УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМАЗКИ ПОДШИПНИКА КАЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2018 года по МПК H02K5/173 H02K7/08 F16C33/10 F16C33/66 F16C33/78 

Изобретение касается устройства для смазки подшипника качения электродвигателя.

Валы электродвигателей, в частности электродвигателей большого конструктивного исполнения, могут быть оперты либо посредством подшипников скольжения, либо посредством подшипников качения. При этом всегда должна обеспечиваться достаточная смазка.

Подшипники скольжения из экономических соображений применяются реже и только при технической необходимости.

Подшипники качения у больших электродвигателей чаще всего эксплуатируются с консистентной смазкой. При этом чаще всего через определенное количество рабочих часов (например, 1000 рабочих часов) требуется дозаправка маслом.

US 2013/272873 раскрывает лопасть ротора, включающую в себя исполнительный элемент, включающий в себя электродвигатель, имеющий вращающийся приводной вал, подшипник для опирания вращающегося приводного вала вдоль оси, которая распространяется по длине лопасти ротора, и систему смазки для смазки подшипника. Система смазки имеет масляную ванну ближе к вершине лопасти, чем подшипник, и насос для перекачивания смазки из сборника к подшипнику.

В основе изобретения лежит задача предложить улучшенное устройство для смазки подшипника качения электродвигателя.

Задача в соответствии с изобретением решается с помощью устройства с признаками п.1 формулы изобретения.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.

Предлагаемое изобретением устройство для смазки подшипника качения электродвигателя включает в себя располагаемую на электродвигателе масляную камеру, имеющую маслосборник, и движущееся на валу электродвигателя непосредственно или опосредствованно вместе с ним и движущееся через маслосборник маслонагнетательное кольцо, с помощью которого при вращении вала масло может из маслосборника транспортироваться в смазочное пространство, расположенное вокруг вала и рядом с подшипником качения.

С помощью предлагаемого изобретением устройства предоставляется надежная и автономная непрерывная смазка. По сравнению с подшипником качения электродвигателя, смазываемым консистентной смазкой, благодаря предлагаемому изобретением устройству отпадают регулярные издержки дозаправки маслом. Таким образом, сокращаются затраты. Кроме того, с помощью масла может осуществляться охлаждение подшипника качения и продлеваться срок службы подшипника качения.

Масляная камера может быть расположена на наружной стороне или на внутренней стороне электродвигателя. Вместо маслонагнетательного кольца может быть также предусмотрен маслонагнетательный диск.

В одном из вариантов осуществления изобретения на валу может быть расположена втулка, на которой движется маслонагнетательное кольцо. Эта втулка может состоять из материала, благодаря которому маслонагнетательное кольцо подвергается меньшему износу, чем непосредственно на валу. Кроме того, упрощается придание втулке на ее наружной стороне контура, соответствующего требованиям к установке маслонагнетательного кольца, без ухудшения устойчивости вала электродвигателя. Например, втулка может быть напрессована на вал в горячем состоянии.

В одном из вариантов осуществления изобретения маслонагнетательное кольцо имеет внутренний диаметр, который значительно больше, чем наружный диаметр вала и/или втулки. Таким образом, маслосборник может быть относительно далеко удален от вала.

В одном из вариантов осуществления изобретения втулка или вал имеет наружную поверхность, диаметр которой сужается в осевом направлении от подшипника качения. Таким образом маслонагнетательное кольцо во время вращения вала отводится от подшипника качения, так что оно не приходит с ним в контакт, и таким образом предотвращаются повреждения.

В одном из вариантов осуществления изобретения втулка или вал имеет наружную поверхность, в которой предусмотрен окружной заплечик или паз, диаметр которого ступенчато уменьшен по сравнению с примыкающей областью наружной поверхности, чтобы держать маслонагнетательное кольцо внутри заплечика в определенном осевом положении на втулке или валу. В частности, в сочетании с сужающейся наружной поверхностью втулки или вала так может достигаться и поддерживаться точное осевое положение маслонагнетательного кольца.

