ОХЛАЖДАЕМЫЙ ШАРИКОПОДШИПНИКОВЫЙ УЗЕЛ Российский патент 1997 года по МПК F16C37/00 

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

Известен охлаждаемый шарикоподшипниковый узел, содержащий корпус, шарикоподшипник, установленные в нем с образованием со стороны их торцов полостей, охватывающую шарикоподшипники рубашку охлаждения, вал с осевым каналом и отверстиями и закрепленное на валу распылительное средство, форсунки которого сообщены с осевым каналом [1]
Недостаток в сложности обеспечения работоспособности конструкции при высоких оборотах и нагружениях, особенно применительно к центробежным сепараторам.

Технический результат повышение эффективности охлаждения подшипникового узла.

Это обуславливается тем, что в охлаждаемом шарикоподшипниковом узле, содержащем корпус, шарикоподшипники, установленные в нем с образованием со стороны их торцов полостей, охватывающую шарикоподшипники рубашку охлаждения, вал с осевым каналом и отверстиями и закрепленное на валу распылительное средство, форсунки которого сообщены с осевым каналом, распылительное средство установлено между шарикоподшипниками и выполнено в виде форсуночного кольца, при этом осевой канал вала и рубашка охлаждения сообщены между собой через отверстия вала, форсунки, полости шарикоподшипников и полости, образованные последними и корпусом. Кроме этого, форсунки могут быть направлены в стороны обоих подшипников. Далее, охлаждаемый шарикоподшипниковый узел может быть снабжен установленным в одной из полостей, образованных шарикоподшипниками и корпусом, коническим импеллерным уплотнением, состоящим из смонтированной в корпусе конической крышки и закрепленного на валу импеллерного диска, на конической поверхности которого выполнены пазы, при этом крышка и импеллерный диск расположены по отношению друг к другу с образованием гарантированного лимитированного зазора между их коническими поверхностями.

На фиг. 1 представлен охлаждаемый подшипниковый узел в разрезе; на фиг. 2 изображено сечение Б-Б фиг. 1 с продольными каналами, выполненными в виде равнорасположенных по окружности отверстий; на фиг. 3 сечение Б-Б с другим вариантом исполнения продольных каналов в виде оребренной стенки на обойме; на фиг. 4 вид А на конический импеллерный диск 16 с продольно-радиальными пазами; на фиг. 5 вид А на конический импеллерный диск в другом варианте, с криволинейно-радиальными пазами; на фиг. 6 представлен вид Г на фиг. 1 на обойму для подшипника.

Охлаждаемый шарикоподшипниковый узел имеет вал 1, на котором установлены шарикоподшипники 2 и 3. Вал 1 имеет осевой канал 4 и радиальные отверстия 5. Между шарикоподшипниками 2 и 3 установлено распылительное средство в виде форсуночного кольца 6 с форсунками 7 и 8, выходящими в полость между шарикоподшипниками 2 и 3. Форсунки 7 направлены в сторону шарикоподшипника 2, а форсунки 8 в сторону шарикоподшипника 3. Шарикоподшипники 2 и 3 вставлены в образующие корпус узла обоймы 9 и 10 соответственно, которые имеют каналы 11 и 12, являющиеся продолжением друг друга и образующие рубашку охлаждения подшипников. Обоймы 9 и 10 скреплены торцевым шлицевым соединением 13, фиксирующим угловое положение обойм друг относительно друга в собранном состоянии. Выполнение каналов 11 и 12 в виде цилиндрических отверстий изображено на фиг. 2. Эти каналы могут быть выполнены в виде пазов 14, как это показано на фиг. 3. Это другой вариант выполнения таких каналов в получившейся рубашке охлаждения шарикоподшипников. Обоймы 9 и 10 закреплены в общем корпусе 15. На валу 1 установлен конический импеллерный диск 16 импеллерного уплотнения, в которое входит и коническая крышка 17, закрепленная в корпусе 15. Между крышкой 17 и диском 16 имеется гарантированный лимитированный зазор С. На диске 16 выполнены продольно-радиальные пазы 18, конфигурация которых видна на фиг. 4. Эти пазы могут быть выполнены и криволинейно-радиальными пазами 19 (см. фиг. 5). Обойма 9 в торцевом шлицевом соединении 13 имеет торцевые выступы 20 и торцевые пазы 21 (фиг. 6). Обойма 10 имеет ответные выступы и пазы.

