Силовий підшипник

Реферат: Винахід належить до конструкцій підшипників та може бути використаний як опора різних вузлів і механізмів. Силовий підшипник має рознімний корпус з отворами під вал, причому корпус складається з трьох накладних частин, які утворюють внутрішню порожнину підшипника, в якій над валом вздовж його осі розміщена вставка, яка в поперечному перерізі має обернений до вала зубчастий виріз з видовженим униз центральним зубом. Винахід дозволяє розвантажити опорні стінки від натиску вала, зменшуючи тертя, та зменшити енерговитратність роботи вала, допомагаючи його обертати. UA 114066 C2 (12) UA 114066 C2 UA 114066 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі техніки і може бути використаний як опора різних вузлів і механізмів. Конструкція нова, прототипу нема. Відомі підшипники вимагають змащування - клопіткого і витратного, мають вразливі сепаратори і тіла кочення, вібрують. Тіла кочення під внутрішнім кільцем зазнають підплечового збільшення навантаження, до того ж ще й масою цього кільця. В основу винаходу поставлена задача зменшити тиск вала на поверхні опорних стінок під ним для зменшення тертя за допомогою спрямованої уверх дії сили різниці тисків повітря. Суть винаходу пояснюють креслення. На Фіг. 1 зображений поперечний розріз силового підшипника; на Фіг. 2 - поздовжній розріз силового підшипника; на Фіг. 3 - вигляд поздовжньої сторони зовні, на Фіг. 4 - поперечний розріз силового підшипника для конічних цапф, на Фіг. 5 - поздовжній розріз силового підшипника для конічних цапф, на Фіг. 6 - вигляд поздовжньої сторони силового підшипника для конічних цапф, на Фіг. 7 - поперечний розріз силового підшипника для кульових цапф, на Фіг. 8 - поздовжній розріз силового підшипника для кулястих цапф. Силовий підшипник складається з корпусу 1 і вставки 2 (Фіг. 1 і 2), яка розміщена в корпусі 1, виконаному у вигляді трьох накладних частин (накладені вужчою ділянкою дна однієї частини у заглиблення в іншій), у яких посередині - порожнина. Ці частини з'єднані по краях підшипника болтами (на Фіг. 1 і 2 не показані). Корпус 1 (Фіг. 1 і 2) має в нижній і середній частинах доповнюючі одна одну виїмки "а" для утворення двох отворів (по краях корпуса 1) на вал, на внутрішній стороні середньої та верхньої частин корпусу 1 - виїмки "b" для укладання в них вставки 2 над валом. Отвори на вал, при найширших місцях його боків по горизонталі, мають прямолінійні вертикальні стінки (висотою всього по 0,2 мм), щоб підтримувати ними вал там, де він може якнайслабше натискати на боки, на відміну від традиційного підшипника. Зовні, вздовж вала, корпусу 1 знаходиться по дві пари (з кожної сторони) пластин "с" з отворами "d" для скріплювання його частин. Для зменшення передачі незначного шуму повітря корпус 1 може мати назовні гостроребристі (ребра висотою 0,5 мм) обтічні (на ребрах) поверхні, подекуди такі ж всередині підшипника (уже, як хвилерізні поверхні). У силового підшипника для кульових цапф, є тільки один отвір, з сторони вала, вставка 2 виконана у вигляді дуги, на 1,5 мм зменшено, по центру, висоту підцапфової порожнини, різної товщини опорні стінки, додана під кулю, по центру, невеличка нерухома чашка "e". Складання силового підшипника здійснюється таким чином. На низ виїмок "а" нижньої частини корпусу 1 (Фіг. 1) покласти вал, тоді вкласти середню частину корпусу 1, обома вужчими ділянками у два заглиблення нижньої частини корпусу 1, щоб запобігти радіальним переміщенням цих частин в роботі. У низ виїмки "b" середньої частини корпусу 1 вкласти вставку 2, її протинапірним вирізом (де є резервуар спокійного сильно тиснучого повітря проти тиску повітря із зовні, щоб не прогинався дах корпусу 1) доверху і накласти верхню частину корпусу 1 (також вужчими ділянками у відповідні заглиблення в його середній частині). Скріплюються ці частини, з обох сторін вздовж вала (Фіг. 1), болтами в отворах "d" пластин "с". Принцип роботи силового підшипника такий. Вал при обертанні захоплює своїми мікронерівностями межовий (приповерхневий) шар повітря, а цей шар захоплює в'язкістю повітря віддаленіший шар повітря, і формується довкола вала течія повітря, яка під центром низу вала (в об'ємистішій частині порожнини) менш швидка, біля боків вала (по горизонталі), де вужче, течія прискорюється, тому зменшується її тиск, згідно з законом Бернуллі. Із-за опору, першої на шляху потоку повітря, плоскої вертикальної стінки вставки 2, на ній виникають вихори, які потрапляють у шпару, бо там менший тиск повітря і збільшують у ній (собою) швидкість повітря (під цією стінкою над валом), ще зменшуючи, ніж це зробила би тільки шпара, тобто вже різко зменшуючи його тиск униз (на вал) у цьому місці. Дальше цей пришвидшений, в такий спосіб, потік повітря потрапляє із звуженої ділянки шпари (з-під стінки вставки 2) в її значно розширену ділянку - зубчастий виріз у вставці 2, де, завдяки розширенню шпари і зубчастості (там) поверхні вставки 2, течія повітря сповільнюється. Але під центральним, видовженим униз, зубом вставки 2, де шпара знову звужується, течія відповідно прискорюється і зменшується її тиск униз на вал (по центру його верху). У наступному розширенні шпари, і також завдяки зубчастості (там) поверхні вставки 2, швидкість течії повітря сповільнюється, зростає її тиск на вал у цьому місці. Вже в наступному звуженні шпари (під другою плоскою вертикальною стінкою вставки 2) потік повітря рухається із суто шпаровою швидкістю з меншим тиском, але значно більшим, ніж під попередньою стінкою вставки 2. Таким чином виникають дві різниці тисків повітря - по вертикалі вала, сила якої спрямована уверх, і - над валом. Перша сила різниці тисків повітря, намагаючись знизу підняти вал, розвантажує опорні стінки від 1 UA 114066 C2 натиску вала, зменшуючи тертя, друга - зменшує енерговитратність роботи вала, допомагаючи його обертати. Отже, контактні поверхні охолоджуватимуться обдувом (повітрям) металу стінок порожнини корпусу 1, в основному, у пусковий момент, і не вимагають змащування. 5 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 Силовий підшипник, який має рознімний корпус з отворами під вал, причому корпус складається з трьох накладних частин, які утворюють внутрішню порожнину підшипника, в якій над валом вздовж його осі розміщена вставка, яка в поперечному перерізі має обернений до вала зубчастий виріз з видовженим униз центральним зубом. 2 UA 114066 C2 3 UA 114066 C2 Комп’ютерна верстка М. Мацело 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 4