ПОДШИПНИКОВЫЙ УЗЕЛ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

Полезная модель относится к электромашиностроению, в частности к конструкциям подшипниковых узлов электрических машин малошумного исполнения.
Известны подшипниковые узлы, в конструкцию которых, для улучшения динамических качеств электрических машин, введены комбинированные упругие элементы, поджимающие наружное кольцо шарикоподшипника в осевом и в радиальном направлениях, например [Гарганеев Б.П., Подлевский Н.И., Матросова И.П. Способ снижения вибраций электровентиляторов от воздействия гироскопического момента // Электронные и электромеханические системы и устройства: Сб. научн. тр. Новосибирск: Наука, 2007, с. 175.], где дан эскиз подшипникового узла, в котором аксиальное поджатие осуществляется цилиндрическими пружинами, а радиальное - резиновыми кольцами.
Известна также комбинированная опора, в которой упругое поджатие в осевом и радиальном направлениях осуществляется набором однотипных плоских пружин, размещаемых в радиально-лучевых пазах подшипникового щита вокруг шарикоподшипника [Подшипниковый узел электрической машины. Патент РФ на полезную модель №88224 МПК H02K 5/16, опубл. Бюл. №30, 2009 г.]. Для обеспечения рабочего давления пружины отгибаются в осевом направлении в процессе монтажа шарикоподшипника внутрь посадочного гнезда. Данный подшипниковый узел наиболее близок по назначению и технической сущности к предлагаемой конструкции узла и является прототипом.
Недостатком прототипа является размещение подшипника в гнезде, образованном двумя соосными поверхностями- ступицы и диска. Наличие в области посадочного гнезда места стыковки деталей разной жесткости (ступицы и диска) снижает точность обработки гнезда и влияет на динамику работы подшипника в сложной зависимости от температуры и нагрузки на валу двигателя.
Целью предлагаемой полезной модели является обеспечение наибольшей точности обработки гнезда и стабильных условий работы подшипника во всем диапазоне рабочих температур и нагрузок, при этом наружное кольцо подшипника располагается во внутренней поверхности ступицы, не имеющей стыковочных мест. Ступица жестко связана с диском по наружному диаметру, при этом диск исключен из контакта с шарикоподшипником. В теле ступицы выполнены круглые пазы сверлением, в которых размещены прямые пружины из круглой проволоки.
На фиг. 1 (продольный разрез подшипникового узла), фиг. 2 (вид подшипникового щита до установки шарикоподшипника) и фиг. 3 (пружинный узел в сборе) показан пример конструктивного исполнения предлагаемого подшипникового узла.
Шарикоподшипник 1, закрепленный на валу, установлен по скользящей посадке в гнезде 2 подшипникового щита, состоящего из диска 3 и ступицы 4. В ступице выполнены равномерно разнесенные по окружности радиально-лучевые пазы 5 для размещения прямых пружин 6 из круглой проволоки. Ступица 4 установлена с натягом в диске 3 и дополнительно скреплена с ним круговым кромочным швом 7. После сварки произведена чистовая обработка поверхности посадочного гнезда 2 в ступице.
Пружины 6 закреплены во втулках 8 винтами 9, при этом закругленные концы 10 ориентированы по оси B-B втулок. Втулки 8 с пружинами 6 вставлены в пазы 5, открытые со стороны посадочного гнезда 2, до упора в поверхность 11 диска 3, и закреплены винтами 12.
1
Свободные концы пружин выступают из гнезда 2 на размер α, существенно превышающий величину зазора посадки шарикоподшипника. При сборке подшипникового узла шарикоподшипник вводится с некоторым усилием в гнездо, в результате чего свободные концы пружин отгибаются в осевом направлении на угол β. Изогнутые пружины обеспечивают принудительное упругое поджатие наружного кольца шарикоподшипника в осевом и радиальном направлениях. Набор из симметрично расположенных пружин одинаковой жесткости создает однородное упругое поле, амортизирующее линейные и угловые колебания наружного кольца подшипника, обеспечивая снижение уровня вибрации машины в целом.
При разборке подшипникового узла (например, при ремонте машины) усилие с которым пружины сопротивляются выведению подшипника из гнезда намного больше усилия сопротивления пружин при сборке подшипникового узла, поэтому для облегчения ремонтных работ в конструкции предусмотрена возможность выведения пружин из рабочего контакта с наружным кольцом с помощью технологических винтов, вворачиваемых в резьбовые отверстия 13, при этом угол скоса α на втулке 8 заведомо больше угла β.
Предложенная конструкция имеет ряд преимуществ:
- улучшаются эксплуатационные характеристики подшипникового узла в результате снижения уровня вибрации в более широком диапазоне температур и нагрузок;
- исключается более трудоемкая операция фрезерования пазов в обойме под пружинные узлы;
- использование технологических резьбовых отверстий в ступице упрощает монтаж и демонтаж подшипника в гнезде.