УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ СМАЗКИ К ПОДШИПНИКАМ КАЧЕНИЯ ОПОРНОГО УЗЛА
DEVICE FOR SUPPLY OF LUBRICANT TO ROLLING BEARINGS OF SUPPORT UNIT

Изобретение относится к общему машиностроению, конкретно к опорам приводных валов с подшипниками качения и картерной системой смазки, применяющимся, в частности, в консольных и других типах насосов.
Для высоконагруженных опор вращающихся валов с подшипниками качения наиболее эффективным способом смазки подшипников является смазывание «масляным туманом». Известна система смазки подшипников «масло-воздух», в которой от смазочной станции масло и воздух по отдельным трубопроводам подаются к масловоздушным питателям. Из питателей масло определенными дозами подается во вторичный трубопровод, внутри которого масляная пленка волнообразно по стенке переносится к точкам смазки (Смазочные материалы металлургического оборудования - 2009 / материалы доклада. - Донецк, ДонНТУ, 2009, с.5).
Необходимость использования специальных внешних узлов, таких как источник сжатого воздуха, смеситель, фильтры и другие элементы, делает такую систему достаточно дорогой и громоздкой.
Известны также способы автономной (без использования внешних узлов) подачи жидкой смазки к подшипникам качения, такие как установка на валу маслоподающих колец или дисков, контактирующих с масляной ванной. Так, например, известно устройство для подачи смазки к подшипникам качения опорного узла, содержащее масляную ванну, образованную корпусом подшипника, каналы для подачи смазки к подшипникам, размещенным на приводном валу, и распылитель. В качестве распылителя в устройстве используется закрепленное на валу маслоразбрызгивающее кольцо, которое при вращении вала, соприкасаясь с маслом, разбрызгивает его. Часть разбрызгивающегося масла попадает в окно гильзы, соединенной каналами с подшипниками, осуществляя жидкую смазку подшипников (Заявка №94034789, опубл. 27.07.1996).
Известные устройства, хотя и отличаются компактностью и независимостью от внешних систем, требуют установки лотков, ребер или других приспособлений для подвода смазки к местам трения, тщательного контроля уровня масла. Кроме того, смазка подается маслоразбрызгивающим кольцом в виде довольно крупных капель, что приводит к дополнительным потерям мощности, нагреву масла и, как следствие, ускоренному износу подшипников.
Задачей, на решение которой направлено заявленное техническое решение, является создание устройства для системы смазки подшипников качения, встраиваемого в корпус подшипника, обладающего компактностью и независимостью от внешних систем, экономичностью и позволяющего осуществлять точную подачу масла в виде мелкодисперсной струи с одновременным охлаждением подшипника сжатым воздухом.
Технический результат достигается тем, что устройство для подачи смазки к подшипникам качения опорного узла, содержащее масляную ванну, образованную корпусом подшипника, каналы для подачи смазки к подшипнику, размещенному на приводном валу, и распылитель, дополнительно снабжено нагнетателем воздуха, установленным в корпусе подшипника и связанным с распылителем посредством канала для подачи смазки через эжектор, эжетирующее сопло которого связано с выходным патрубком нагнетателя воздуха, при этом сам эжектор погружен в масляную ванну ниже уровня масла.
Кроме того, в изобретение может иметь место следующее:
- нагнетатель воздуха содержит корпус, жестко закрепленный на корпусе подшипника, и размещенное в нем рабочее колесо, установленное на приводном валу и вращающееся вместе с ним;
- рабочее колесо выполнено открытым, при этом лопатки выполнены радиальными или с наклоном вперед в направлении вращения вала;
- корпус нагнетателя выполнен спиральным;
- каналы для подачи воздуха и смазки выполнены в виде трубопроводов;
- рабочее колесо нагнетателя выполнено с наружным диаметром, меньшим по размеру, чем диаметр наружной обоймы подшипника;
- для опорного узла с двумя подшипниками нагнетатель размещен между этими подшипниками, при этом корпус нагнетателя выполнен двухзавитковым;
- корпус нагнетателя выполнен разъемным;
- нагнетатель закреплен на корпусе посредством шпилек;
- воздушно-масляный эжектор выполнен при сочленении двух трубопроводов - воздуха и масла, закрепленных на противоположных сторонах корпуса масляной ванны.
