Подшипниковый узел с порошковой смазкой Российский патент 2023 года по МПК F16C33/00 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано во всех отраслях машиностроениях в качестве опор валов машин и механизмов, нагруженных радиальными и осевыми нагрузками и повышающих надежность и долговечность машин.

Известен "Конический подшипник скольжения" [RU №2336441, опубликовано 20.10.2008], с конической опорной поверхностью содержащий охватывающую цапфу вала втулку с расположенными на ее внутренней поверхности выточками, причем одна выточка выполнена кольцевой, расположена поперек образующих конуса подшипника со смещением относительно средней поперечной его оси в сторону меньшего основания конуса на величину от 0,25 до 0,35 длины его образующей и к ней через радиальное отверстие подведена под давлением рабочая жидкость. На внутренней поверхности подшипника, расположенной в сторону большего основания от упомянутой кольцевой выточки, выполнены продольные выточки, образующие многоклиновую внутреннюю поверхность подшипника. Предлагаемый конический подшипник скольжения повышает надежность и долговечность опорного узла путем разделения и дублирования функций гладкого и многоклинового подшипников скольжения, упрощает его изготовление и эксплуатацию благодаря простоте конструкции и способности одновременно компенсировать радиальные и осевые усилия со стороны ротора.

Недостаток данного изобретения состоит в том, что предложенный подшипниковый узел смазывается маслом (жидкая смазка), что требует организации системы, позволяющей осуществлять ее циркуляцию. Также это ограничивает температурный диапазон применения данного узла и увеличивает массогабаритные характеристики подшипниковой системы за счет дополнительного оборудования системы смазки.

Известен "Подшипник скольжения с магнитопорошковой системой смазки" [RU №2385424, публиковано 27.03.2010], содержащий вал из магнитопроводящего материала, диамагнитную втулку с полостями для магнитопорошковой смазки и узел для рыхления смазки. На внутренней поверхности втулки по краям каждой полости со стороны вала выполнены прямолинейные скосы под углом к внутренней поверхности втулки, обеспечивающие доставку магнитопорошковой смазки в контакт между втулкой и валом. Узел для рыхления смазки выполнен в виде расположенного в каждой полости втулки стержня, один конец каждого из которых жестко закреплен на поверхности втулки, а на свободном конце закреплены ребра для рыхления смазки. Наружная поверхность вала снабжена выступом с возможностью его взаимодействия при вращении вала со свободным концом каждого стержня узла для рыхления смазки.

Недостаток данного изобретения состоит в том, что отсутствует бесперебойная подача порошковой смазки в нужном количестве между трущимися поверхностями, при этом такой узел трения, вероятно, будет работоспособен только в тихоходных узлах трения.

Наиболее близким решением является "Узел смазки подшипника скольжения" [АС №1126767, опубликовано 30.11.1984], содержащий корпус с полостями заполненными ферромагнитной смазкой, сообщающимися с зазором между подшипником и валом, и магнитную систему в виде постоянных магнитов, в котором с целью повышения надежности работы магнитная система установлена концентрично валу и выполнена в виде постоянных магнитов с полюсными наконечниками чередующейся полярностью, расположенных равномерно по окружности и перпендикулярно оси вала.

Недостаток данного изобретения состоит в том, что система циркуляции тонкодисперсного порошка в каналах затруднительна, так как такая смазка склонна к самоуплотнению с образованием пробок, к тому же такая конструкция способна воспринимать исключительно радиальные нагрузки, что в целом снижает долговечность, надежность и массогабаритные характеристики подшипникового узла.

Задачей изобретения является повышение ресурса работы, надежности узла трения и массогабаритных показателей всей подшипниковой системы.

Поставленная задача решена за счет того в конструкцию подшипникового узла трения введена дополнительная полость с антифрикционным немагнитным порошком и антифрикционная втулка не позволяющая антифрикционному немагнитному порошку выходить из узла трения.

Предложенная конструкция поясняется чертежами, где на:

фиг. 1 показан подшипниковый узел с антифрикционной втулкой;

фиг. 2 показан подшипниковый узел с антифрикционной втулкой, а вал при этом имеет шнековую нарезку;

фиг. 3 показан подшипниковый узел с антифрикционной втулкой содержащей набор постоянных магнитов, имеющих форму шариков.

