Упругая подшипниковая опора вала

(51 ПИСА ИЗОБРЕ А следователь орный инсти А.Минаев; Волобуев Я ОПО оении для ий трансГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство ССМ 1751496, кл. Е 16 С 27/04, 1990(57) Использование: в машиностпбдшипнйковых опор трансмисс Изобретение относится к машиностроению и касается конструкции подшипниковых опор трансмиссий транспортных сре) дств.Известна подшипниковая опора вала, содержащая корпус и. смонтированный на валу подшипник качения, а также размещенное между корпусом и наружным кольцом подшипника и охватывающее его по цилиндрической и, по меньшей мере, по одной торцевойловерхностям упругое средство. При использовании этого технического решения обеспечено повышение надежности и долговечности упругой подшипниковой опоры вала. Но в тех случаях, когда сравнительно велики радиальные нагрузки и относительно велика температура агрегата, в котором установлен подшипник, покрытие из металлических сеток восстанавливает упругие свойства с задержкой, что сказывается на надежной работе в местах соединения, при этом обеспечение демпфирующего эффекта по существу за портных средств, Сущность изобретения: в упругой подшипниковой опоре вала упругое средство размещено между корпусом опоры и наружным кольцом подшипника и охватывает последнее по цилиндрической и по меньшей мере одной торцевой поверхностям, Упругое средство выполнено в виде связующего материала пористой структуры и размещенных в нем концентрично оси опоры слоями по спирали и с натяжением нитей. 8 полости торцевой части упругого средства расположена упругая шайба, контактирующая с внутренним диаметром торцевой части средства. 2 з.п.ф-лы, 2 ил. счет взаимного смещения сеток так же скажется на долговечности опоры. Кроме того сложен процесс изготовления такой опоры, хотя бы из-за того, что нужно отдельно изготавлйвать сетку; а лишь затем саму опору.Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей при упрощении производства подшипниковойопоры,Для этого в упругой подшипниковой опоре вала, содержащей корпус и смонтированный на валу подшипник качения, а также размещенное между корпусом и наружным кольцом подшипника и охватывающее его по цилиндрической и, по меньшей мере, по одной торцевой поверхностям упругое средство, последнее выполнено в виде связующего материала пористой структуры и размещенных в нем концентрично оси опоры слоями по спирали и с натяжением нитей.Нити соседних слоев расположены относительно друг друга со смещением на шаг, равный половине диаметра нити, 1795171Опора снабжена расположенной в по- слоями, каждый из которых деформирован влости торцевой части упругого средства и осевом и радиальном направлениях при наконцентричйо ей упругой шайбой из связу- мотке слоев итермообработке подшипника,ющего материала пористой структуры и чтоулучшаетусловиясмазкивконтактеподразмещенных в нем концентрично оси опо шипника с посадочным местом в корпусе иры слоями по спирали и с натяжением ни- позволяет гасить колебания, возбуждаемыетейп при этом наружный диаметр и ширина от зубчатого зацепления и передаваемые отупругой шайбы равны внутреннему диамет- подшипника на корпус. При приложении нару и ширинЕ торцевой части упругого сред- грузки к подшипниковому узлу происходитства.10 упругая деформация материала покрытияВыполнение упругого средства в виде кольца подшипника, сопровождаемая тресвязующегоматериалапористойструктуры, нием между слоями пористого покрытияи размещенных в нем концентрично оси подшипника, что обеспечивает расссеиваопоры слоями по спирали и с натяжением ние энергии колебаний и демпфированиенити, т.е; его слои деформированы в осе вибраций, передаваемых от подшипника навом и радиальном направлениях при намот- корпус; коэффициент демпфирования порике слоев и термообработке подшипника, в стого покрытия подшипника,.по крайней меупругой подшипниковой опоре, содержа- ре в 10 раз выше, чем у металла. С ростомщей корпус и смонтированный на валу под- нагрузки, приложенной к подшипниковомушипник качения, а также размещенное 20 узлу, и обусловленной нетолько динамикоймежду корпусом и наружным кольцом под- вращающихся валов, но и перемещениямишипника и охватывающее его по цилиндри-корпуса (агрегатные колебания), происхоческой и, по меньшей мере, по одной дитусилениеупругайдеформации пористоторцевой поверхностям упругое средство, го покрытия. подшипника и эффекта смазкипозволяет расширить эксплуатационные 25 в контакте подшипника и его посадочнымвозможности подшипниковой опоры, по- . местом в корпусЕ за счет внутримолекуляр-.