В одном из вариантов осуществления изобретения предусмотрены одно или несколько колец для уплотнения вала с целью уплотнения вала в осевом направлении за подшипником качения в направлении электродвигателя и/или от смазочного пространства в направлении окружающей среды, чтобы избежать потерь смазки и загрязнения маслом внутренней области электродвигателя и окружающей его среды.

В одном из вариантов осуществления изобретения, примыкая к смазочному пространству, в осевом направлении от электродвигателя, на валу расположен наружный отбрасывающий диск. Дополнительно или альтернативно, примыкая к подшипнику качения, в осевом направлении к электродвигателю, на валу расположен внутренний отбрасывающий диск. Таким образом кольца для уплотнения вала могут защищаться от слишком больших количеств масла.

В одном из вариантов осуществления изобретения наружный отбрасывающий диск и/или внутренний отбрасывающий диск имеют, каждый, на обращенной к смазочному пространству стороне окружную выемку, поперечное сечение которой в направлении радиальной наружной стороны данного отбрасывающего диска имеет меньший радиус, чем в направлении радиальной внутренней стороны данного отбрасывающего диска.

В одном из вариантов осуществления изобретения предусмотрен отводящий канал для отвода масла из области за подшипником качения в направлении электродвигателя в маслосборник, так что возникает циркуляция, и возникающий при известных обстоятельствах истертый материал удаляется из подшипника качения и собирается на дне маслосборника, откуда он, например, может удаляться при смене масла.

В одном из вариантов осуществления изобретения за подшипником качения в направлении электродвигателя последовательно расположены два кольца для уплотнения вала, причем между этими двумя кольцами для уплотнения вала предусмотрен канал для выравнивания давления, который соединен с окружающей электродвигатель средой. Таким образом снижаются возникающие при известных обстоятельствах повышенные и пониженные давления.

В одном из вариантов осуществления изобретения маслонагнетательное кольцо имеет приблизительно трапецеидальное поперечное сечение, при этом более длинная из двух параллельных сторон трапеции указывает внутрь.

В одном из вариантов осуществления изобретения в масляной камере предусмотрено отверстие для притока масла, а на дне маслосборника - маслосливное отверстие, закрываемое маслосливной резьбовой пробкой.

В одном из вариантов осуществления изобретения в масляной камере предусмотрен спуск масла, так что масляная камера через отверстие для притока масла и спуск масла может включаться в циркуляционный контур масла.

В другом варианте осуществления изобретения в масляной камере расположено смотровое стекло, чтобы можно было контролировать уровень масла и окраску масла.

Кольцо для уплотнения вала или кольца для уплотнения вала могут быть выполнены, каждое, в виде контактного или бесконтактного уплотнения.

Описанные выше свойства, признаки и преимущества этого изобретения, а также способ их достижения становятся яснее и отчетливее понятны со ссылкой на следующее описание примеров осуществления, которые поясняются подробнее со ссылкой на чертежи. При этом показано:

фиг.1: схематичный вид в перспективе устройства для смазки подшипника качения на электродвигателе;

фиг.2: схематичное продольное сечение устройства для смазки подшипника качения;

фиг.3: схематичный фрагмент сечения устройства для смазки подшипника качения, и

фиг.4: другой схематичный фрагмент сечения устройства для смазки подшипника качения.

Соответствующие друг другу части на всех фигурах снабжены одинаковыми ссылочными обозначениями.

На фиг.1 показан схематичный вид в перспективе устройства 1 для смазки подшипника качения (на фиг.1 не изображен) в подшипниковом щите 2 электродвигателя 4. На фиг.2 показано схематичное продольное сечение устройства 1 для смазки подшипника 3 качения в подшипниковом щите 2 электродвигателя 4. Подшипник 3 опирает вал 5 электродвигателя 4 и расположен в подшипниковом щите 2.

Устройство 1 включает в себя масляную камеру 6, которая может состоять из двух соединенных друг с другом, например привернутых или застопоренных, частей 6.1, 6.2 корпуса.

