ПОДШИПНИКОВЫЙ УЗЕЛ Российский патент 1998 года по МПК F16C33/66 

Изобретение относится к устройствам подшипников, содержащим систему смазки, и может быть использовано в приборостроении.

Известны подшипниковые узлы, содержащие установленные в корпусе подшипники с телами качения, размещенными в сепараторе, и смазочный элемент, выполненный в виде съемного кольца с маслоподводящими каналами, расположенными под углом к плоскости сепаратора и направленными в сторону его вращения (см. авторское свидетельство N 458667, кл. F 16 C 33/66, F 16 N 1/00).

Указанные подшипниковые узлы не содержат элементов с полостью масла. Подвод масла к маслоподводящему кольцу, обычно, производят через маслонапорную систему, в виде маслопроводов, насоса и элемента, содержащего масло. Подшипниковый узел имеет струйную смазку с большим расходом масла, так как технологически невозможно выполнить достаточно малые маслоподводящие каналы.

Известны подшипниковые узлы, содержащие смонтированный в корпусе и установленный на валу подшипник качения, торцовые крышки, резервуар для смазки и каналы для подвода смазки к подшипнику, а также устройство для подачи смазки, включающее вращающийся диск, скребок и приемный лоток (см. патент ФРГ N 874536, кл. 47 B 12, 1949, авторское свидетельство СССР N 737676, кл. F 16 C 33/66).

В указанном подшипниковом узле, с циркуляционной смазкой, масло вспенивается вращающимся диском и отработанная загрязненная смазка поступает к подшипнику.

Известны подшипниковые узлы, содержащие смонтированный в корпусе и установленный на внутренней втулке, установленной на валу, подшипник и полость с маслом, образованную внутренней и наружной втулкой. Масло из полости подводится к подшипнику через канал для подвода масла, образованный внутренней поверхностью наружной втулки и наружной поверхностью внутреннего кольца подшипника. Для обеспечения подачи масла и создания определенного зазора в канале для подвода масла применено кольцо жесткости, которое установлено с натягом на наружную втулку в месте канала для подвода масла (см. Экспресс-информацию "Детали машин" N 14, М., 1980, с. 5-8).

Этот подшипниковый узел является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту.

Недостатком известного подшипникового узла является сложность конструкции, так как в нем применено кольцо жесткости для получения подачи масла, внутреннее кольцо подшипника установлено на внутреннюю втулку, канал для подвода масла образован внутренней поверхностью наружной втулки и наружной поверхностью внутреннего кольца подшипника, подшипник имеет специальное внутреннее кольцо с точной цилиндрической поверхностью. Зазор, определяющий подачу масла к подшипнику, не может быть измерен стандартными мерительными средствами.

Целью настоящего изобретения является упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в известном подшипниковом узле, содержащем смонтированный в корпусе подшипник, внутреннюю и наружную втулку, которые образуют полость, заполненную маслом, и канал для подвода масла к подшипнику, подшипник установлен непосредственно на валу, а канал для подвода масла образован посредством посадки с натягом наружной втулки на внутреннюю. Величину эквивалентного зазора, и тем самым подачу масла, производят за счет подбора дозированной шероховатости сопрягаемых с натягом поверхностей внутренней и наружной втулки. Неизменяемость эквивалентного зазора во всех условиях работы подшипникового узла обеспечивают выбором натяга.

Заявителю неизвестны аналогичные технические решения, в которых масло подводят к подшипнику через канал, образованный посадкой с натягом двух деталей, поверхности которых, для обеспечения подачи масла, имеют дозированную шероховатость На основании изложенного заявитель считает, что предложенное техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

На прилагаемом чертеже изображен предлагаемый подшипниковый узел.

Подшипниковый узел, смонтированный в корпусе 1, содержит подшипник 2, внутреннее кольцо 3 которого установлено на вал.4.

Полость с маслом 5 образована внутренней втулкой 6, установленной на валу 4, и наружной втулкой 7, установленной на внутреннюю втулку 6 с натягом, образуя канал для подвода масла 8 к подшипнику 2.

Внутреннее кольцо 3 подшипника 2 в осевом направлении закреплено внутренней втулкой 6 и гайкой 9.

