе и промежуточному элементу для нее. Подшипниковая система содержит подшипник качения, снабженный внешним кольцом, промежуточным элементом и элементом корпуса.

Изобретение относится к мостам ведущим уборочных гусеничных машин, например самоходных рисозерноуборочных и кормоуборочных комбайнов. Мост включает балку моста, с закрепленными на ней бортовыми редукторами с ведущими звездочками и тормозными устройствами, коробку диапазонов, бортовые фрикционы, механизм управления поворотом бортового фрикциона с гидроцилиндром двустороннего действия, тягой, ведущий барабан, оградительный щиток ведущего барабана, соединительные муфты с компенсационным валом, механизм привода.

Изобретение относится к газотурбинным двигателям, в частности к кольцеобразному узлу подшипниковой опоры для газотурбинных двигателей. .

Изобретение относится к машиностроению для охлаждения и смазки подшипников, преимущественно для центробежных сепараторов и может быть использовано в машинах разнообразного назначения.

Изобретение относится к машиностроению . .

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к шариковым подшипникам качения, и может применяться в малооборотных высоконагруженных механизмах. Шариковый сферический двухрядный подшипник качения содержит наружное кольцо (1) с двумя торообразными поверхностями дорожек качения, внутреннее кольцо (2) со сферической поверхностью дорожки качения, тела качения в виде шариков (3), имеющих профиль, сопряженный с торообразной поверхностью дорожек качения наружного кольца (1).

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к подшипникам качения. Двухрядный роликовый подшипник качения содержит внутреннее разрезное кольцо (4), наружное кольцо (1) и тела качения в виде роликов (7).

Изобретение относится к передаче данных и может быть использовано при обмене данными между ИС меткой и внешним устройством без соприкосновения с внешним устройством.

Подшипник // 2604907
Изобретение относится к машиностроению, а именно к опорам качения и скольжения различных механизмов и машин, а также к отдельным деталям машин - валикам, роликам, втулкам, осям и другим деталям.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано во всех областях промышленности. Подшипник качения содержит однобортовое наружное и двухбортовое внутреннее кольца с дорожками качения и размещенные между ними тела качения, выполненные в виде роликов двухступенчатого типа, и большим диаметром ступени контактирует только с дорожкой качения наружного кольца подшипника, а меньшим диаметром ступени - только с дорожкой качения его внутреннего кольца, наружное кольцо установлено на тела качения с предварительным натягом.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к подшипникам качения. Двухрядный роликовый подшипник качения содержит внутреннее кольцо (5) с двумя цилиндрическими дорожками качения (6), разделенными в центральной части кольца общим буртиком (7), наружное разрезное кольцо (1) с двумя цилиндрическими дорожки качения (2) на его половинах и буртиками (3) на их внешних сторонах, и тела качения в виде роликов (8).

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к подшипникам качения. Двухрядный роликовый подшипник качения содержит внутреннее разрезное кольцо (4) с цилиндрическими дорожками качения (5) на его половинах и буртиками (6), расположенными по внешним краям дорожек качения (5), наружное кольцо (1) с двумя цилиндрическими дорожками качения (2), разделенными в центральной части кольца общим буртиком (3), тела качения в виде роликов (7).

Изобретение относится к двухрядным коническим роликовым упорным подшипникам. Двухрядный конический роликовый упорный подшипник (10) содержит нижнюю пластину (11), имеющую внутреннюю и внешнюю конические дорожки (12, 13) качения; верхнюю пластину (14), имеющую плоскую дорожку (15) качения, соответствующие ряды внутренних и внешних роликов (16, 17), в которых наибольший диаметр внутренних роликов (16) не меньше, чем наибольший диаметр внешних роликов (17).

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к подшипникам качения. Двухрядный роликовый подшипник качения содержит внутреннее кольцо (5) с двумя цилиндрическими дорожками качения (6), разделенными в центральной части кольца общим буртиком (7), и снабженное буртиком (8) на внешней стороне кольца, наружное кольцо (1), выполненное цельным с цилиндрическими дорожками качения (2) и снабженное буртиком (8) на внешней стороне кольца, тела качения в виде роликов (9).

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к подшипникам качения. Двухрядный роликовый подшипник качения содержит внутреннее кольцо (4) с двумя цилиндрическими дорожками качения (5), разделенными в центральной части кольца общим буртиком (6), наружное разрезное кольцо (1), снабженное цилиндрическими дорожками качения (2) на его половинах, ограниченными буртиками (3) на их внешних сторонах, тела качения в виде роликов (7).

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к высокооборотным роторам турбомашин, и может быть использовано в области ракетостроения в турбонасосных агрегатах жидкостных ракетных двигателей.
Наверх