Подшипниковый узел Советский патент 1990 года по МПК F16C21/00 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкциях машин с быстровращающимися валами.

Цель изобретения - повышение срока службы подшипникового узла и-несущей способности.

На фиг.1 показан подшипниковый узел, разрез: на фиг.2 - сечение А-А на фиг.Т.

В подшипниковом узле цапфа вала 1. опирается на промежуточные полые ролики. 2, наружный диаметр которых соизмерим с диаметром цапфы вала 1, сопряженные наружной цилиндрической поверхностью с несущими полыми роликами 3.

Наружный диаметр промежуточного полого ролика d определяется соотношением d di 4d, где d - диаметр цапфы вала, а наружный диаметр dz несущего полого ро- л ика соотношением 3d d2 16d.

Промежуточные 2 и несущие 3 полые ролики размещены на полых осях 4, имею- щих углеграфитовые проставки, необходимость которых диктуется спецификой газостатических подшипников, закрепленных в корпусе 5 узла. Наружные поверхности цапфы вала 1 и полых роликов 2 и 3

сл ю VI к сл о

охвачены замкнутым гибким Звеном с нажимным элементом 7, имеющим полость 8, сообщенную гибким шлангом (не показан) с источником подачи сжатого воздуха. Кроме того, в нажимном элементе 7 выполнены каналы 9 для подвода газа, выходящие в микроканавки 10. В полых осях-4 выполнены полости 11 и каналы 12 для подвода газа.

Подшипниковый узел работает следующим обрйзом.

Рабочий газ от источника подачи сжатого воздуха через полости 11 и каналы 12 поступает в рабочие зазоры, образованные внутренними поверхностями полых роликов 2 иЗ и наружными поверхностями полых осей 4, закрепленных в корпусе 5. Полые ролики 2 и 3.опираются на образованные таким образом газостатические подшипники. Рабочий газ поступает в полость 8, выполненную в нажимном элемен те 7. Из полости 8 рабочий газ через каналы 9 поступает в окружные микроканавки 10 и воздействует на внутреннюю поверхность гибкого звена 6. Вращаясь, цапфа вала 1 за счет фрикционного взаимодействият1риводит во вращение промежуточные полые ролики 2, которые, в свою очередь, взаимодействуют с несущими роликами 3. Таким образом, полые ролики 2 и 3 приводятся во вращение и воспринимают статические и динамические нагрузки, действующие на вал 1. Полые ролики 3 приводятся во вращение как за счет фрикционного контакта с полыми роликами 2, так и посредством гибкого звена 6.

За счет разности диаметров вала 1 и несущих полых роликов 3 скорость вращения последних в 4 - 10 и более раз меньше скорости вращения вала. Воздействуя нажимным элементом 7 на гибкое звено ь, можно изменять степень натяжения последнего, тем самым усиливая или ослабляя силы взаимодействия во фрикционном контакте между валом 1 и полыми роликами 2, а также между полыми роликами 2 и 3.

Предложенная конструкция позволяет уменьшить износ тел качения и вала за счет уменьшения проскальзывания и улучшения фрикционного контакта между валом и роликами путем использования гибкой связи. Усиливая или ослабляя с помощью нажимного элемента степень натяжения гибкого звена, можно изменять силы фрикционного взаимодействия в контакте вал - ролик и, тем самым, изменять несущую способность подшипникового узла в зависимости от условий эксплуатации. Снижение скорости вращения несущих роликов по сравнению со скоростью вращения вала позволяет повысить стабилизацию газостатических подшипников, что достигается благодаря отсутствию в газовом слое волновых явлений, уменьшить вероятность возникновения резонансных явлений в газовых подшипниках.

Кроме того, снижение частоты вращения несущих роликов позволяет значительно уменьшись износ углеграфитовых проста- вок в случае контактов роликов с последними, неизбежных в условиях эксплуатации.

0Использование промежуточных полых

роликов дает возможность уменьшить разницу между частотами вращения и тем самым улучшить контакт во фрикционном взаимодействии. В предложенной конст5 рукции практически не накладываются ограничения на диаметр несущих роликов, что позволяет увеличить величину воспринимающей поверхности газостатических под- шипников, на которые опираются роли1 и, и

0 увеличить их несущую способность. Формула изобретени-я 1. Подшипниковый узел, содержащий корпус, цапфу вала и два подшипника качения в виде несущих полых роликов, смонти5 рованных с зазором на полых закрепленных в корпусе осях с радиальными отверстиями, а также систему подачи рабочей среды под давлением, сообщающуюся с зазорами между роликами и осями, отличающий0 с я тем, что, с целью повышения срока службы и несущей способности, он снабжен рас- положенными между цапфой вала и несущими полыми роликами с возможностью фрикционного контакта с ними проме5 жуточными полыми роликами и дополнительными закрепленными в корпусе полыми осями с радиальными отверстиями для размещения на них с зазором упомянутых промежуточных полых роликов,

0 а также охватывающим несущие полые ролики и цапфу вала замкнутым гибким звеном с бесконтактным натяжным элементом, причем оси вращения несущих и промежуточных полых роликов и цапфы вала парал5 лельны и расположены в одной плоскости, наружный диаметр di промежуточного полого ролика определен соотношением d di 4d, где d - диаметр цапфы вала, а наружный диаметр d2 несущего полого ро0 лика соотношением 3d d2 16d.

2. Узел по п. 1, о т л ич а ю щ и и с я тем, что бесконтактный натяжной элемент гибкого звена выполнен с полостью, сообщаю-- щейся с системой подачи рабочей среды под

5 давлением, и каналами для подвода рабочей среды между гибким звеном и натяжным элементом, на поверхности натяжного элемента со стороны гибкого звена выполнены микроканавки, сообщенные с упомянутыми каналами для подвода рабочей среды.

ъ

1

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкциях машин с быстровращающимися валами. Цель изобретения - повышение срока службы и несущей способности подшипникового узла. Вал опирается на промежуточные полые ролики, наружной цилиндрической поверхностью сопряженные с несущими полыми роликами. Промежуточные и несущие ролики размещены на полых осях, имеющих углеграфитовые проставки и закрепленных в корпусе узла. Наружные поверхности вала и роликов охвачены гибким звеном, которое проходит через нажимной элемент. Последний имеет полость, сообщенную гибким шлангом с источником сжатого воздуха. В нажимном элементе выполнены каналы для подвода газа, выходящие в микроканавки. В полых осях для роликов выполнены полости и каналы для подвода газа. Элементами, воспринимающими нагрузки от вала, являются промежуточные и несущие полые ролики, опирающиеся на газостатические подшипники. Несущая способность роликов суммируется в направлении линии, проходящей через оси роликов и вала. Гибкая связь обеспечивает разгрузку фрикционного контакта от касательных напряжений. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.