скольку упорядоченно вйполненный связу- ных свойств покрытия подшипника,ющий материал на .металлической основенаружного кольца подшипника позволит Процесс нанесения пористого покрыэффективно гасить колебания при больших 30 тия на подшипник, осуществляется путемнагрузках и температуре за счет "пружин- . последовательной намотки нитей на компного" действия в осевом направлении и лект подшипников, расположенных соосно.широкого диапазона упругих свойств в ра- . Причем расположенные соосно подшипнидиальном, при этом связующий материал киразделенытехнологическимиперегород.эффективно демпфирует колебания за счет 35 ками, нв каждый подшипник нитисвоейпористой структуры. Кроме того, тор- наматываются из отдельной катушки, Намотцы покрытия наружного кольца подшипни- ка нитейнаметаллическуюосновунаружногока и наружного кольца подшипника опоры кольца подшипника осуществляется последона шайбу, выполненную из нитей, раэме- вательно в несколько слоев. По окончаниищенных концентрично оси и слоями. каж процесса намотки нитей в несколько слоев,дый из которых реформирован в осевой ипроисходит их обжатие по наружной поверрадиальном направлениях при намотке и хности с помощью ойравок и термообработтермообработкешайбы, ка. Для пористого покрытия подшипникаПрименение в подшипнике пористого могут использоваться нйти на основе углепокрытия, нити которого размещены кон родного волокна и т.п.центрично его оси и слоями, каждый иэ ко- Дляусилениявпрцессеэксплуатациизффек-,торых деформирован в осевом и радиальном та.смазки и демпфирующих свойств подшипниканаправлениями при намотке слоев и термо- с пористым покрытием нити покрьпия соседобработке подшипника, позволяет расши- . нйх слоев смещены относительно друг другарить эксйлуатациойные возможности. 50 на шаг, равный половине диаметра нити, Заподшипника, при этом в процессе эксплуа- счет этого при процессе обжатия (деформатации уменьшаются условия смазки в кон- ции слоев в осевом и радиальном направлетакте подшипйика с посадочным местом в ниях) и последующей термообработкекорпусе, повышаются демпфирующие подшипника происходит взаимное пооник- .свойства, износостойкость, долговечность, 55 новение материала нйтей слоев друг в другапри упрощеиий производства подшипника, и заполненйе им пространства между нйЭто обеспечивается за счет того, что покры- тей, что усиливает эффект смазки и демпфитие имеет нити, нанесенные на металличе- рующие свойства цодшипника вскую основу наружного кольца подшипника радиальном и тангенциальном направление иескопько слоев коицеитеииио его оси и як,1795171 5Размещение шайбы, выполненной из нитей, размещенных концентрично оси и слоями, каждый из которых деформирован а осевом и радиальном направлениях при намотке и термообработке шайбы, между торцами покрытия наружного кольца подшипника и наружным кольцом подшипнИка, усиливает в процессе эксплуатации эффект смазки и демпфирующие свойства подшипника в осевом направлении. При 10 приложении осевой нагрузки к подшипникупроисходит упругая деформация слоев нитей покрытия шайбы, сопровождаемая трением между слоями покрытия, чтообеспечивает рассеивание энергии колебанй и их демпфирование в осевом направлении. С ростом осевой нагрузки,приложенной к подшипнику, происходит.уоиление упругой деформации покрытияшайбы и эффекта смазки в контакте торцов 20покрытия наружного кольца подшипника инаружного кольца подшипника с шайбой икрышкой корпуса за счет внутримолекулярных свойств покрытия шайбы.На фиг, 1 представлена упругая подшипниковая опора вала, общий вид; нафиг,2 - узел на фиг.1 (покрытие наружнойобоймы подшипника),Упругая опора вала, выполненная согласно изобретению, содержит подшипник 301, установленный на валу.2, который разме. щен в корпусе 3, Подшипник 1 содержиттела качения 4, размещенные между внут.реНним кольцом 6. Для фиксации вала 2относительно подшипника 1 служит стопорнов кольцо 7, На наружное кольцо 6 под-.шипника 1 нанесено размещено упругоесрбдство 8, представляющее собой покрытие,Упругое средство 8 выполнено многослйным, Каждая пара слоев 9 и 10 упругогосрЕдства 8 подшипника 1 содержит нити 11покрытия; размещенные концентрично осипаДшипника 1 и слоями, каждый иэ котоРыхдеформирован в осевом и радиальном йаправлениях при намотке слоев и термообработке. покрытия подшипника 1, Процесснанесения пористого покрытия на подшипник 1, осуществляется путем последовательной намотки нитей 11 на комплект 50подшипников, расположенных соосно. Причем расположенные соосно подшипникиразделены технологическими перегородками, на каждый подшипник нити 11 наматываЮтся из отдельной катушки. Намотка 55нитей 11 на металлическую основу наружного кольца 6 подшипника 1 осуществляетсяпоследовательно в несколько пар слоев 9 и10,. По окончании процесса намотки нитей11 в несколькопвр слоев 9 и 10, происходит их обжатие по наружной поверхности с помощью оправок и термообработка. Для упругого средства 8 подшипника могут использоваться нити 11 на основе углеродного волокна и т.