Опорный подшипниковый узел Советский патент 1992 года по МПК F16C37/00 

Изобретение относится к узлам и деталям машин и может быть использовано в качестве опоры валов различного назначения.

Известна конструкция опоры скольжения, содержащая вкладыш с резервуаром для смазки и размещенной в нем по всему периметру металлической спиралью. Наличие металлической спирали в закрытом кольцевом резервуаре не обеспечивает эффективности теплоотводз и равномерности распределения температуры по всему объему смазки как по окружности, так и по длине из-за малого объема резервуара и наличия зон с повышенной температурой на внутренней поверхности вкладыша, а такке из- за отсутствия циркуляции смазки в самом резервуаре.

Известна опора скольжения с циркуляционной смазкой, содержащая установленный в корпусе и охватывающий цапфу вала

вкладыш с кольцевой канавкой на внутренней поверхности, образующей с поверхностью вала камеру подвода смазки, сообщающуюся с источником подачи смазки, а также кольцевые закладки, расположенные на наружной поверхности вкладыша и перекрывающие кольцевые канавки. Недостатком этого подшипника является значительная потеря площади рабочей зоны за счет кольцевых канавок на внутренней поверхности вкладыша, что снижает несущую способность Кроме того, кольцевые пояски, выполненные на наружной поверхности вкладыша, охлаждаются нагретым маслом, так как оно поступает из кольцевой канавки выполненной на внутренней поверхности вкладыша.

Известен также подшипник, содержащий цапфу вала с винтовой канавкой и тор- цовыми дисками, а также охватывающую цапфу втулку с каналами подачи смазки.

х СП

Торцовые поверхности дисков, обращенными в стороны противоположные цапфе, и с канавками, сообщающимися с винтовой канавкой вала. Один из торцовых дисков устэ- новлен с возможностью осевого перемещения, а во втулке выполнены осевые каналы, сообщающиеся с канавками дисков,

Недостатками этой конструкции является низкая несущая способность из-за потери активной части рабочей зоны, обусловленной наличием винтовых канавок на поверхности вала, неравномерность нагрева вкладыша вследствие односторонней прокачки смазки, а также неэффективность охлаждения продольных канавок в теле вкладыша, так как по ним протекает нагретая смазка, поступающая из винтовых канавок охлаждаемого вала.

.Наиболее близким по технической сущности является устройство для отвода тепла от шпиндельных подшипников, содержащее корпус, охватывающий подшипник, с циркулирующей в винтовой канавке, выполненной по его внешнему диаметру, жидко- ст -о.

Недостатком такой конструкции является низкая несущая способностьиз-за неравномерного охлаждения гильзы по окружности и длине по причине односторонней прокачки смазки.

Цель изобретения является повышение несущей способности подшипников.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем корпус с винтовой канавкой для подвода охлаждающей жидкости с одного торца и ее отвода с противоположного торца, а также смонтированный в корпусе подшипник, корпус выполнен дополнительной винтовой канзв- кой, размещенной между витками упомянутой винтовой канавки, при этом подвод охлаждающей жидкости в дополнительную канавку расположен со стороны отвода этой жидкости из основной канавки, а отвод - с противоположной.

Сущность изобретения заключается в следующем. Основной областью теплообразования является рабочая зона. Локализация тепла в рабочей зоне происходит вследствие недостаточной прокачки смазки через эту зону, в результате чего происходит нагрев вкладыша до высокой температуры. Охлаждение наружной поверхности вкладыша путем омывания его холодной смазкой, протекающей через основную и дополнительную винтовые канавки, обеспечивает интенсивный отбор тепла и снижает температуру в рабочей зоне повышая несущую способность. Создание противополож. ных по направлению потоков в основной и дополнительной винтовых канавках путем подвода охлаждающей жидкости в дополнительную канавку со стороны отоода этой

жидкости ио основной канавки, м отводом с противоположной стороны обеспечивает интенсивное и равномерное охлаждение по длине и окружности вкладыша, стабилизируя его температуру, повышая несущую спо0 собность и срок службы.

Проверка опытного образца в лабораторных условиях показала, что в широком диапазоне нагрузок и скоростей максималь няп температура вкладыша снизилась на

5 25,..30°С, что свидетельствует об эффективности охлаждения вкладыша винтовыми ка- навкйми, выполненными на поверхности корпуса, сопряженной с подшипником (вкладышем) с противоположными по на

0 правлению потоками охлаждающей жидкости в основной и дополнительной винтовых канавках.

На фиг.1 представлен общий вид; на фиг.2 - рэзвсртка внутренней поверхности

5 корпуса с выполненными ча ней винтовыми канавками.

