Уплотнение опоры вращения Советский патент 1992 года по МПК F16J15/40 

Изобретение относится к уплотнитель- ной технике и может быть использовано как жидкостное уплотнение опор вращения при изменяющейся нагрузке на вал в опорах машин и механизмов для производства дренажных работ, исполнительных механизмов автоматизированных систем управления устройствами водозабора и водослива и др.

Целью изобретения является повышение надежности уплотнения опоры вращения и его функциональных возможностей путем обеспечения регулирования момента трения в рабочем зазоре.

На чертеже приведена структурная схема уплотнения опоры вращения.

Уплотнение опоры содержит электрореологическую жидкость 1 в качестве уплотняющей жидкости опоры вращения, расположенную в зазоре между корпусом 2 опоры и валом 3, на который воздействует

вращающий момент М1, создаваемый электроприводом 4. На вал 3 действует нагрузка 5. Вал 3 снабжен ферромагнитными элементами 6, с которыми при вращении взаимодействует датчик 7 скорости вращения. Выход датчика 7 через преобразователь 8 частоты в напряжение подключен к входу импульсного преобразователя 9, один выход которого связан с валом 3, а другой - с корпусом 2 опоры вращения.

Уплотнение опоры вращения работает следующим образом.

При изменении нагрузки 5 на вал 3, например при ее возрастании, скорость вращения вала 3 уменьшается. Частота следования импульсов на выходе датчика 7 скорости вращения пропорционально падает. Частота с помощью преобразователя 8 преобразуется в напряжение, амплитуда которого пропорциональна частоте следования импульсов и соответственно скорости

(Л

С

l

hO

СО 4 00

вращения вала 3. Это напряжение в виде импульсного напряжения прикладывается к зазору между корпусом 2 опоры вращения и валом 3, заполненному электрореологической жидкостью 1. При воздействии элект- рического напряжения в заполняющий зазор электрореологической жидкости, представляющей собой, например, суспензию из 89,5-99.45 % трансформаторного масла, 0,05-0,5% диэтиламина и 0,5-10% диатомита или из конденсаторного масла и окиси магния (магнезии) в количестве 92,5- 99,5 мас.% и 0,5-7,5 мас.% соответственно, выстраиваются упругие мостики из частиц дисперсной фазы, которые повышают вяз- кость среды. Поскольку амплитуда импульсного напряжения при уменьшении скорости вращения вала уменьшается, электрореологическая жидкость 1 в зазоре становится менее вязкой, что приводит к уменьшению момента трения МТр в опоре. В результате этого скорость вала 3 возрастает пропорционально увеличению нагрузки на вал 3.

При уменьшении нагрузки 5 на вал 3 наблюдается обратная картина: скорость вращения вала 3 стремится увеличиться, что приводит к увеличению частоты сигнала датчика 7 и возрастанию амплитуды импульсного сигнала на выходе импульсного преобразователя 9. Вязкость электрореоло- гической жидкости 1 при этом возрастает и моменттрения МТрувеличивается. В результате скорость вала 3 уменьшается пропорционально уменьшению нагрузки.

Таким образом, уплотнение опоры вра- щения на основе электрореологической

жидкости обладает свойством самостабилизации скорости вращения вала при изменяющейся нагрузке на валу за счет автоматического изменения момента трения в опоре путем осуществления обратной связи по регулируемой величине.

Уплотнение опоры вращения является многофункциональным узлом машин, обеспечивающим выполнение следующего ряда функций: опоры вращения, уплотняющего устройства, устройства стабилизации скорости вращения; устройства, нормализующего условия трения в опоре; центрирующего и демпфирующего устройств.

Формула изобретения

Уплотнение опоры вращения, содержащее корпус опоры вращения, уплотняемый вал, электрическую схему с датчиком, связанным с преобразователем сигнала датчика в электрический сигнал, и уплотняющую жидкость в рабочем зазоре, о т- личающееся тем, что, с целью повышения надежности уплотнения и его функциональных возможностей, оно снабжено импульсным преобразователем, датчик выполнен в виде датчика скорости вращения вала, выход преобразователя сигнала датчика связан с входом импульсного преобразователя, один выход последнего подключен к валу, а другой - к корпусу опоры вращения, при этом в качестве уплотняющей использована электрореологическая жидкость.

Изобретение позволяет повысить надежность уплотнения опоры вращения и его функциональные возможности путем обеспечения регулирования момента трения в рабочем зазоре. Датчик выполнен в виде датчика 7 скорости вращения уплотняемого вала 3. Выход преобразователя 8 сигнала датчика 7 связан с входом импульсного преобразователя 9 один выход которого подключен к валу 3, а другой - к корпусу 2 опоры. В качестве уплотняющей жидкости использована электрореологическая жидкость 1. 1 ил.