Підшипниковий вузол

Реферат: Підшипниковий вузол містить корпус, вал, розташовані між ними два і більше підшипників кочення, встановлених так, що одні кільця підшипників спираються на жорсткі кільцеві виступи, виконані на внутрішній поверхні охоплюючого корпусу, а другі кільця підшипників взаємодіють з системою кільцевих виступів вала, один з яких виконаний за одне ціле з валом, а решта з можливістю автоматичного самопідтискання до кілець підшипників з певним дозованим зусиллям. Решта виступів вала також виконані за одне ціле з валом, а між виступами корпусу і кільцями підшипників встановлені пружини стиснення з можливістю створення розпірного зусилля. UA 99441 U (54) ПІДШИПНИКОВИЙ ВУЗОЛ UA 99441 U UA 99441 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі машинобудування, а саме до опор, в яких використовується багаторядна установка підшипників кочення для збільшення несучої здатності підшипникових вузлів і зменшення навантаження на кожен підшипник. Відомий підшипниковий вузол, що містить корпус, змонтований в ньому вал зі здвоєним комплектом радіально-упорних підшипників. Забезпечення рівномірного розподілу осьового навантаження здійснюється в ньому за рахунок розпірних втулок, довжина яких визначається при складанні з високою точністю [1]. Однак у процесі роботи у відомому вузлі через некомпенсоване зношування підшипників порушується рівномірний розподіл навантаження між ними. Найбільш близьким аналогом до пристрою, який заявляється, є підшипниковий вузол, що містить корпус, вал, розташовані між ними два і більше підшипників кочення, встановлених так, що одні кільця підшипників спираються на жорсткі кільцеві виступи, виконані на внутрішній поверхні охоплюючого корпусу, а другі кільця підшипників взаємодіють з системою кільцевих виступів вала, один з яких виконаний за одне ціле з валом, а решта з можливістю самопідтискання до кілець підшипників з певним дозованим зусиллям, а саме у вигляді втулок, на внутрішніх поверхнях яких виконана різьба, а на зовнішній - пази, в яких розміщені підпружинені до корпусу сухарі [2]. Напрямок різьби виконується протилежним обертанню вала. При такому виконанні пристрою на втулках виникає крутний момент, що повертає їх у напрямку, протилежному обертанню вала, до повної вибірки зазору в підшипниках, підключаючи їх до сприйняття зовнішнього навантаження, що діє на вал. Однак, всупереч очікуванню, при цьому не забезпечується рівномірне навантаження всіх підшипників. Це пов'язано з тим, що величина крутного моменту, що діє на втулку, не є постійною, однаковою для всіх втулок, а тому різна і величина осьового зусилля, створюваного в контакті виступу вала з підшипником. Зазначені відмінності обумовлені коливаннями значень коефіцієнтів тертя ковзання матеріалів вала, втулок, сухарів, коливаннями параметрів шорсткості цих же деталей, розкидом параметрів пружин, що підтискають сухарі до корпусу. Даний пристрій працездатний тільки при певному напрямку обертання вала і абсолютно не допускає реверсування обертання вала, тому що при цьому втулки відходять від підшипників, розвантажуючи їх. Крім цього, як відомо, різьба не є центруючим елементом конструкції, а тому можлива неперпендикулярність опорної поверхні втулок до осі вала, внаслідок чого навантаження на підшипник стає нецентральним, при цьому тіла кочення в підшипнику навантажуються не рівномірно. Істотним недоліком відомої конструкції є знижений коефіцієнт корисної дії з-за постійного тертя ковзання сухарів по корпусу. В основу корисної моделі поставлена задача забезпечення працездатності підшипникового вузла при будь-якому напрямку обертання валу і більш рівномірного розподілу зовнішнього одностороннього осьового навантаження між підшипниками. Поставлена задача вирішується тим, що в підшипниковому вузлі, що містить корпус, вал, розташовані між ними два і більше підшипників кочення, встановлених так, що одні кільця підшипників спираються на жорсткі кільцеві виступи, виконані на внутрішній поверхні охоплюючого корпусу, а другі кільця підшипників взаємодіють з системою кільцевих виступів вала, один з яких виконаний за одне ціле з валом, а решта з можливістю автоматичного самопідтискання до кілець підшипників з певним дозованим зусиллям, згідно з корисною моделлю, решта виступів вала також виконані за одне ціле з валом, а між виступами корпусу і кільцями підшипників встановлені пружини стиснення з можливістю створення розпірного зусилля, яке визначається за формулою: Q=Р/n, де Р - зовнішнє осьове навантаження на підшипниковий вузол; Q - зусилля, що створюється пружиною; n - число підшипників у вузлі. Суть пропонованої корисної моделі пояснюється