Упругая подшипниковая опора вала Советский патент 1992 года по МПК F16C27/04 

Изобретение относится к машиностроению и касается конструкции подшипниковых опо р трансмиссий транспортных средств.

Известен подшипниковый узел, содержащий корпус, подшипник качения и эластичный демпфирующий элемент, установленный с натягом в полости, образованной наружной поверхностью внешнего кольца подшипника и внутренней цилиндрической поверхностью корпуса.

Установка эластичного демпфирующего элемента в этом узле обеспечивает снижение только радиальных вибраций подшипника и, кроме того, натяг снижает вибродемпфирующие характеристики эластичного демпфирующего элемента из-за его предварительного сжатия. Таким образом, это техническое решение не может в достаточной степени обеспечить надежность работы подшипникового узла.

Известна также опора вала, содержащая подшипник качения, установленный с виброизолирующим устройством в корпусе.

Эта опора обеспечивает также снижение только радиальных вибраций и, кроме того, виброизолирующее устройство (втулка) выполнено из материала с большой податливостью, что не позволяет использовать такую опору вала в зубчатых механизмах при высоких динамических нагрузках, поскольку из-за большой радиальной податливости втулки не обеспечивается требуемая геометрия зацепления зубчатых колес, в результате чего механизм быстро выходит из строя, Таким образом, конструкция опоры вала в данном случае не обеспечивает долговечность механизма, в котором она используется.

В обоих случаях демпфированы только радиальные вибрации подшипников. Реальные конструкции подшипниковых опор трансмиссий испытывают пространственСО

с

VJ

ел

N чэ о

ные возмущения в осевом, тангенциальном, радиальном направлениях по осям X, Y и Z от ДВС, микро- и макронеровностей полотна пути и неравномерности зацеплений зубьев шестерен и крутильно-изгибных ко- лебаний,валов передач, при этом вибрации подшипников в осевом направлении могут значительно превышать вибрации в других направлениях. С другой стороны, все виды вибраций по осям X, Y и Z взаимосвязаны и влияют друг на друга, Таким образом, для полного решения проблемы снижения виброактивности подшипниковых опор валов передач нужно обеспечить взаимосвязанное демпфирование в трехмерном измере-

НИИ.

Известна упругая подшипниковая опора вала, содержащая корпус, смонтированный на валу подшипник качения, и размещенную между подшипником и кор- пусом и охватывающую наружное кольцо по цилиндрической и торцовым поверхностям упругую втулку П-образного сечения.

При использовании этого технического решения также обеспечено снижение толь- ко радиальных вибраций и, кроме того, обойма из упругого материала обладает большой податливостью, малой тепло- и маслостойкостыо, что не позволяет обеспечить надежность работы и долговечность подшипникового узла и механизма в целом.

Цель изобретения - повышение надежности, долговечности за счет снижения вибраций в осевом, тангенциальном и радиальном направлениях подшипниковой опоры вала.

Для этого упругая подшипниковая опора вала, содержащая корпус и смонтированный на валу подшипник качения, а также размещенную между корпусом и наружным кольцом подшипника и охватывающего его по цилиндрической и торцовым поверхностям упругую втулку П-образного сечения, снабжена зафиксированной в корпусе опо- ры и охватывающей по цилиндрической и торцовым поверхностям упругую втулку фасонной обоймой П-образного сечения с кольцевыми направленными внутрь по ее цилиндрической и торцовой поверхностям, при этом упругая втулка выполнена из пакета спрессованных между собой металлических сеток.

Такая конструкция позволяет гасить колебания, передаваемые от подшипника ка- чения на корпус, как в тангенциальном и радиальном направлениях, так и в осевом направлении. Это обеспечивается за счет создания объемно-демпфирующей обоймы между подшипником и корпусом из пористого материала. При приложении нагрузки к подшипниковому узлу упругая деформация ячеек материала демпфирующей опоры замкнутой конфигурации (изгиб проволоки внутри ячейки) сопровождается трением между слоями металлических сеток, что обеспечивает рассеивание энергии колебаний и объемное их демпфирование.

На фиг. 1 представлена упругая подшипниковая опора вала, общий вид; на фиг . 2 - элемент подшипникового узла с объемно-демпфирующим элементом.