Со стороны гайки 9 внутренняя втулка 6 и наружная втулка 7 соединены, например, сваркой. Во внутренней втулке 6 имеется заливочное отверстие 10, заглушенное, например, винтом 11.

Выход канала для подвода масла 12 образован торцевой поверхностью наружной втулки 7 и внутренним кольцом 3. Внутренняя поверхность наружной втулки 7 и наружная поверхность внутренней втулки 6, а также торцевая поверхность наружной втулки 7, в месте канала для подвода масла 8 и выхода канала для подвода масла 12, выполнены с дозированной шероховатостью.

Подшипниковый узел работает следующим образом.

При вращении вала 4 масло под действием центробежных сил нагнетается через канал для подвода масла 8, затем проходит через выход канала для подвода масла 12 на наружную поверхность внутреннего кольца 3 подшипника 2. Далее движение масла осуществляется по закону термокапиллярного движения жидкости. При работе подшипника 2 температура в точках контакта с внутренним кольцом 3 выше, чем на его торце - в месте выхода канала для подвода масла 12. Температура масла, а следовательно, и величина его поверхностного натяжения также различна. Под действием переменного поверхностного натяжения происходит движение масла от места с меньшим нагревом к месту с большим нагревом. Таким образом масло попадает, например, у подшипника качения, на поверхность шариков и затем на дорожку качения наружного кольца.

Подбирая шероховатость сопрягаемых с натягом поверхностей внутренней втулки 6 и наружной втулки 7, получают необходимое сопротивление канала для подвода масла 8, то есть регулируют количество масла, поступающего в подшипник. Необходимое сопротивление канала для подвода масла 8 можно также получить, изменяя его длину, то есть более протяженный канал будет обладать большим сопротивлением, и за счет направления неровностей поверхностей (шероховатости) внутренней втулки 6 и наружной втулки 7 в сопряжении с натягом.

Заявителем производится отработка подшипникового узла, содержащего радиально-упорный подшипник 4-36208К ГОСТ 520-71, внутреннюю и наружную втулку из стали 40Х13 ГОСТ 5632-72. Наружная втулка имеет твердость HRC 45^oC52, внутренняя втулка HRC 26^oC32. Полость, образованная внутренней и наружной втулкой, заполнена маслом МС-14 ГОСТ 21743-76. Канал для подвода масла имеет номинальный диаметр 46 мм, длину - 10,5 мм, натяг - 0,020^oC0,025 мм. Шероховатость поверхностей внутренней и наружной втулки, в месте сопряжения с натягом, - Ra = 0,32^oC0,25 мкм.

При скорости вращения вала 7500 об/мин и перекрестном направлении неровностей - подача масла к подшипнику составила 0,5•10^-4 Г/ч.

Такое выполнение подшипникового узла позволяет упростить конструкцию и обеспечить гарантированную подачу масла к подшипнику.

Параметры, влияющие на подачу масла к подшипнику, могут быть аттестованы стандартными мерительными средствами, что обеспечивает получение одинаковой подачи масла от образца к образцу.

Подшипниковый узел предназначен для подшипников, содержащих систему смазки и использующихся в приборостроении. Подшипниковый узел смонтирован в корпусе и содержит подшипник, внутреннее кольцо которого установлено на вал. Полость с маслом образована внутренней втулкой и наружной втулкой, установленной на внутреннюю втулку с натягом, образуя канал для продвода масла. Выход канала для подвода масла образован торцевой поверхностью наружной втулки и внутренним кольцом. При вращении вала масло под действием центробежных сил нагнетается через канал для подвода масла на наружную поверхность внутреннего кольца. Далее движение масла производится по закону термокапиллярного движения жидкости к месту с большим нагревом, то есть к дорожке качения, а затем на поверхность шариков и внутреннего кольца. 1 ил.

Подшипниковый узел, содержащий смонтированный в корпусе подшипник, коаксиально расположенные втулки, между которыми выполнена камера для масла, а также канал для подвода масла в полость подшипников, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, упомянутые втулки сопряжены с натягом, а канал для подвода масла расположен в месте сопряжения этих втулок, при этом подшипник установлен на валу.