кресленням, на якому зображений підшипниковий вузол в поздовжньому розрізі. Підшипниковий вузол містить корпус 1, вал 2, декілька, наприклад три, підшипників кочення 3. Підшипники 3 встановлені так, що одні їх кільця 4 закріплені на валу 2 по посадці з гарантованим натягом і спираються на жорсткі кільцеві виступи 5, виконані за одне ціле з валом 2. Другі кільця 6 підшипників через пружини стиснення 7, взаємодіють з системою кільцевих виступів 8, виконаних на внутрішній поверхні 9 корпусу 1. Параметри пружини 7 підібрані таким чином, щоб вони в стислому стані створювали розпірне зусилля Q, яке визначається за формулою: Q=P/n, 1 UA 99441 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 де Р - зовнішнє осьове навантаження на підшипниковий вузол; Q - зусилля, що створюється пружиною; n- число підшипників у вузлі. Між виступами 5 і 8 в навантаженому вузлі утворюється гарантований зазор 10. Так як пружини 7 попередньо стислі до зусилля Q, то вони прагнуть притиснути один до одного виступи 5 і 8 вала 2 і корпуса 1 відповідно. У результаті цього розпірні зусилля Q, створювані пружинами 7, будуть замикатися між двома кільцевими виступами 8 корпусу 1. При цьому зазор 10 між виступами 5 і 8 обнуляється. Під діям зусиль Q з боку пружин 7 вал 2 переміщається уздовж своєї осі на величину ліквідованого зазору 10, а його виступ 5 (верхній на кресленні) відходить разом з кільцем 4 від кільця 6 свого підшипника на ту ж величину зазору 10. В результаті при відсутності зовнішнього навантаження Р цей підшипник виявляється ненавантаженим, в той же час як два інших підшипника 3 навантажені зусиллям Q, яке в нашому випадку при трьох підшипниках (n=3) дорівнює Q=Р/3. Таким чином, зсередини пристрою на вал 2 діють два паралельно підключених зусилля Q, що в сумі становить величину 2 Q: Підшипниковий вузол працює таким чином. При навантаженні вала 2 осьовим зусиллям Р, переважаючим величину 2Q (Р=3 Q), він переміщається й напрямку зусилля Р доти, поки його перший виступ 5 разом з кільцем 4 не упруться через тіла кочення в кільце 6 першого підшипника 3. При цьому разом з валом 2 переміщаються і два інших його виступи 5, відходячи від виступів 8 корпусу 1 з утворенням зазору 10. У результаті цього раніше замкнуті внутрішні розпірні зусилля Q пружин 7 перетворюються в зовнішні сили, прикладені до валу 2 і протидіють зовнішньому навантаженню Р. Розпірні зусилля пружин Q, підсумовуючись з зовнішнім навантаженням (Р=3 Q), призводять до того, що кожен з трьох підшипників навантажується зусиллям Q=Р/3, Рівномірність розподілу навантаження залишається незмінною в часі. Пропонована конструкція дозволяє значно збільшити довговічність підшипників. Це випливає з формули: K L=(C/Q) , де L - довговічність підшипника, млн. об; С - динамічна вантажопідйомність; Q - приведене навантаження на підшипник; К=3 - для кулькових тіл кочення; К=10/3 - для роликових тіл кочення; У нашому випадку при n=3, Q=Р/3 довговічність збільшується в 27 разів (кулькові тіла кочення) і 39 раз (роликові тіла кочення). Запропонована конструкція підшипникового вузла забезпечує його роботу при будь-якому напрямку обертання вала, а також більш рівномірний розподіл зовнішнього навантаження між підшипниками в комплекті. Виключається тертя ковзання між елементами конструкції, в результаті чого підвищується коефіцієнт корисної дії, не утворюються продукти зносу при терті ковзанні, продукти зносу не потрапляють в підшипники кочення. Джерела інформації: 1. Бейзельман Р.Д., Цыпкин Б.В. Подшипники качения. Справочник. - М-Л.: Машгиз, 1960. С. 245. 2. Авторське свідоцтво СРСР, № 681250, МПК F16С 23/00, 1979. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 60 Підшипниковий вузол, що містить корпус, вал, розташовані між ними два і більше підшипників кочення, встановлених так, що одні кільця підшипників спираються на жорсткі кільцеві виступи, виконані на внутрішній поверхні охоплюючого корпусу, а другі кільця підшипників взаємодіють з системою кільцевих виступів вала, один з яких виконаний за одне ціле з валом, а решта з можливістю автоматичного самопідтискання до кілець підшипників з певним дозованим зусиллям, який відрізняється тим, що решта виступів вала також виконані за одне ціле з валом, а між виступами корпусу і кільцями підшипників встановлені пружини стиснення з можливістю створення розпірного зусилля, яке визначається за формулою: Q=P/n, де Р - зовнішнє осьове навантаження на підшипниковий вузол; Q - зусилля, що створюється пружиною; 2 UA 99441 U n - число підшипників у вузлі. Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут інтелектуальної власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3