Вакуумный подшипниковый узел Советский патент 1992 года по МПК F16C33/72 

Изобретение касается вакуумной техники и может быть применено для повышения работоспособности вакуумных подшипниковых узлов и уменьшения выделения частиц износа. Повышение уровня интеграции и как следствие прецизионности обработки интегральных схем представляет высокие требования к работоспособности вакуумных подшипниковых узлов с минимальной привносимой дефектностью.

Известно устройство для передачи вращательного движения в вакууме, содержащее корпус, подшипник,, посаженный на вал, вакуумное уплотнение. Наиболее близким к изобретению является герметичный

ввод вращения с уплотнением на основе магнитной композиции.

Недостатками устройства является невозможность очистки ввода вращения от выделяемых частиц износа, что уменьшает работоспособность узла и низкая надежность удержания выделяемых частиц при откачке и напуске воздуха, что приводит к загрязнению продуктами износа изделий микроэлектроники.

Целью изобретения является повышение работоспособности вакуумного подшипникового узла.

Для этого предлагаемый вакуумный подшипниковый узел снабжен установлен- ным в корпусе и с зазором на валу с возмож- ностью возвратно-поступательного перемещения экраном С-образного сечения, контактирующим торцами полок с торцом наружного кольца подшипника качения, а также размещенной между упомянутыми экраном и торцовой стенкой корпуса пружиной сжатия, при этом в корпусе выполнены перекрываемые цилиндрической поверхностью экрана радиальные от- верстия и расположенные в торцовой стенке осевые каналы.

На фиг. 1,2 изображена схема вакуумного подшипникового узла.

Схема содержит вал 1, подшипник 2, пружину сжатия 3, корпус 4 вакуумного подшипникового узла, экран 5 С-образного сечения, магнитную композицию 6, полюсный наконечник 7, постоянный магнит 8, прокладку 9 из резины. Вакуумный подшипни- ковый узел находится в вакуумной камере и работает следующим образом.

Режим I. В этом режиме экран 5 С-образного сечения прижат торцами полок к торцам наружного кольца подшипника 2 ка- чения пружиной 3 сжатия. Сила, действующая на экран С-образного сечения от перепада давления при скорости откачки So SKp. (где 5кр. - критическая скорость откачки вакуумной камеры, при которой происходит срыв микрочастиц с поверхности и удаления их в откачную систему), оказывается меньшей, чем сила упругости пружины, и экран С-образного сечения остается на месте. Полость 1 остается закры- той и продукты износа не будут выделяться из подшипникового узла.

Режим II. При длительной работе подшипникового узла в полости 1 скапливаются продукты износа. Для повышения работоспособности узла полость 1 необходимо очищать от мелкодисперсных частиц, причем без наличия в вакуумной камере изделий микроэлектроники при скорости откачки So Зкрит.. Возникающая сила при

перепаде давления за счет малой проводимости зазора между валом 1, корпусом 4 и экраном С-образного сечения перемещает экран влево. Через открытые экраном радиальные отверстия в корпусе 1 при вязкостном режиме течения газа мелкодисперсные продукты износа подшипника будут удаляться совместно с откачиваемым газом.

Для расчета силы упругости пружины 3 сжатия необходимо знать перепады давлений. Поток откачиваемого газа Q равен

Q - S0P2 И (Pi - P2)(1)

где So - быстрота откачки, м /с;

И - проводимость зазора, м3/с;

Р2 - давление в вакуумной камере, Па;

РЧ - давление в полости 1, Па.

Для кольцевой щели с радиальным направлением потока газа проводимость для воздуха при 293 К при вязкостном режиме течения газа равна

Ив 2.89хЮ4а3 (pi+PO

2Ш-Ј- di

м

3/с,.(2)

где а - зазор между подшипником и экраном С-образного сечения, м;

d2 максимальный диаметр кольцевой щели, м;

di - минимальный диаметр кольцевой щели, м.

Подставим (2) в (1).

Q 2,8

- S0P2 откуда

So P2 In -g|- x 2

2,89

104a3

+ P5

(4)

t So

аР2 РатМх1 V ,(5)

где Ратм - атмосферное давление, Па;

t - время откачки, с;

So - скорость откачки, м3/с.

V - откачиваемый объем вакуумной камеры, м3. Подставим (5) в (4)

tSo SoPaiMl V 1«.Ц-.х2

+ (P.i

tS0 V )2

Зная перепады давления Pi и Рг можно подсчитать характеристики пружины.

Формула и зобретения Вакуумный подшипниковый узел, содержащий корпус с торцовой стенкой и размещенные в нем и на валу подшипники качения, отличающийся тем, что, с целью повышения работоспособности, он снабжен установленным в корпусе с зазором на валу с возможностью возвратно-по- ступательного перемещения экраном

0

С-образного сечения, контактирующим торцами полок с торцом наружного кольца подшипника качения, а также размещенной между упомянутым экраном и торцовой стенкой корпуса пружиной сжатия, при этом в корпусе выполнены перекрываемые цилиндрической поверхностью экрана радиальные отверстия и расположенные в торцовой стенке осевые каналы.

Изобретение относится к вакуумной технике и может быть использовано для повышения работоспособности вакуумных узлов и уменьшения выделения частиц износа. Цель-повышение работоспособности вакуумного подшипникового узла. Вакуумный подшипниковый узел содержит подшипник, посаженный на вал. Экран С- образного сечения установлен в корпусе с зазором на валуе возможностью возвратно- поступательного перемещения. Пружина сжатия размещена между экраном С-образного сечения и стенкой корпуса. В корпусе выполнены осевые каналы, расположенные в торцовой стенке, и перекрываемые цилиндрической поверхностью экрана радиальные отверстия. Вакуумный подшипниковый узел снабжен уплотнением на основе магнитной композиции, состоящей из полюсного наконечника, постоянного магнита, магнитной композиции и прокладки из резины. В процессе работы в полости накапливаются продукты износа. Для увеличения работоспособности узла полость необходимо очищать от мелкодисперсных частиц. Это достигается при откачке вакуумной камеры, в которой находится вышеупомянутый подшипниковый узел, при определенной скорости. Возникающая сила при перепаде давления становится больше, чем сила упругости пружины, и экран перемещается влево. Через открытые экраном радиальные отверстия в корпусе при вязкостном режиме течения газа мелкодисперсные продукты износа подшипника будут удаляться совместно с откачиваемым газом. Режим очистки узла от продуктов износа производится при отсутствии в камере изделий микроэлектроники. 2ил. И VI Ю О СО ON О

фиг.1

фиг.2