п,Применение в подшипнике 1 упругого средства 8, нити 11 которого размещены концентрично его оси и слоями, каждый из которых деформирована осевом и радиальном направлениях при намотке слоев и термообработке подшипника 1, позволяет расширить эксплуатационные воэможности подшипника 1. при этом улучшаются условия смазки в контакте с посадочным местом в корпусе 3, .повышаются демпфирующие свойства, износостойкость, долговечность, при упрощении производства подшипника 1. Это обеспечивается за счет того, что покрытие имеет нити 11, нанесенные на металлическую основу наружного кольца 6 подшипника 1 в несколько слоев концентрично его оси и слоями, каждый из которых деформирован в осевом и радиальном направлениях при намотке слоев и термообработке подшипника 1, что улучшает условия смазки в контакте подшипника 1 с посадочны;л местом в корпусе 3 и позволяет гасить колебания, возбуждаемые от зубчатого зацепления и передаваемые от подшипника 1 на корпус 3, При приложении нагрузки к подшипнику 1 происходит упругая деформация материала покрытия наружного коль.ца 6 подшипника 1, сопровождаемая трением между слоями пористого покрытия подшипника 1, что обеспечивает рассеивание энергии колебаний и демпфирование вибраций, передаваемых от подшипйика 1 на корпус 3; коэффициент демпфирования пористого покрытия подшигника 1, по крайней мере в 1.0 раз выше, чем у металла. С ростом нагрузки, приложенной к подшипнику 1, и обусловленной не только динамикой вращающихся валов 2, но и перемещениями корпуса 3 (агрегатные колебания), происходит усиление упругой деформации пористого покрытия подшипника 1 и эффекта смазки в контакте подшипника 1 и его посадочным местом в корпусе 3 за.счет внутримолекулярных свойств покрытия подшипника 1,. Нити 11 упругого средства 8 подшипника 1 соседних слоев 9 и 10 смещены относительно друг друга на шаг, равный половине. диаметра нити 11.При процессе обжатия (деформация слоев в осевом и радиальном направлениях) и последующей термообрвботке подшипника 1 происходит взаимное проникновение материала нитЕй 11 пар слоев 9 и 10 друг в друга и заполнение им пространства между нитей 11. Тем самым происходит процесс1795171 7 8усиления эффекта смазки в контакте под- провождаемаятрениеммеждуслоямипоришипника 1 с посадочным местом корпуса 3 стого покрытия подшипника 1, что обеспеи демпфирующих свойств подшипника 1 в чивает рассеивание энергии колебаний и радиальном й таигеициальном направлени- демпфирование вибраций, передаваемых ях, .. 5 от подшипника 1 на корпус 3, С ростом наТорцы упругого средства 8 наружного грузки, приложенной к подшипнику 1, икольца 6 подшипника 1 и наружного кольца обусловленной не только динамикой враща подшипника 1 опертц на шайбу 12, выпол- ющихся валов 2, но и перемещениями корненную из нитей 13, размещенных концен- пуса 3 (агрегатные колебания), происходит трично ее оси и слоями 14 и 15, каждый из 10 усиление упругой деформации пористого которых деформирован в осевом и радиаль- - покрытия подшипника 1 и эффекта смазки в ном направлениях при намотке слоев 14 и . контакте подшипника 1 и его посадочным 15 итермообработке шайбы. Наружныйди- местом в корпусе 3 за счет внутримолекуаметр шайбы 12 равенвнутреннему диамет- лярных свойств покрытия подшипника 1. За ру покрытия упругого средства и ширине 15 счеттого, что нити 11 покрытия подшипника торцевой части упругого средства. Разме соседних слоев 9 и 10 смещены относищение шайбы 12, выполненной из нитей 13, тельно друг друга на шаг, равный половине размещенных концентрично оси и слоями диаметра, нити 11, при процессе обжатия 14 и 15, каждый из которых деформирован (деформация слоев в осевом и радиальном в осевом и радиальном направлениях при 20 направлениях) и последующей термообранамотке и термообработке шайбы 12, между ботке подшипника 1 происходит взаимное . торцами упругого средства 8 наружного. проникновениематериаланитей 11 парслокольца 6 подшипника 1 и наружным коль- ев 9 и 10 друг в друга и заполнение