Установка нагнетателя воздуха, связанного с распылителем каналом для подачи смазки через эжектор, эжетирующее сопло которого связано с выходным патрубком нагнетателя воздуха, а сам эжектор погружен в масляную ванну ниже уровня масла позволяет произвести встраивание в корпус подшипника масловоздушной системы подачи смазки в подшипники, осуществляющей подсос масла из масляной ванны струей сжатого воздуха, создаваемой нагнетателем, с последующим распылением масла на подшипник.
Выполнение нагнетателя в виде жестко закрепленного на корпусе подшипника спирального корпуса с размещенным в нем лопаточным рабочим колесом, установленным на приводном валу и вращающимся вместе с ним, обеспечивает создание центробежного насоса, являющегося источником сжатого воздуха.
Выполнение корпуса нагнетателя разъемным позволяет упростить сборку устройства, а выполнение колеса нагнетателя с наружным диаметром, меньшим по размеру, чем диаметр наружной обоймы подшипника позволяет полностью собрать роторную часть устройства до установки подшипниковых опор.
Крепление нагнетателя посредством шпилек позволяет перемещать этот корпус вдоль оси при сборке, обеспечивая его установку симметрично относительно рабочего колеса с небольшими торцовыми зазорами.
Крепление трубчатых каналов на противоположных сторонах корпуса масляной ванны обеспечивает надежную фиксацию трубопроводов при работе устройства.
Изобретение поясняется графически, где на фиг.1 приведена схема предлагаемого устройства для опорно-упорного узла с одним подшипником качения, на фиг.2 - сечение А-А фиг.1, на фиг.3 - схема устройства для узла с двумя подшипниками, на фиг.4 - сечение Б-Б фиг.3.
Устройство для подачи смазки к подшипникам качения содержит нагнетатель с корпусом 1, жестко закрепленным на статоре - корпусе 2 подшипника 3 (а в случае с двухподшипниковой опорой - на корпусе 2 подшипников 3) и выполненным в виде спиральной камеры (при двухподшипниковой опоре корпус 1 нагнетателя выполнен в виде двухзавитковой спирали), и установленное в нем рабочее колесо 4 с лопатками 5, выполненными радиальными или с наклоном в направлении вращения рабочего колеса 4. Рабочее колесо 4 расположено на валу 6 и вращается вместе с ним. Корпус 1 снабжен отводящим патрубком 7, который посредством трубопровода 8 соединен с эжектирующим соплом воздушно-масляного эжектора 9, размещенного в нижней части масляной ванны 10 ниже уровня масла. Выходной трубопровод 11 соединен с распылителем 12. Корпус 1 для удобства сборки выполнен с осевым разъемом и закреплен на корпусе 2 подшипника 3 посредством шпилек 13.
При вращении вала 6 рабочее колесо засасывает воздух из внутренней полости корпуса подшипника и создает избыточное давление в корпусе нагнетателя. Воздух, выходя из патрубка 7 и проходя по трубопроводу 8, попадает в эжектор 9, где подсасывает масло из масляной ванны 10, формируя на выходе из эжектора 9 струю воздушно-масляной смеси, перемещаемую по трубопроводу 11 к распылителю 12. Из распылителя 12 смазка в виде мелкодисперсных капель направляется на смазываемые тела качения подшипников 3. Излишнее масло оседает на стенках корпуса 2 подшипниковых опор и стекает обратно в масляную ванну 10.
При двухподшипниковой опоре к каждому из двух подшипников 3 осуществляется подвод масловоздушной смеси по отдельному трубопроводу 11 от соответствующего ему эжектора 9, при этом каждый эжектор связан с одним из двух отводящих патрубков 7 корпуса 1 нагнетателя.
Смазывание распыленным маслом обеспечивает создание масляной пленки в опоре качения, при этом выделение тепла и нагрев масла минимальные, а дополнительный обдув пары качения воздухом улучшает отвод тепла. Кроме того, работа воздушно-масляного эжектора практически не зависит от уровня масла в корпусе подшипника.
Предлагаемое техническое решение отличается компактностью и независимостью от внешних систем, встраивается между подшипниками в полость, образованную корпусом подшипников и обеспечивает подвод смазки к телам качения в виде мелкодисперсной струи.