Малопрогибаемый вал

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскнк Соцнаектическик Республик(22) Заявлено 02. 06. 78 (21) 2624012/29-12 (51) М. Кл. с присоединением заявки йо О 21 0 1/00(23) Приоритет Государственный комитет СССР оо делам изобретений и открытий(0888) Дата опубликования описания 250980(72) Авторы изобретения А. М. Кучер, В. Б. Фейгин, В. А. Бабинский и Н.В. Лялюк Ленинградский технологический институт целлюлознобумажной промышленности(54) МАЛОПРОГИБАЕМЫЙ ВАЛ глопрогибаемый вал предназначен для использования в прессах и каландрах бумаго- и картоноделательных машин, при обработке движущегося полотна давлением и может найти 5 применение в целлюлозно-бумажной, текстильной и других отраслях промышленности.Известны валы для обработки полотна давлением, включающие рубашку 10 и сердечник, образующие между собой. кольцевое пространство и вращающиеся совместно, сферические концевые опоры, через которые рубашка опирается на сердечник, продольные уплотнения, 15 расположенные в кольцевом пространстве и разделяющие его на продольные камерыторцовые кольцевые уплотнения,.каналы в сердечнике для подачи агента давления в продольные каме рыПри работе вала агент под давлением поступает в рабочие камеры и, воздействуя на рубашку вала, обеспечивает ее прямолинейность при воз-25 действии на вал равномерно распределенной нагрузки, например, от смежного вала.Валы данной конструкции практически обеспечивают безпрогибность ру 2башки, однако они весьма сложны по конструкции, имеют гидросистему, что обусловливает малую надежность их работы.Известен также малопрогибаеьый вал, который включает рубашку, сердечник и размещенные в кольцевом пространстве между ними две опоры в виде разъемных шарнирных подшипников со сФерическими втулками 2)При работе вала его сердечник прогибается под действием усилий, передающихся на него от рубашки через шарнирные опоры. Прогиб рубашки вала значительно меньше прогиба его сердечника благодаря наличию промежуточных поддерживающих опор, выполненных в виде шарнирных подшипников,При прогибе сердечника имеет место угловое относительное перемещение наружной и внутренней сФерических втулок шарнирного подшипника, при этом частота перемещения соответствует частоте вращения вала. Нагрузки, воздействующие на каждую шарнирную опору, составляют для валов бумагоделательных машин 10 тс и более. Поэтому постоянные относительные перемещения сФерических втулок сучетом значительной величины нагрузок приводят к износу поверхностей сферических втулок и выходу из строя шарнирных опор и всего вала, т.е, к уменьшению надежности вала.Быстрый выход из строя сйерических втулок вызван также тем, что в мелкосерийном производстве не удается обеспечить такой высокой степени тОчности обработки втулок, как это иМеет место, например, в подшипниковой промышленности при массовом изготовлении с помощью специального оборудования подшипников каченияСложно также изготовление вала, поскольку в месте расположения шарнирных опор находятся одна в другой четыре детали - рубашка, наружная и внутренняя сйерические втулки (контактирующие по сйере) и сердечник. Необходимо в этом сечении выбрать такие посадки, чтобы обеспечивалась воэможность относительного перемещения сферических втулок и сферической втулки вдоль оси сердечника (посЛеднее необходимо по условиям работы сйерических опор),В то же время недопустимыми являются также большие Зазоры между элементами опор, которые приводят к колебаниям рубашки. Поэтому обработка всех названных деталей должна производиться с выСокой степенью точности, а в процессе сборки вала часто требуется индивидуальная пригонка деталей.Другим недостатком вала с шарнирными подшипниками является невозможность выполнения их достаточно большой ширины, поскольку шарнирный подшипник может нормально работать в данных условиях только тогда, когда радиус сФерической поверхности раВен расстоянию от нее до продольной оси вала.Это условие делает невозможным размещение в кольцевом пространстве между рубашкой и сердечником шарнирных подшипников большой ширины. В то же время известно, что при увеличении ширины шарнирных подшипников уменьшается длина свободно прогибающихся участков рубашки: уменьшается соответственно ее прогиб, однако, как было указано выше, в рассматриваемой конструкции добиться этого невозможно, т.е, нельзя уменьшить прогиб, повысить степень равномерности давления на обрабатываемое полотно. и улучшить качество продукции.Целью изобретения является упрощение конструкции вала и повышение эййективности его работы.Это достигается тем, что опоры выполнены в виде самоустановившихся подшипников качения, снабженных эластичными элементами, установленными .по обе стороны от опор, контактирующими с рубашкой и сердечником и имеющими силовые механизмы для при 5 1 О 15 20 25 ЗО 40 5 О 55 60 65 жатия их к опорам. Силовые механизмымогут быть выполнены в виде втулок,насаженных на сердечник и поджимаемыхгайками, либо в виде болтов, проходящих между элементами качения подшипника. Вал может быть снабжен втулками,одни из которых крепятся к рубашке, а другие к сердечнику, причемвтулки имеют шлицы, входящие в пазыэластичных элементов. Толщина эластичных элементов, размещенных состороны края вала, не менее чем вдва раза больше толщины эластичныхэлементов, примыкающих к торцу подшипника, обращенного к центру вала.