Опора вала Советский патент 1982 года по МПК F16C35/06 

(54) ОПОРА ВАЛА

Изобретение относится к машино- строению и можот быть использовано . для обеспечения стабильного вращения прецизионных роторных узлов.

Известна опора вала, содержащая попарно установленные на цапфах вала шарикоподшипники, тела качения которых размещены в сепараторах tl

Недостатком известной опоры вала является отсутствие возможности распределения тел качения в сепараторе для компенсации возникающих колебаний вала из-за волнистости поверхностей качения колец подшипников. .

Цель изобретения - увеличение стабильности вр ащения вдла.

Поставленная цель достигается тем, что опора вала, содержащая попарно установленные на цапфах вала шарикоподшипники, тела качения которых размещены в сепараторах , снабжена угловыми распределителями шариков и приводом их синхронного вращения, при этом каждый сепаратор выполнен из упругого материала и снабжен управляемыми элементами нат))га расположенными в его перемычках, а каждый распределитель выполнен в виде соосно расположенного с сепаратором вдоль продольной оси опоры зубчатого магнитопроводящего кольца, зубцы которого направлены в стороны сепаратора, и расположенных на зубцах обмоток управления, при этЬм управляемый элемент натяга сепаратора выполнен из магнитострИкционного материала.

На/фиг.1 схематически изображена опорл, общий-ВИД; на фиг.2 - сечение

10 Л-А на фиг.1..

Опора состоит из шарикоподшипников 1, в которых расположен вал 2, а каждый шарикоподшипник - из наружного 3 и внутреннего 4 колец, шариков

15 5 и сепараторов 6 с перемычками. .Перед торцами шарикоподшипников 1 соосно вдоль продольной оси вала установлены вращаемые угловые распределители шариков 5, выполненные в виде

20 зубчатых магнитопроводящих колец 7 с обмотками 8 управления, число коToi«x соответствует числу шариков в подшипнике. Сепараторы 6 Изготовлены из упругого материала и снабжены уп25равляемыми элементами 9 их натяга, например магнитострикционными, а угловые распределители шариков сое- . динены посредством конических звеньев 10 с приводом 11 синхронного их

30 вргицения.

При работе опоры в условиях не-прерывного и резкого постороннего возбуждения возникают нежелательные 1 паразитные.колебания вала 2. Кроме трго враианлциЯся в шарикоподшипниках 1 вал 2 совершает определенные.колебания, возникающие от неточностей их изготовления В случае появления колебаний вала 2, превышающих разрешаемые, приводом И приводятся в синхронное вращение угловые распределители шариков 5, т.е. магнитопроводящие кольца 7, а в обмотки8 каждого зубца подаются отдельные отличающиеся по амплитуде сигналы управления.

Эти сигналы управления вырабаты-г ваются блоком управления (не показан) согласно ожидаемому или ранее известному закону колебаний вала. Каждый из этих сигналов соответствует и пропорционален гармонической составлякяцей закона колебаний этого вала.

К тому же управляющие сигналы, : поступающие в противоположные магкитопроводящие зубчатообразные коль ца 7, совпадают между собой по амплитуде и по последовательности, а различаются только фазой их подачи к Ъбмоткс1М зубцов на . Создаваемый каждой обмоткой 8 дискретный магнитный поток, взаимодействуя с соответствующим магнитострикционным элементом 9 натяга, приводит к изменению его размеров и соответстэенно к изменению размеров гнезд сепараторов 6,, которые синхронно вращаются вместе с шариками 5. При этом натяг упругих сепараторов 6 становится дискретным и разным для каждого гнезда тел качения. Следовательно, дефоряиирующие магнитострикционные элементы 9, натягивая сепараторы 6 в поперечном направлеНИИ, заставляют шарики 5 распределиться по окружности подшипника в определенном неодинаковом расстоянии друг от друга или соответствующем угловом размещении по углам Д d otJ ... d (фиг.2) . Такое неодинаковое распределение шариков 5, проводимое согласно закону ожидаемых колебаний вала 2, и осуществление синхронного вращения сепараторов обоих шарикоподшипников при помощи привода 11 позволяет дос тичь мгновенный их вход в синхронизм

в условиях резкого возбуждения при весьма надежной и глубокой связи. Поскольку питание обмоток 8 управления обоих зубчатых магнитопроводящих колец 7 осуществляется противофазно, т.е. одинаковые импульсы питаг ния подаются в обмотки противоположных зубьев этих колец, то и угловое распределение тел качения в обоих сепараторах 6 является противофазным. Поэтому и возбуждаемые таким распределением колебания не только компенсируют ожидаемые, но и дополнительно при весьма малом их проявлении позволяют создать неколебающиеся зоны вала.

Опора вала позволяет осуществись требуемое угловое распределение шариков в подшипниках, обеспечивая этим условия надежной их работы с эффективной компенсацией колебаний, что приводит к увеличению стабильности вращения вала.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Орлов П.И. Основы конструирования. М., Машиностроение, 1972 с. 466 (прототип).

3

t 3/f

IB

Фиг.

AA