Упругая подшипниковая опора вала 1 содержит установленный в корпусе 2 подшипник 3 качения. Подшипник 3 качения смонтирован на валу 1. Между корпусом 2 и наружным кольцом 4 подшипника 3 размещена упругая втулка П-образного сечения Втулка 5 охватывает подшипник 3 качения по цилиндрической и торцовыми поверхностям наружного кольца 4.

Упругая подшипниковая опора вала 1 снабжена зафиксированной в корпусе 2 фасонной обоймой б П-образного сечения. Опора выполнена с выступами 7, направленными внутрь, Внутри обоймы б расположен пористый сетчатый материал, образованный пакетом спрессованных между собой сеток. Такой пористый сетчатый материал получают путем горячей прокатки в вакууме пакета, собранного из разных по площади пластин проволочной сетки. В процессе прокатки происходит диффузионная сварка проволок в местах их контакта. Объемно-демпфирующий элемент зафиксирован относительно подшипника качения посредством запрессовки и заваль- цовки в обойму 6, у которой цилиндрическая и торцевые поверхности имеют кольцевые выдавки 8 и 9 для усиления трения слоев проволок и увеличения демпфирующих свойств элемента. На обойме 6 выполнен буртик 10 для фиксации подшипникового узла в осевом направлении.

При работе передачи возникают вибрации, которые передаются на корпус 2 через вал 1, внутреннее кольцо подшипника 3 качения, тела качения, наружное кольцо 4 под- шипника 3 качения и обьемно - демпфирующий элемент.За счет того, что обойма 6 выполнена в виде объемно-фасонного кольца с кольцевыми выдав- ками 8 и 9 по периметру и торцам (фиг.2), внутри которого расположен вкладыш из пористого сетчатого материала, образованного из пакета спрессованных между собс,; металлических сеток, при микродеформации подшипникового узла по осям X, Y и Z происходит упругая деформация ячеек материала демпфирующей опоры замкнутой

конфигурации (изгиб проволоки внутри ячейки), сопровождаемая трением между слоями металлических сеток. Это обеспечивает рассеивание энергии колебаний, объемное их демпфирование, повышение вибродемпфирующих свойств подшипникового узла и гашение колебаний, передаваемых от подшипника качения на корпус, в осевом, тангенциальном и радиальном направлениях.

Проведенные стендовые и дорожные испытания трансмиссии автомобиля, в которой в опорах подшипников качения коробки передач и главной передачи ведущего моста применены демпфирующие элементы, выполненные в виде пакета спрессованных между собой металлических сеток, показали, что при таких демпфирующих элементах существенно снизился уровень вибрации, уменьшается внешний и внутренний шум ,

что существенно повышает надежность и долговечность испытываемых узлов. Формула изобретения Упругая подшипниковая опора вала, содержащая корпус и смонтированный на валу подшипник качения, а также размещенную между корпусом и наружным кольцом подшипника и охватывающую его по цилиндрической и торцовым поверхностям упругую втулку П-образного сечения, отличающаяся тем, что, с целью повышений надёжности иг долговечности, она снабжена зафиксированной в корпусе опоры и охватывающей по цилиндрическим

и торцовым поверхностям упругую втулку фасонной обоймы П-образного сечения с кольцевыми направлёТВДШли внутрь выступами по ее цилиндрической и торцовым поверхностям, при этом упругая втулка

выполнена из пакета спрессованных между собой металлических сеток.

Изобретение м.б. использовано в машиностроении для подшипниковых опор трансмиссий транспортных средств, С целью повышения надежности и долговечности в упругой подшипниковой опоре вала между корпусом и упругим средством П-об- разного сечения размещена зафиксированная в корпусе и охватывающая упругую втулку фасонная обойма П-образного сечения. Фасонная обойма имеет кольцевые на- правленные внутрь выступы на ее цилиндрической и торцовых поверхностях. Упругое средство выполнено из пакета спрессованных между собой металлических сеток. Такое выполнение обеспечивает снижение уровня вибрации, уменьшение внешнего и внутреннего шумов. 2 ил.

Фиг. 1

10

6-

4

Фиг. 2