им цом 6 подшипника 1, усиливает. эффект пространства между нитей 11. Тем самым смазкиидемпфирующиесвойства подшип происходит процесс усиления эффекта ника 1 в осевом направлении; При приложе- смазки в контакте подшипника 1 с посадочнии осевой нагрузки к йодшипнику 1 нцм местом корпуса 3 и демпфирующих происходит упругая деформация слоев 14 и свойств подшипника 1 в радиальном и тан иэ нитей 13 покрытия шайбы 12, сопро- генциальном направлениях, За счет того, вождаемая трением между слоями 14 и 15 30 что торцы покрытия наружного кольца 6 покрытия, что обеспечивает рассеивание подшипника 1 оперты на шайбу 12, выполэнергии колебаний и их демпФирование в иениую из нитей 13. размещенных конценосевом направлении. С ростом осевой на- трично ее.оси и слоями,14 и 15, каждый из грузки, приложенной к подшипнику 1, про- которых деформирован в осевом и радиальисходит усиление упругой деФормации 35 ном направлениях при намотке слоев 14 и покрытия шайбы 12 и эффекта смазки в кои и термообработке шайбы, при приложетакте торцов покрытия наружного кольца 6 иии осевой нагрузки к подшипнику 1 происподшипиика 1 и наружного кольца 6 под-.ходитупругая деформация слоев 14 и 15 из . шипника 1 с шайбой 12 и с крышкой 16нитей 13 покрытияшайбы 12,сапровождаекорпуса 3 за счет внутримолекуляриых 40 мая трением между слоями 14 и 15 покрц. свойсте покрытия шайбы 12. тия, что обеспечивает рассеивание энергииПри работе передачи возникают вибра- колебаний и их демпфирование в осевомции, которые передаются на корйус 3 через направлении С ростом осевой нагрузки, вал 2, внутреннее кольцо 5 подшипника 1, приложенной к подшипнику 1, происходит тела качения 4, наружное кольцо 6 подшип усиление упругой деформации покрытия ника 1, упругое средство 8 и шайбу 12, име-шайбы 12 и эффекта смазки в контакте тор ющих нити 11 и 13, крышку 16 корпуса 3. За цов покрытия наружного кольца 6 подшипсчет того, что покрытие наружногокольца 6 ника 1 и наружного кольца 6 подшипника 1 подшипника 1 выполнено многослойным; с шайбой 12 и крышкой 16 корпуса 3 за счет каждая пара слоев 9 и 10 покрытияимеет. 50 .внутримолекулярных свойств покрытия- нити 11, нанесенные на металлическую ос- шайбы 12,нову наружного кольца 6 подшипника 1 в Проведенные стендовые и дорожйые ., несколько слоев коицентричио его оси и испытаииятрансмиссииавтомобиля;вкотослоями, каждый йз которых деФормирован вром в опорах валов коробки передач и главосевоми радиальномнаправлениях прина иой передачи ведущего моста применены мотке слоев и термообработке подшипйика подшипники с многослойным покритием, 1, при микродеформации подшипника вра- включающим нйтй, показали, что при исдиальном и тангеициальном направлениях пользованйи таких подшипников с покрцтипроисходитдеформвцюя материала покры- ем из магериала пористой структуры тия наружного кольца 6 подшипника 1, со- существенно снизился уровень вибрации,1795171 10 уменьшился внешний и внутренний шум, улучшились условия смазки в местах контактирующих поверхностей, что привело к существенному расширению Формулаи зобретения1. Упругая подшипниковая опора вала, содержащая корпус и смонтированный на валу подшипник качения, а также размещенное между корпусом и наружным кольцом подшипника и охватывающее его по цилиндрической и по меньшей мере по одной торцевой поверхности упругое средство, о т л и ч а ю щ а,я с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей при упрощении производства подшипниковой опоры, упругое средство выполнено в виде связующего материала пориСтой структуры и размещенных в нем концантрично оси опоры слоями по спирали и с натяжением нитей. эксплуатационных возможностей при упрощении производства подшипника, повысило срок службы, надежность и долговечность испытываемых узлов. 2. Опора по п,1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что нити соседних слоев расположены одна относительно другой со смещениеем на шаг; равный половине диаметра нити.3. Опора по пп.1 и 2, о т л и ц а ю щ а я ся тем, что она снабжена расположенной в полости торцевой части упругого средства и концентрично ей упругой шайбой из связующего материала пористой структуры и размещенных а нем концентрично оси опоры слоями по спирали и с натяжением нитей, при этом наружный диаметр и ширина упругой шайбы равны внутреннему диаметру и ширине торцевой части упругого средства.Составитель 8.8 ыборнТехред М.Моргентал ТиражПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4 И оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,