В масляной камере 6 предусмотрен маслосборник 7, который в показанном на фиг.2 положении использования устройства 1 находится внизу. Маслосборник 7 по меньшей мере частично наполнен смазкой, например маслом.

На валу 5 электродвигателя 4, проходящем через масляную камеру 6, расположена втулка 8. На втулке 8, свободно двигаясь вместе с ней, расположено маслонагнетательное кольцо 9, внутренний диаметр которого значительно больше, чем наружный диаметр втулки 8, таким образом, что маслонагнетательное кольцо 9 в положении использования вверху опирается на втулку 8, а в положении использования внизу проходит через маслосборник 7. Так маслонагнетательное кольцо 9 при вращении вала 5 приводится им во вращение с фрикционным замыканием и таким образом нагнетает масло из маслосборника 7 на втулку 8 и/или путем отбрасывания масла от маслонагнетательного кольца 9 и/или от втулки 8 - на радиальную наружную стенку 13 смазочного пространства 14, примыкающего к втулке 8 снаружи.

Втулка 8 имеет наружную поверхность 8.1, диаметр которой сужается в осевом направлении от подшипника качения. Дополнительно наружная поверхность 8.1 втулки 8 имеет окружной заплечик 8.2 или паз, диаметр которого ступенчато уменьшен по сравнению с примыкающей областью наружной поверхности 8.1, так что маслонагнетательное кольцо 9 удерживается внутри заплечика в определенном осевом положении на втулке 8. В случае когда маслонагнетательное кольцо 9 не находится в заплечике 8.2, сужающаяся в направлении заплечика 8.2 наружная поверхность 8.1 втулки 8 служит для того, чтобы маслонагнетательное кольцо 9 при вращении вала 5 направлялось в заплечик 8.2.

В осевом направлении к подшипнику 3 качения втулка 8 примыкает к внутреннему кольцу 3.1 подшипника 3 качения. В осевом направлении от подшипника 3 качения втулка 8 примыкает к расположенному на валу 5 наружному отбрасывающему диску 10, который посредством предохранительного кольца 11 может удерживаться в осевом положении на валу 5 и радиально доходит приблизительно до радиальной наружной стенки 13 смазочного пространства 14, однако удален от этой радиальной наружной стенки 13, не соприкасаясь.

Другой, внутренний, отбрасывающий диск 12 в осевом направлении к электродвигателю 4 расположен за внутренним кольцом 3.1 подшипника 3 качения и удерживается в осевом направлении бортиком 5.1 вала 5, диаметр которого больше, чем часть вала 5, на которой сидит внутренний отбрасывающий диск 12. Внутренний отбрасывающий диск 12 доходит радиально приблизительно до внутреннего гнезда 15 подшипника, удерживающего наружное кольцо 3.2 подшипника 3 качения в осевом направлении к электродвигателю 4, однако удален от внутреннего гнезда 15 подшипника, не соприкасаясь.

Наружное гнездо подшипника для осевой фиксации наружного кольца 3.2 в направлении от электродвигателя 4 может быть образовано радиальной наружной стенкой 13.

Отбрасывающие диски 10. 12 на своих обращенных друг к другу сторонах имеют, каждый, окружную выемку 10.1, 12.1, поперечное сечение которой в направлении радиальной наружной стороны отбрасывающего диска 10, 12 имеет меньший радиус, чем в направлении радиальной внутренней стороны отбрасывающего диска 10, 12. Отбрасываемое к радиальной наружной стенке 13 и прилипающее к втулке 8 масло попадает оттуда в подшипник 3 качения.

Внутри и снаружи масляной камеры 6 на валу 5 предусмотрены указывающие в осевом направлении от электродвигателя 4 одно или несколько колец 17, 18 для уплотнения вала, чтобы предотвращать выход масла, попадающего при известных обстоятельствах за наружный отбрасывающий диск 10. Также в осевом направлении к электродвигателю 4 за внутренним отбрасывающим диском 12 на валу 5 предусмотрено кольцо 19 для уплотнения вала.

На фиг.3 и 4 показаны в каждом случае разные схематичные фрагменты сечений устройства 1 для смазки подшипника 3 качения.

