УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА
DEVICE FOR PROVIDING OPERATION OF ROTARY SHAFT

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к опорам скольжения валов.
Известна опора скольжения, содержащая цапфу вала с винтовой канавкой и торцевыми дисками и охватывающую ее втулку с каналами подачи смазки (см. а.с. СССР №1016575, опубл. 07.05.1983).
Однако известная опора имеет громоздкую и сложную конструкцию.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является упрощение конструкции опоры скольжения вала и уменьшение потерь на трение.
Для достижения указанного технического результата предлагается устройство для обеспечения функционирования вращающегося вала, содержащее вал, опору, ответный цилиндрический элемент, жестко связанный с валом, выполненный соосно оси вращения вала с зазором по отношению к поверхности опоры, винтовое углубление с закругленными наружными кромками, выполненное сквозным на цилиндрической поверхности ответного элемента, канал, образованный поверхностями опоры и винтового углубления, резервную емкость для смазывающей жидкости, образованную сквозными продольными каналами, выполненными в ответном цилиндрическом элементе параллельно его оси вращения, сообщенную с винтовым углублением с двух сторон, дополнительными углублениями с закругленными наружными кромками, выполненными на торцовых поверхностях ответного цилиндрического элемента, при этом каждое дополнительное углубление сообщено с винтовым углублением и каналом резервной емкости. Согласно изобретению опора выполнена в виде втулки, снабженной с двух сторон упорными элементами, которые оборудованы сальниками для вала, взаимодействующими с ответным цилиндрическим элементом посредством шариков, расположенных в кольцевых канавках, выполненных на торцовых поверхностях упорных элементов и ответного цилиндрического элемента.
Упорный элемент может быть выполнен регулируемым и размещен с возможностью перемещения в осевом направлении внутри втулки. Упорный элемент может быть выполнен опирающимся на торцовые края втулки. Ответный элемент может быть выполнен в виде цилиндрического насадка, закрепленного на валу. Ответный элемент может быть выполнен в виде цилиндрического выступа вала.
В результате восприятия осевой нагрузки через шарики упорных элементов при их хорошей смазке, обеспечиваемой за счет смазывающей жидкости, поступающей из каналов ответного элемента, достигается значительное уменьшение потерь на трение. Регулируемый за счет упорного элемента осевой зазор между взаимодействующими поверхностями шариков и торцовыми поверхностями упорных элементов и ответного элемента обеспечивает требуемое значение осевого люфта.
На чертеже, поясняющем изобретение, представлено схематическое изображение радиально-упорного устройства для обеспечения вращения вала с регулируемым осевым зазором и двухсторонним восприятием осевой нагрузки.
Устройство для обеспечения функционирования вращающегося вала содержит вал 1, опору, выполненную в виде втулки 2, размещенную неподвижно в корпусе 3, ответный цилиндрический элемент 4, выполненный с зазором 5 по отношению к поверхности опоры 2, винтовое (как общий случай) углубление 6 с закругленными наружными кромками 7, выполненное сквозным на цилиндрической поверхности ответного элемента 4, канал 8, образованный поверхностями опоры 2 и винтового углубления 6, резервную емкость для смазывающей жидкости, например машинного масла, сообщенную с винтовым углублением 6 с двух сторон. При этом устройство снабжено дополнительными углублениями 9 с закругленными наружными кромками как у углубления 6, ответный элемент 4 выполнен в виде цилиндрического насадка, закрепленного на валу 1 соосно его оси вращения. Зазор 5 образован поверхностями опоры 2 и насадка вала, резервная емкость образована сквозными продольными каналами 10, выполненными в насадке вала параллельно его оси вращения. Дополнительные углубления 9 выполнены на торцовых поверхностях насадка вала, при этом каждое дополнительное углубление сообщено с винтовым углублением 6 и каналом 10 резервной емкости с помощью кольцевой проточки 11, выполненной по торцам насадка вала. По торцам насадка 4 установлены упорные элементы 12, снабженные сальниками 13 для вала. Упорные элементы (опора) 12 взаимодействуют с ответным цилиндрическим элементом 4 посредством шариков 14, расположенных в кольцевых канавках 15, выполненных на торцовых поверхностях упорных элементов 12 и ответного цилиндрического элемента 4. Регулируемый упор 16 ограничивает перемещение насадка (вместе с валом) в осевом направлении и поджимает упорные элементы 12 посредством ответного цилиндрического элемента 4 и шариков 14 к корпусу 3. При этом между поверхностями шариков 14 кольцевых канавок 15 упорных элементов 12 и цилиндрического элемента 4 остается необходимый зазор, требуемый для перемещения шариков при вращении вала 1.
Устройство для обеспечения функционирования вращающегося вала работает следующим образом. Смазывающая жидкость размещена в резервной емкости и заполняет весь канал 8. При вращении вала 1 в направлении, указанном на чертеже стрелкой, жидкость начинает перемещаться в канале 8 в направлении, указанном стрелками. При этом на выходе из канала 8 жидкость по дополнительным углублениям 9 попадает в кольцевые проточки 11, сообщенные каналами 10 между собой, совершая тем самым циркуляцию по замкнутому контуру. Давление жидкости в канале, создаваемое вращением вала 1, заставляет ее проникать в клинообразную полость, образуемую скругленными кромками винтового углубления, отжимая при этом контактирующие поверхности вала и его опоры друг от друга. Тем самым обеспечивается эффективная смазка контактирующих поверхностей и удаление из зазора продуктов их износа. Замена масла производится при вывернутом упоре 16.
В результате восприятия осевой нагрузки через шарики 14 упорных элементов 12 при их хорошей смазке, обеспечиваемой за счет смазывающей жидкости, поступающей из каналов ответного цилиндрического элемента 4, достигается значительное уменьшение потерь на трение. Регулируемый за счет упора 16 осевой зазор между взаимодействующими поверхностями шариков 4 и поверхностями кольцевых канавок 15 упорных элементов 12 и ответного цилиндрического элемента 4 обеспечивает требуемое значение осевого люфта.
При необходимости резервная емкость может быть оборудована фильтрующими элементами, обеспечивающими очистку смазывающей жидкости от продуктов износа контактирующих поверхностей.
Для увеличения потока смазывающей жидкости через зазор винтовое углубление 6 может быть выполнено многозаходным.
Выполнение насадка на вал позволяет использовать материал пары трения, отличный от материала вала. Кроме того, в насадке, до установки его на вал, более удобно и просто изготавливать продольные осевые каналы.