В корпусе 1 установлен вкладыш 2. На внутренней поверхности корпуса 1 выполнены вмнтовые канавки 3 (основная и допоя0 нительная) в виде двухзаходной резьбы равномерного или переменного шага. У левого торца вкладыша одна из канавок 3 (на- пример, основная За) соединена с отверстием А подвода охлаждающей жидко 5 ста, а другая (дополнительная 36) с отверстием 5 отвода охлаждающей жидкости. У правого вкладыша 2 основная канавка За соединена с отверстием 6 отвода охлаждающей жидкости, выполненной в корпуса 1,

0 а дополнительная канавка 36 с отверстием 7 подвода жидкости, выполненном в том же корпусе 1. Опорный подшипниковый узел установлен на валу 8.

По торцам опорный подшипниковый

5 узел закрыт крышками 9и 10 с уплотнениями 11 и 12 (например, манжетными). В корпусе 1 и вкладыше 2 выполнено отверстие 13 для подвода смазывающей жидкости в карман 14 подшипника. Карман 14 выпол0 нем на внутренней поверхности вкладыша 2 в ненагруженной зоне.

Опорный подшипниковый узел функционирует следующим образом.

Вал 8 под действием собственной мас5 сы и нагрузки прижимается к нижней части внутренней поверхности вкладыша 2, Смазка во внутреннюю полость вкладыша поступает через отверстие 13 и карман 14, заполняя серповидный объем, образован- ный за счет разности диаметров вала 8 и

внутренней поврехности вкладыша 2 и смещения вала 8 относительно оси вкладыша 2. При вращении вала 8 во вкладыше 2 смазка, прилипшая к поверхности вала 8, затягивается в клиновидную щель между валом 8 и вкладышем 2, создавая гидродинамический эффект, в результате которого поверхность вала 8 и вкладыша 2 разделяются слоем смазки.

В результате работы сил трения в рабочей зоне выделяется большое количество тепла, которое нагревая вкладыш 2 и смазку, уменьшает ее вязкость, что ведет к уменьшению несущей способности подшипника. Для охлаждения вкладыша 2 и смазки производится непрерывная прокачка охлаждающей жидкости под некоторым избыточным давлением через винтовые ка- . навки 3 (основную За и дополнительную 36), При этом свежая охлаждающая жидкость подается в основную канавку За через отверстие А у левого торца вкладыша 2 а нагревшаяся в результате смывания горячего вкладыша 2 жидкость отводится через отверстие 6. В дополнительную канавку 36 свежая охлаждающая жидкость подводится в отверстие 7 у левого торца вкладыша 2, а нагревшаяся жидкость из дополнительной канавки 36 отводится через отверстие 5 у левого торца вкладыша 2. Таким образом, в основной и дополнительной винтовых канавках создаются встречные потоки охлаждающей жидкости, обеспечивающие равномерное и интенсивное охлаждение вкладыша 2 как по окружности, так и по его длине.

Для предупреждения утечки масла из полости подшипника уплотнения 11 и 12, установленные а крышках 9 и 10, прижимаются к валу 8 5В результате смывания вкладыша охлаждающей жидкостью его температура снижается, что ведет к снижению температуры смазывающей жидкости, повышению ее вязкости и несущей способности под0 шипника. В этом заключается положительный эффект создания основной и дополнительной винтовых канавок и создания в них встречных потоков охлаждающей жидкости.

5 По сравнению с прототипом, предлагаемое техническое решение позволит снизить температуру смазки на и повысить несущую способность подшипника в 1,5-2 раза.

Формула изобретения

0 Опорный подшипниковый узел, содержащий корпус с винтовой канавкой для подвода охлаждающей жидкости с одного торца и ее отвода с противоположного торца, а также смонтированный в корпусе подшипник, отличающийся тем, что, с

5 целью повышения несущей способности и износостойкости, винтовая канавка расположена на поверхности корпуса, сопряженной с подшипником, корпус выполнен с дополнительной винтовой кйнавкой, размещенной между витками упомянутой винто0 вой канавки, при от ом подвод охлаждающей жидкости в дополнительную канавку расположен со стороны отвода этой жидкости из основной канавки, а отвод - с противоположной.

Использование: в качестве опоры аалов различного назначения. Сущность изобретения: спорный узел состоит из корпуса 1 и установленного в нем вкладыша 2. На внутренней поверхности корпуса 1 выполнены винтовые канавки 3. У левого торца вкладыша основания канавка За соединена с отверстием 4 подвода охлаждающей жидкости, а дополнительная канавка 36 с отверстием 5 отвода охлаждающей жидкости. У правого торца вкладыша 2 основная канавка За соединена с отверстием 6 отвода охлаждающей жидкости, а дополнительная канавка 36 - с отверстием 7 подвода жидкости. При работе узла в основной и дополнительной винтовых канавках создаются встречные потоки ох- лаждзющей жидкости, обеспечивающие равномерное и интенсивное охлаждение вкладыша 2 как по окружности, так и по его длине. 2 ил.

7

§ИГв2