Предложен подшипниковый узел с порошковой смазкой (фиг. 1), который содержит вал 1 с цилиндрической и конической частями, корпус 2 с дополнительной полостью 3, в которой содержится антифрикционный немагнитный порошок 4 и полостью 5, заполненную ферромагнитной смазкой 6 и содержащей магнитную систему 7, антифрикционную втулку 8, препятствующих выходу антифрикционного порошкового материала 4 из подшипникового узла, при этом антифрикционная втулка 8 расположена концентрично цилиндрической поверхности вала 1 с зазором А1, причем размер зерен антифрикционного немагнитного порошка 4 равен А2, при этом А2 больше А1, а также конический подшипник 9.

По второму варианту (фиг. 2) на цилиндрической части вала 1 по длине антифрикционной втулки 8 выполнена шнековая нарезка, причем закрутка нарезки противоположна вращению вала 1.

По третьему варианту (фиг. 3) антифрикционная втулка 8 содержит набор постоянных магнитов имеющих форму шариков, размещенных в системе отверстий выполненных в шахматном порядке.

Конструкция работает следующим образом: при вращении вала 1 в корпусе 2 антифрикционный немагнитный порошок 4 находится в дополнительной полости 3, разделяющий трущиеся поверхности вала 1 и конического подшипника 9, при этом полость 3 содержит запас антифрикционного немагнитного порошка, для обеспечения герметичности подшипникового узла в камере 5 установлена неподвижно относительно вала 1 антифрикционная втулка 8 с зазором А1 относительно вала 1, поскольку зазор А1 меньше размера частиц антифрикционного немагнитного порошка 4, то данный порошок не может перемещаться далее по валу в сторону выхода из подшипникового узла, для дополнительной герметизации в полости 5 установлена магнитная система 7 с ферромагнитной смазкой 6, герметизирующая зазор по валу 1, предупреждая вынос порошка с размером частиц менее А1, в случае его истирания в подшипниковом узле.

Для улучшения работы подшипникового узла, как вариант на фиг. 2 представлена конструкция вала 1 с шнековой нарезкой, при вращении вала шнековая нарезка возвращает порошковый антифрикционный немагнитный материал 4, в случае его попадания в зазор А1, обратно в дополнительную полость 3, препятствуя его уносу из подшипникового узла.

Так же, как вариант для улучшения герметичности подшипникового узла как показано на фиг. 3 в антифрикционной втулке 8 размещается набор постоянных магнитов, имеющим форму шариков и установленных в шахматном порядке для дополнительного удержания в зазоре между валом 1 и антифрикционной втулкой 8 ферромагнитной смазки 6, что обеспечивает большую герметичность магнитной системы.

Изобретение относится к области машиностроения. Предложен подшипниковый узел с порошковой смазкой, который содержит вал с цилиндрической и конической частями, корпус с дополнительной полостью, в которой содержится антифрикционный немагнитный порошок и полость, заполненная ферромагнитной смазкой и содержащая магнитную систему, антифрикционную втулку, препятствующие выходу антифрикционного порошкового материала из подшипникового узла, при этом антифрикционная втулка расположена концентрично цилиндрической поверхности вала с зазором А1, причем размер зерен антифрикционного немагнитного порошка равен А2, при этом А2 больше А1, а также конический подшипник. По второму варианту на цилиндрической части вала по длине антифрикционной втулки выполнена шнековая нарезка, причем закрутка нарезки противоположна вращению вала. По третьему варианту антифрикционная втулка содержит набор постоянных магнитов, имеющих форму шариков, размещенных в системе отверстий, выполненных в шахматном порядке. Достигается повышение ресурса работы, надежности узла трения и массогабаритных показателей всей подшипниковой системы. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Подшипниковый узел, содержащий цилиндрическую и коническую части вала, корпус с полостями, охватывающими цилиндрическую часть вала и заполненные ферромагнитной смазкой, и магнитную систему, размещенную в полостях корпуса, отличающийся тем, что магнитная система в том числе содержит по меньшей мере одну антифрикционную втулку, внутренняя поверхность которой расположена концентрично цилиндрической поверхности вала с радиальным зазором А1, а корпус содержит дополнительную полость, в которой размещена коническая часть вала и конический подшипник, и которая заполнена антифрикционным немагнитным порошком, диаметр зерен которого равен А2, причем А2 больше А1.

2. Подшипниковый узел по п. 1, отличающийся тем, что на участке антифрикционной втулки вал имеет шнековую нарезку, закрутка которой противоположна вращению вала.

3. Подшипниковый узел по п. 1, отличающийся тем, что антифрикционная втулка содержит набор постоянных магнитов, имеющих форму шариков, размещенных в системе отверстий, выполненных в шахматном порядке.

4. Подшипниковый узел по п. 1, отличающийся тем, что конический подшипник может быть выполнен из порошкового материала.