Підшипниковий вузол

Винахід відноситься до галузі машинобудування і може використовуватися у конструкціях машин та механізмів з швидко обертальними валами. Відомий підшипниковий вузол має підшипники кочення у вигляді розташованих по колу роликів, які спряжені з зовнішньою поверхнею валу. Ролики розміщені з зазором між коаксіальними втулками, що встановлені у корпусі. У втулках виконані канали для підводу газу у робочі зазори (а.с. СССР №1449724 «Подшипниковый узел», опубл.07.01.89, бюл. №1, с.3). Основним недоліком конструкції є ймовірність просковзування роликів відносно валу та знос поверхонь спряжень. Прототипом обрана конструкція підшипникового вузла, яка має цапфу валу, корпус з торцевими кришками та підшипники кочення у вигляді рівномірно розташованих навкруги цапфи валу несучи х порожнистих роликів, що розміщені з зазором на закріплених у торцевих кришках порожнистих осях з радіальними каналами для підводу газу під тиском, а також контактуючі з цапфою валу та згадуваними несучими роликами проміжні ролики з гребенями, причому несучі порожнисті ролики охоплюються рухомо встановленою обоймою (а.с. СССР №1574938 «подшипникоеый узел», опубл. 30.06.90, бюл. №24, с.4). Недоліком конструкції є знос у фрикційних спряженнях, а, отже, зниження довговічності конструкції. Також конструкції властиві обмеження по несучій здатності підшипника, які зв'язані з тим, що підвищення несучої здатності може бути досягнуто тільки за рахунок збільшення діаметру несучи х роликів, а це означає збільшення габариту всього вузла. Завдання винаходу полягає у підвищенні несучої здатності вузла та збільшенні його довговічності. Для вирішення даного завдання у підшипниковому вузлі, який має цапфу валу, корпус з торцевими кришками та підшипники кочення у вигляді рівномірно розташованих навкруги цапфи несучих порожнистих роликів, що розміщені з зазором на закріплених у торцевих кришках порожнистих осях з радіальними каналами для підводу газу, при чому несучі порожнисті ролики охоплюються рухомо вставленою обоймою, поверхні корпусу, які повернуті до зовнішніх поверхонь роликів та зовнішньої і внутрішньої поверхні обойми виконуються фасонними з ділянками, кожна поверхня котрих еквідистантна повернутим до них поверхням роликів або обойми, при чому у даних ділянках виконані живильники для підводу газу в зазори між поверхнями. Таке виконання дозволяє значно збільшити площу поверхонь підшипника, яка сприймає навантаження від цапфи валу, але при цьому діаметр роликів залишається незмінним. Це дозволяє збільшити несучу здатність підшипникового вузла. Елементи, що сприймають навантаження, а це несучі порожнисті ролики та охоплююча обойма з зовнішнього і внутрішнього боку спираються на газовий шар та фіксуються від надмірного переміщення газостатичними підшипниками. Це дозволяє рівномірно розподіляти навантаження у фрикційних спряженнях, уникнути просковзування у спряженнях та таким чином збільшити довговічність роботи у підшипниках, що дозволяє уникнути інтенсивних зносів. На фіг.1 показується поперечний переріз підшипникового вузла. На фіг.2 показується переріз фіг.1 по А-А. Підшипниковий вузол містить корпус 1 з торцевими кришками 2 і 3. рівномірно навкруги цапфи 4 валу 5 розташовані несучі порожнисті ролики 6, які розміщені на закріплених у торцевих кришках 2 і 3 порожнистих осях 7. У осях 7 виконані радіальні живильники 8. Ролики 6 охоплюються рухомо встановленою обоймою 9. Поверхні корпусу 1, які повернуті до зовнішніх поверхонь несучих порожнистих роликів, мають ділянки 10, що еквідистантні відповідним поверхням роликів 6. Поверхні корпусу 1, які повернуті до внутрішньої поверхні обойми 9 мають ділянки 11, а до зовнішньої поверхні обойми 9 ділянки 12. У ділянках 10, 11, 12 виконані живильники 13, що сполучаються з каналами 14 та проточкою 15 у корпусі 1. Канал 1, проточка 15 а також внутрішні порожнини осей 7 сполучаються з системою подачі робочого середовища під тиском (на фіг. не показується). Підшипниковий вузол працює наступним чином. При обертанні цапфи 4 навантаження від валу 5 сприймаються газостатичними підшипниками, що створені подачею газу через живильники 13 у зазорі між поверхнями ділянок 10, 11, 12 корпусу 1 та відповідними поверхнями обойми 9 та несучих роликів 6. Навантаження сприймається і газостатичними підшипниками, що створюються подачею газу через живильники 8 у зазори між порожнистими осями 7, які закріплюються у торцевих кришках 2 і 3 та внутрішніми поверхнями роликів 6. Газ надходить у робочі зазори від системи подачі робочого середовища, через порожнини у осях 7, а також через канали 14 та проточку 15 у корпусі 1. Велика площина поверхонь, що сприймає навантаження, дозволяє збільшити несучу здатність вузла без збільшення діаметру несучих роликів 6. Газовий шар у зазорах газостатичних підшипників дозволяє демпфува ти коливання, що виникають при обертаннях валу, та при цьому забезпечуються надійні контакти у фрикційних спряженням, а значить, забезпечується довговічність роботи вузла.