Комбинированный подшипниковый узел Советский патент 1993 года по МПК F16C21/00 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве опор для высокоточных шпиндельных узлов различного назначения.

Целью изобретения является повышение точности вращения вала как в радиальном, так и в осевом направлении за счет снижения вибраций, возникающих при вращении вала. Кроме того, предложенное тех- ниче|ское решение устраняет следующие недостатки: обеспечивает работу узла без подачи рабочей среды в опорные элементы от источника избыточного давления и обеспечивает уплотнение подвижных элементов, работающих в условиях перепада давления.

На фиг. 1 изображен общий вид комбинированного подшипникового узла, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А; на фиг. 3 разрез Б-Б узла.

Комбинированный подшипниковый узел (фиг. 1) содержит корпус 1, в котором установлен кольцевой вкладыш 2 с двумя коническими поверхностями 3, а на валу 4 закреплены подшипник качения 5 и подшипник скольжения 6, включающий в себя кольцевой постоянный магнит 7, кольцевые магнитопроводы 8 и 9 с коническими поверхностями 10, на которые нанесены, как показано на фиг. 2 и 3, спиральные микроканавки 11, 12, а зазоры между коническими поверхностями 3 и 10 заполнены магнитной жидкостью 13.

СО

о

hO N3 Ю

а

Узел работает следующим образом.

При разгоне вала 4 от нуля до номинальной частоты вращения первоначальной основной опорой вала является подшипник качения 5. Далее, по мере возрастания скорости вращения вала 4, взаимодействие ко- нических поверхностей 10 кольцевых магнитопроводов 8 и 9 с коническими поверхностями 3 кольцевого вкладыша 2, создают . с помощью спиральных микроканавок 11. и 12 гидродинамическую опору за счет обеспечения движения магнитной жидкости 13 по коническим поверхностям 3 и 10 от периферии к центру, при этом основной опорой становится подшипник скольжения, Чтобы магнитная жидкость 13 не выплескивалась за счет центробежных сил, между магнитопроводами 8 и 9 установлен кольцевой постоянный магнит 7, который создает магнитные поля в рабочих зазорах, заполненных магнитной жидкостью 13, обеспечивая.при этом ее удержание.

При снижении частоты вращения вала сила гидродинамической опоры подшипника скольжения 6 уменьшится, и узел работает как подшипник качения.

Снижение вибраций узла и повышение точности вращения вала достигается за счет создания радиальной и осевой гидродина- .мической опоры, жесткость которой повышается по мере возрастания частоты вращения вала, при этом исключается необА

ходимость в подаче рабочей среды под давлением в подшипник скольжения и обеспечивается уплотнение подвижных элементов узла при работе в условиях перепада давления.

Формула изобретения Комбинированный подшипниковый узел, содержащий корпус с размещенным в нем валом с последовательно установленным на последнем подшипником качения и подшипником скольжения, в зазоре между опорными поверхностями которого размещена рабочая среда, отличающийся тем, что, с целью повышения точности вра- 5 щения вала путем снижения вибраций, подшипник скольжения выполнен магнитожидкостным в виде жестко установленного в корпусе кольцевого вкладыша с двумя коническими поверхностями и жестко закрепленными на валу кольцевого постоянного магнита с охватывающими его по торцам кольцевыми магнитопроводами, выполненными с обращенными одна к другой коническими поверхностями и охватывающими с зазором конические поверхности кольцевого вкладыша, причем на рабочих конических поверхностях магнитопроводов под наклоном навстречу одна другой равномерно выполнены спиральные микроканавки по ходу вращения вала от периферийной поверхности конуса к центру вала, а в качестве рабочей среды использована магнитная жидкость.

0

5

0

+ фи$,2

(Использование: опоры высокоточных шпиндельных узлов. Сущность изобретения: подшипниковый Узел содержит корпус с размещенным в нем валом. На валу после- довдтельно установлены подшипник качения и подшипник скольжения, в зазоре между опорными поверхностями которого размещена рабочая среда, Подшипник скольжения выполнен магнитожидкостным в виде жестко установленного в корпус кольцевого вкладыша с двумя коническими поверхностями и жестко закрепленными на валу кольцевого постоянного магнита с охватывающими его по торцам кольцевыми магнитопроводами. Магнитопроводы выполнены с обращенными друг к другу коническими поверхностями и охватывают с зазором конические поверхности кольцевого вкладыша. На рабочих конических поверхностях магнитопроводов выполнены под наклоном навстречу друг другу равномерно расположенные спиральные микроканавки по ходу вращения вала от периферийной поверхности конуса к центру вала. В качестве рабочей среды использована магнитная жидкость. Конструкция узла повышает точность вращения вала путем снижения вибраций. 3 ил. со С