Из области за подшипником 3 качения в направлении электродвигателя 4 масло через зазор между внутренним отбрасывающим диском 12 и наружным кольцом 3.2 подшипника и через предусмотренный в подшипниковом щите 2 отводящий канал 16 может течь обратно в маслосборник 7, так что возникает циркуляция и возникающий при известных обстоятельствах истертый материал удаляется из подшипника 3 качения и собирается на дне маслосборника 7, откуда он, например, может удаляться при смене масла.

В наружной стенке 13 могут быть предусмотрены одно или несколько отверстий 25, через которые масло может течь обратно из смазочного пространства 14 в маслосборник 7. Отверстие 25 выполнено с такими размерами, что может точно отмеряться уровень масла в смазочном пространстве 14 перед подшипником 3 качения и вместе с тем количество масла, подводимое к подшипнику 3 качения.

Также в направлении электродвигателя 4 может быть предусмотрено другое кольцо 20 для уплотнения вала для уменьшения возникающих при известных обстоятельствах повышенных или пониженных давлений. Для этого между двумя кольцами 19 и 20 для уплотнения вала предусмотрен канал 21 для выравнивания давления, который соединен с окружающей средой электродвигателя 4.

Масляная камера 6 может также иметь отверстие 22 для притока масла, через которое возможно наполнение маслом. Кроме того, может быть предусмотрено смотровое стекло 23 для контроля уровня масла. Вместо смотрового стекла 23 может быть также предусмотрен спуск масла, так чтобы масляная камера 6 через отверстие для притока масла и спуск масла могла включаться в циркуляционный контур масла. Кроме того, на дне маслосборника 7 может быть предусмотрена маслосливная резьбовая пробка 24.

Кольца 17, 18, 19, 20 для уплотнения вала могут быть выполнены в виде контактного или бесконтактного уплотнения.

В изображенном примере осуществления маслонагнетательное кольцо 9 имеет приблизительно трапецеидальное поперечное сечение, при этом более длинная из двух параллельных сторон трапеции указывает внутрь. В альтернативных примерах осуществления возможны другие формы поперечного сечения маслонагнетательного кольца 9.

В одном из альтернативных примеров осуществления маслонагнетательное кольцо 9 может быть также расположено, двигаясь, непосредственно на валу 5, так что можно обойтись без втулки 8.

Отбрасывающие диски 10, 12 защищают кольца 17, 18, 19, 20 для уплотнения вала от слишком больших количеств масла. Но в одном из альтернативных примеров осуществления устройство 1 может быть также выполнено без отбрасывающих дисков 10, 12.

Хотя изобретение было подробнее проиллюстрировано и описано в деталях на предпочтительных примерах осуществления, изобретение не ограничено раскрытыми примерами и специалистом могут быть выведены отсюда другие варианты без выхода из объема охраны изобретения.

Изобретение относится к области электротехники и касается устройства для смазки подшипника качения электродвигателя. Технический результат – улучшение смазки подшипника. Устройство для смазки подшипника качения электродвигателя включает в себя располагаемую на наружной или внутренней стороне электродвигателя масляную камеру с маслосборником и движущееся через маслосборник маслонагнетательное кольцо или маслонагнетательный диск, с помощью которого при вращении вала масло из маслосборника может транспортироваться в смазочное пространство, расположенное вокруг вала и рядом с подшипником качения. В радиальной наружной стенке смазочного пространства предусмотрены одно или несколько отверстий, через которые масло из смазочного пространства может течь обратно в маслосборник. 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство (1) для смазки подшипника (3) качения электродвигателя (4), включающее в себя

- располагаемую на наружной стороне или внутренней стороне электродвигателя (4) масляную камеру (6) с маслосборником (7) и

- движущееся на валу (5) электродвигателя (4) непосредственно или опосредствованно вместе с ним, а также движущееся через маслосборник (7) маслонагнетательное кольцо (9) или маслонагнетательный диск, с помощью которого при вращении вала (5) масло из маслосборника может транспортироваться в смазочное пространство (14), расположенное вокруг вала (5) и рядом с подшипником (3) качения,

отличающееся тем, что в радиальной наружной стенке (13) смазочного пространства (14) предусмотрены одно или несколько отверстий (25), через которые масло из смазочного пространства (14) может течь обратно в маслосборник (7).

