УЗЕЛ ВРАЩЕНИЯ

Заявляемая полезная модель касается узла вращения, которое найдет применение, например, в ленточных конвейерах, эксплуатируемых в запыленной атмосфере угольного, горного или строительного производства.
Известны ролики ленточных конвейеров, включающие герметичный цилиндрический корпус, установленный с возможностью вращения вокруг полого вала в подшипниковых узлах, снабженных наружными уплотнениями. Наружные уплотнения подшипниковых узлов обеспечивают защиту последних от абразивного истирания частицами угля, горных пород, компонентов строительных материалов, присутствующими в атмосфере того или иного промышленного производства.
Для защиты подшипниковых узлов уплотнительные элементы выполняют в виде пакета колец из упруго-деформируемого, разного по плотности пористого материала, содержащего смазочную жидкость (RU 2278069 С1, опубл. 20.06.2006).
Для защиты подшипниковых узлов полости между корпусом ролика ленточного конвейера и узлом трения заполняют композитом, состоящим из стружки антифрикционного самосмазывающегося материала, пластичной смазки и твердой смазки (RU 2238901, опубл. 27.10.2003).
Для защиты подшипниковых узлов полости между корпусом ролика ленточного конвейера и узлом трения в случае образования перепада давления между атмосферой внешней среды и внутренними полостями ролика, запыленный воздух преодолевает наружные уплотнения и попадает в вышеуказанные камеры, где пыль удерживается пористым материалом, пропитанным маслом (RU 2260553 С2, опубл. 10.09.2004).
Указанные технические решения не обеспечивают надежную защиту подшипника от истирания абразивной пылью окружающей атмосферы, так как не исключает перепад давления в подшипниковом узле, который провоцирует в любом варианте защиты перемещение абразивных частиц и попадание их в подшипник.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является узел вращения, содержащий корпус, установленный на оси в подшипниковых узлах с образованием полости между внутренней поверхностью корпуса и внешней поверхностью оси. Узел снабжен оболочкой, деформируемой под действием разности давлений, расположенной в указанной полости и сообщенной с атмосферой (RU 81711 U1, опубл. 2009). Недостатком ближайшего аналога является сложность конструкции, обусловленная наличием Г-образного патрубка, который вместе с оболочкой необходимо закрепить на оси. Кроме того, указанная оболочка имеет небольшую площадь поверхности, и, соответственно, охватываемый ею объем, вследствие чего оболочка оказывает значительное сопротивление ее сжатию, что препятствует быстрому выравниванию давления в корпусе с атмосферным давлением.
Задачей предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции устройства и увеличение срока его службы.
Задача решается тем, что узел вращения содержит корпус, установленный на оси в подшипниковых узлах с образованием полости между внутренней поверхностью корпуса и внешней поверхностью оси, и снабженный оболочкой, деформируемой под действием разности давлений, расположенной в указанной полости и образующей камеру, сообщенную с атмосферой, при этом оболочка охватывает ось таким образом, что два противоположных ее края герметично закреплены на указанной оси с образованием указанной камеры между внутренней поверхностью оболочки и внешней поверхностью оси.
Предпочтительно указанная камера сообщена с атмосферой посредством каналов, выполненных в оси.
Кроме того, края оболочки закреплены на оси с образованием кольцевых гофр.
Из-за способности оболочки (камеры) изменять свой объем, а, следовательно, свободный объем внутренней полости корпуса, давление внутренней полости корпуса в предлагаемом устройстве всегда будет равным атмосферному независимо от изменения температуры. При равенстве давлений внутри и снаружи корпуса пыльный воздух не будет поступать во внутреннюю полость корпуса устройства, а, следовательно, не будет заносить абразивную пыль в подшипниковый узел, что приведет к увеличению срока службы устройства.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг.1 изображено продольное сечение предлагаемого устройства, на фиг.2 - вид в аксонометрии предлагаемого устройства.
Ниже описан один из возможных примеров конкретной реализации предложенного узла вращения. Узел вращения содержит цилиндрический корпус 1, выполненный в виде трубы с образованием кольцеобразной внутренней полости 2. Корпус 1 установлен посредством радиальных шарикоподшипников 3 с лабиринтными уплотнениями 4 и распорными шайбами 11, установленных в стакане 5, на оси 6. В полости 2 вокруг оси 6 корпуса расположена оболочка, выполненная в виде резиновой мембраны 7, образующей камеру 8 между ее внутренней поверхностью и внешней поверхностью оси 6. Концы 10 оболочки герметично закреплены на оси 6 с образованием гофр по торцам оболочки, обеспечивающей легкость ее деформирования.
Внутри оси 6 выполнены сообщающиеся между собой канал 9а, расположенный вдоль оси 6, и канал 9b, расположенный поперек оси 6, соединяющие камеру 8 под резиновой мембраной 7 с выходом в атмосферу.
При нагревании узла вращения (ролика) воздух из внутренней камеры 8 выходит наружу через каналы 9а и 9b, так как мембрана 7 эластичная, и сопротивление истечению воздуха через уплотнения 4 шарикоподшипников 3, намного выше, чем сопротивление сжатия мембраны 7. Запыленный воздух не проходит через шарикоподшипники 3, благодаря чему повышается их срок службы, а, следовательно, и время работы валка.
При использовании узла вращения в качестве ролика ленточного конвейера он работает следующим образом.
При включении конвейера или рольганга оператором происходит вращение цилиндрического корпуса 1 вокруг оси 6. При вращении повышается температура во внутренней камере 8, что должно бы приводить к повышению давления в камере 8 при условии сохранения свободного объема указанной камеры 8 постоянным. Однако этого не происходит, т.к. при возрастающем давлении мембрана 7 начинает сужаться, вытесняя воздух из камеры 8 через каналы 9а и 9b в атмосферу и, тем самым, увеличивая свободный объем внутренней полости 2 корпуса 1. В результате давление во внутренней полости 2 будет равно атмосферному.
При выключении конвейера или рольганга оператором вращение корпуса 1 прекращается, и температура во внутренней полости 2 понижается, что должно бы приводить к снижению давления в камере 8 при условии сохранения свободного объема указанной камеры 8 постоянным. Однако этого не происходит, т.к. при снижающемся давлении мембрана 7 начинает расширяться за счет поступления воздуха из атмосферы в ее внутреннюю камеру 8 через 9а и 9b и, тем самым, уменьшая свободный объем внутренней полости 2 корпуса 1. В результате давление во внутренней полости 2 будет равно атмосферному, и пыльный воздух не будет проникать во внутреннюю полость 2 корпуса 1 устройства.
Таким образом, давление во внутренней полости 2 ролика устройства всегда будет стремиться к уровню атмосферного.
Конструкция заявляемого устройства проста и увеличивает срок его службы.