На йиг. 1 изображен вал с втулками, поджимаемыми гайками; на йиг.2 то же, с силовыми механизмами в виде болтовых соединений; на йиг.3то же, с шлицевыми втулками и болтовым соединением.Вал включает рубашку 1, сердечник2, размещенные между ними подшипники качения 3 к торцовым поверхностямкоторых примыкают эластичные элементы4 контактирующие с рубашкой 1, сердечником 2 и сжимаемые силовым механизмом в виде втулки 5 (см. йиг.1)насаженной на сердечник 2 и поджимаемой гайками 6. Силовой механизм может быть выполнен в виде болтов 7,проходящих между эластичными элементами 4 и телами качения подшиника3 (см. йиг, 2),В том случае, когда передаваемыйот сердечника к рубашке крутящиймомент значителен по величине, могут быть применены втулки 8 (см.йнг. 3) с внутренними шлицами, крепящиеся к рубашке 1, втуяки 9 с наружными шлицами, закрепленные насердечнике и контактирующие с шлицами эластичных элементов 4. Эластичные элементы в этом случае размещены между втулками. Подшипникикачения. целесообразно при всех вариантах разместить на расстоянии0,223 длины рубашки от ее краев. Прогиб рубашки в этом случае минимален.Вал работает следующим образом.При нагружении рубашки вала равномерно распределенной нагрузкой отдругого вала, контактирующего с данным по его образующей, нагрузка отрубашки в большей своей части передается на сердечник через подшипникикачения. При нагружении сердечникапоследний прогибается, при этом эластичные элементы, расположенные ближек краю вала, сжимаются между рубашкой и сердечником, воспринимая частьнагрузки от рубашки. Общая нагрузкана вал воспринимается подшипникамии эластичными элементами) поэтомуизнутри рубашка поддерживается надостаточно значительной длине (суммарная длина. подшипника и крайнего эластичного элемента), что уменьшает еепрогиб, так как эластичные элементыСледует отметить, что толщина внутренних эластичных элементов, размеценных со стороны торца подшипника, обращенного к центру вала, должна быть меньше не менее чем в два раза/ чем толщина наружных эластичных элементов, поскольку при одинаковой толщине внутренних и наружных элементов при прогибе сердечника на рубашку будет передаваться изгибающий момент в зоне опоры, что является нежелательнымпоскольку увеличивает прогиб вала Предлагаемый вал значительно проще по конструкции и в изготовлении и более надежен в работе. Кроме того, обеспечивается большая степень равномерности давления на бумажное полотно, в связи с чем повышается качество и эАФективность его обработки,40 45 предварительно сжаты при помощи силового механизма, При этом за счетсилы трения эластичных элементово сердечник и рубашку осуществляется передача крутящего момента отсердечника рубашке. В валу могут устанавливаться цилиндрические втулки8 и 9, соответственно посаженные врубашку и на сердечник в месте размещения эластичных элементов 4, которые контактируют с этими втулками.Втулки скрепляются, например, винтами,с рубашкой и сердечником, Они имеютшлицы, входящие в пазы эластичныхэлементов для более надежной передачикрутящего момента от сердечника рубашке. Все детали вала вращаются совместно. Благодаря наличию эластичиыхэлементов с обеих сторон подшипникаобеспечивается возможность относительного поворота наружного и внутреннего колец подшипника и возможность осевых небольших перемещенийподшипника, возникающих при прогибесердечника. Кроме того, наличие поджатых эластичных элементов, связывающих рубашку и сердечник, способствует уменьшению вибраций. Формула изобретения1, Малопрогибаемый вал,содержащий рубашку, сердечник и установленные в кольцевом пространстве между ними опоры, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности работы вала, опоры выполнены в видесамоустанавливающихся подшипниковкачения, снабженных эластичными эле-.ментами, установленными по обе стороны от опор, контактирующими с ру"башкой и сердечником и имеющими силовые механизмы для прижатия их копорам,2. Вал по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что каждый из силовых механизмов выполнен .в виде установленных на сердечнике вала втулоки гаек для перемещения втулок вдольоси вала.3. Вал по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что каждый из силовых механизмов выполнен в виде болтового соединения, закрепленного вподшипнике качения.4. Вал по пп. 1,3, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения возможности передачи повышенного крутящего момента, вал име"ет закрепленные на рубашке и сердечнике дополнительные втулки, снабженные шлицами, взаимодействующимис эластичными элементами, выполненными с пазами для шлицов дополнительных втулок.5. Вал по пп.1-4, о т л и ч а ющ и й с я тем, что толщина эластичных элементов, примыкающих к опорам со стороны торца вала по крайней мере в два раза больше толщиныэластичных элементов, примыкающихк опорам со стороны центра вала.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент СШ 9 3362055,кл, 29-113, 1965.2Авторское свидетельство СССРР 453467, кл. 0 21 С 1/00, 1969оставитель Ю, КляпинТех ед Е.Гаврилешко Корректор М.Вигула ное ССР НИ 03 Ж у с а наб. д. 4/5Филиал ППЛ Патент , г. Ужгород, ул, Проектна 113 Тираж 43И Государсделам изоб5 Москва По енного комите тений и откры -35 Ра ш к я