2. Устройство (1) по п.1, при этом на валу (5) расположена втулка (8), на которой движется маслонагнетательное кольцо (9).

3. Устройство (1) по одному из пп.1 или 2, при этом маслонагнетательное кольцо (9) имеет внутренний диаметр, который значительно больше, чем наружный диаметр вала (5) и/или втулки (8).

4. Устройство (1) по одному из предыдущих пунктов, при этом втулка (8) или вал (5) имеет наружную поверхность (8.1), диаметр которой сужается в осевом направлении от подшипника (3) качения.

5. Устройство (1) по одному из предыдущих пунктов, при этом втулка (8) или вал (5) имеет наружную поверхность (8.1), в которой предусмотрен окружной заплечик (8.2) или паз, диаметр которого ступенчато уменьшен по сравнению с примыкающей областью наружной поверхности (8.1), чтобы удерживать маслонагнетательное кольцо (9) внутри заплечика (8.2) в определенном осевом положении на втулке (8) или на валу (5).

6. Устройство (1) по одному из предыдущих пунктов, при этом предусмотрены одно или несколько колец (17, 18, 19, 20) для уплотнения вала с целью уплотнения вала (5) в осевом направлении за подшипником (3) качения в направлении электродвигателя (4) и/или от смазочного пространства (14) в направлении окружающей среды.

7. Устройство (1) по одному из предыдущих пунктов, при этом, примыкая к смазочному пространству (14), в осевом направлении от электродвигателя (4), на валу (5) расположен наружный отбрасывающий диск (10), и/или при этом в осевом направлении к электродвигателю (4) на валу (5) расположен внутренний отбрасывающий диск (12).

8. Устройство (1) по п.7, при этом наружный отбрасывающий диск (10) и/или внутренний отбрасывающий диск (12) имеют, каждый, на обращенной к смазочному пространству (14) стороне окружную выемку (10.1, 12.1), поперечное сечение которой в направлении радиальной наружной стороны данного отбрасывающего диска (10, 12) имеет меньший радиус, чем в направлении радиальной внутренней стороны данного отбрасывающего диска (10, 12).

9. Устройство (1) по одному из предыдущих пунктов, при этом предусмотрен отводящий канал (16) для отвода масла из области за подшипником (3) качения в маслосборник (7).

10. Устройство (1) по одному из пп.6-9, при этом за подшипником (3) качения в направлении электродвигателя (4) последовательно расположены два кольца (19, 20) для уплотнения вала, причем между этими двумя кольцами (19, 20) для уплотнения вала предусмотрен канал (21) для выравнивания давления, который соединен с окружающей электродвигатель (4) средой.

11. Устройство (1) по одному из предыдущих пунктов, при этом маслонагнетательное кольцо (9) имеет приблизительно трапецеидальное поперечное сечение, при этом более длинная из двух параллельных сторон трапеции указывает внутрь.

12. Устройство (1) по одному из предыдущих пунктов, при этом в масляной камере (6) предусмотрено отверстие (22) для притока масла, а на дне маслосборника (7) - маслосливное отверстие, закрываемое маслосливной резьбовой пробкой (24).

13. Устройство (1) по п.12, при этом в масляной камере (6) предусмотрен спуск масла, так что масляная камера (6) через отверстие (22) для притока масла и спуск масла может включаться в циркуляционный контур масла.

14. Устройство (1) по одному из предыдущих пунктов, при этом в масляной камере (6) расположено смотровое стекло (23).

15. Устройство (1) по одному из пп.6-14, при этом кольцо (17, 18, 19, 20) для уплотнения вала или кольца (17, 18, 19, 20) для уплотнения вала выполнены, каждое, в виде контактного или бесконтактного уплотнения.