Функционирует устройство следующим образом. При вращении вала 1 вместе с ним вращаются внутренние кольца шарикоподшипников 2 и 3, форсуночное кольцо 6, импеллерный диск 16. Охлаждающая смазка подается (как показано стрелками на фиг. 1) по осевому каналу 4, а затем по радиальным отверстиям 5 в форсуночное кольцо 6 к форсункам 7 и 8, через которые смазка, распыляемая ввиду наличия перепада давления и в результате вращения форсуночного кольца 6 вместе с валом 1, попадает внутрь подшипников 2 и 3 на их шарики, обеспечивая смазку и охлаждение подшипников. Охлаждающая смазка не может пройти через зазор С по другую сторону импеллерного диска 16 благодаря импеллерному уплотнению, содержащему также коническую крышку 17 и разобщающему расположенную слева от диска 16 дренажную полость и полость за периферией этого импеллерного диска 16. Благодаря импеллерному диску 16 в полости за периферией импеллерного диска 16 давление будет выше, чем в полости правее подшипника 3, поэтому охлаждающая смазка будет перемещаться в каналах 11 и 12 (14), (как показано стрелками на фиг. 1) обеспечивая дополнительное охлаждение подшипников 2 и 3.

Следует отметить, что форсунки 7 и 8 могут выходить в полости подшипников 2 и 3 между внутренним и наружным кольцами шарикоподшипников.

В отдельных случаях форсуночное кольцо может быть объединено с внутренним кольцом шарикоподшипника.

Узел может содержать и еще дополнительные шарикоподшипники. Тогда общее число шарикоподшипников в устройстве может быть больше двух.

В некоторых случаях конструкция может быть оформлена таким образом, что корпус (15) и обоймы (9) и (10) будут совмещены в одной детали.

Конструктивное исполнение узла позволяет улучшить систему охлаждения и смазки подшипников за счет того, что имеет место сочетание охлаждения смазкой подшипников путем непосредственного контакта и дополнительное охлаждение теплопередачей через рубашку охлаждения. При этом обеспечивается как охлаждение, так и смазка подшипников.

Использование: в машиностроении для охлаждения и смазки подшипников, преимущественно для центробежных сепараторов. Сущность: охлаждаемый подшипниковый узел содержит корпус и обоймы, в которых на валу установлены два шарикоподшипника. Между ними зажато форсуночное кольцо с форсунками, выходящими в полость между шарикоподшипниками. За подшипниками относительно форсуночного кольца расположены полости пониженного давления, гидравлически соединенные продольными каналами, выполненными со стороны внешних колец подшипников и образующими рубашку охлаждения. Форсунки форсуночного кольца направлены как в сторону одного, так и в сторону другого шарикоподшипника. Вал за одним из подшипников выходит в дренажную полость, отделенную коническим импеллерным уплотнением. Такое конструктивное исполнение узла позволяет повысить эффективность охлаждения подшипников, т.е. повысить допустимый ресурс их работы. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Охлаждаемый шарикоподшипниковый узел, содержащий корпус, шарикоподшипники, установленные в нем с образованием со стороны их торцов полостей, охватывающую шарикоподшипники рубашку охлаждения, вал с осевым каналом и отверстиями и закрепленное на валу распылительное средство, форсунки которого сообщены с осевым каналом, отличающийся тем, что распылительное средство установлено между шарикоподшипниками и выполнено в виде форсуночного кольца, при этои осевой канал вала и рубашка охлаждения сообщены между собой через отверстия вала, форсунки, полости шарикоподшипников и полости, образованные последними и корпусом. 2. Узел по п. 1, отличающийся тем, что форсунки направлены в стороны обоих подшипников. 3. Узел по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен установленным в одной из полостей, образованных шарикоподшипниками и корпусом, коническим импеллерным уплотнением, состоящим из смонтированной в корпусе конической крышки и закрепленного на валу импеллерного диска, на конической поверхности которого выполнены пазы, при этом крышка и импеллерный диск расположены по отношению друг к другу с образованием гарантированного лимитированного зазора между их коническими поверхностями.