Подшипниковый узел электрической машины

 

Сущность изобретения: подшипниковый узел состоит из радиально-упорного подшипника (1), внутренним кольцом, посаженным на вал, а наружным - с зазором в корпус (капсюль) (3). Подшипник в капсюле закрывается крышкой (4), которая крепится винтами (5) к капсюлю. В крышке имеются радиальные отверстия, равномерно расположенные по окружности. В этих отверстиях соосно установлены толкатели (7). зафиксированные гайкой. Толкатель выполнен в виде цилиндра из конструкционного материала. Основание толкателя (7), сопряженное с наружным кольцом подшипника, расположено под углом к его оси. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 02 К 5/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4883394/07 (22) 04.09.90 (46) 15.12.92. Бюл. М 46 (71) Научно-исследовательский электротехнический институт Научно-производственного обьединения "ХЭМЗ" (72) В.Ф.Тупица, В.M.Êëo÷êo и В.Д,Мигаль (56) Спицын. Опоры осей и валов машин и приборов. — M.; Машиностроение, 1970, с. 351-368.

Электродвигатели асинхронные брызгозащищенные АН, АН "Техническое описание и конструкция по эксплуатации", с.1.

Авторское свидетельство СССР

М 1686618, кл. Н 02 К 5/16, 1988, (54) ПОДШИПНИКОВЫЙ УЗЕЛ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ. Ж 1781775 А1 (57) Сущность изобретения: подшипниковый узел состоит из радиально-упорного подшипника (1), внутренним кольцом, посаженным на вал, а наружным — с зазором в корпус(капсюль) (3). Подшипник в капсюле закрывается крышкой (4), которая крепится винтами (5) к капсюлю. В крышке имеются радиальные отверстия, равномерно расположенные по окружности. В этих отверстиях соосно установлены толкатели (7); зафиксированные гайкой. Толкатель выполнен в виде. цилиндра из конструкционного материала. Основание толкателя (7), сопряженное с наружным кольцом подшипника, расположено под углом к его оси. 1 ил.

1?81775

Изобретение относится к электротехнике, а именно к конструкции электрической машины, Известные подшипниковые узлы электрических машин для восприятия радиаль- 5 ных и осевых нагрузок содержат радиально-упорные подшипники качения.

Конструкция подшипникового узла электрической машины должна обеспечивать фиксацию положения вала в радиальном и 10 осевом направлении и вмеСте с тем возможность теплового удлинения вала без нарушения нормальйой работы подшипников, т.е. без нагружения их дополнительными осевыми нагрузками, 15

Известна конструкция подшипникового узла электрической машины на двух подшипниках качения, один из которых является фиксирующим, а другой плавающим..

Такие подшипниковые узлы имеют зазоры 20 между боковыми дорожками колец подшипника и телами качения, что отрицательно сказывается на долговечйости подшипника, т.к. в процессе функционирования приводит к повышению нагрузки на более нагру- 25 женное тело качения к ударным нагрузкам под действием электромагнитных, аэродинамических и других сил, проскальзывание тел качения по беговым дорожкам, Известно устройство, в котором для ис- 30 ключения зазоров в подшипниках прйменяют предварительный натяг подшипников, заключающийся в смещении наружных колец подшипника относительно внутренних в осевом направлении за счет усилий, со- 35 здаваемых упругим элементом.

Недостатком такой конструкции является высокая виброактивность электродвигателя, возникающая вследствие слабой осевой жесткости подшипникового узла и 40 больших переменных осевых сил, действующих на ротор, вызванных переменными аксиальными составляющими магнитных потоков. Чтобы уменьшить осевые колебания ротора на практике прибегают к увели- 45 чению жесткости упругого элемента, что в свою очередь, приводит к увеличению нагрузок на подшипник, снижает его ресурс.

Известноустройство, в которомдляувеличения осевой жесткости ротора безувели- 50 чения нагрузки на подшипники применяется узел предварительного натяга подшипника, в котором деформация упругоro элемента происходит в направлении перпендикулярном оси машины. 55

Указанное устройство принято в качестве прототипа.

Подшипниковый узел состоит из радиально-упорного подшипника, посаженного с натягом на -вал и с зазором — в корпус (капсюль), закрытого подшипниковой крышкой с радиальными отверстиями, равномерно расположенными по окружности, в которые помещены упругие элементы и толкатели, которые через конусообразное кольцо сопряжены с наружным кольцом подшипника.

Такое решение позволило при незначительных постоянных осевых нагрузках на подшипник получить большее сопротивлеwe переменным силам, возникающим при осевых колебаниях, что в свою очередь повышает осевую жесткость узла и приводит к снижению осевой вибрации электрической машины, Однако недостатком такой конструкции является высокая виброактивность электродвигателя, возникающая .вследствие слабой радиальной жесткости подшипникового узла за счет зазора между наружным кольцом подшипника и корпусом (капсюлем) и больших переменных радиальных сил, вызванных неуравновешенностью ротора, силами одностороннего магнитного притяжения эа счет эксцентриситета воздушного зазора, отклонениями беговых дорожек от идеальных и другими силами.

Цель изобретения — повышение надежности за счет увеличения радиальной и осевой жесткости ротора в подшипниковых узлах без увеличения нагрузки на подшипники.

Указанная цель достигается тем, что в подшипниковом узле электрической машины, содержащем упругие элементы и толкатели,.расположенные перпендикулярно оси машины в радиальных отверстиях подшипниковой крышки, жестко крепящейся к капсепе (корпусу) со стороны плавающего подшипника, толкатель, выполнен в виде цилиндра, одно основание которого срезано под углом к оси, сопряжен с закругленной по радиусу поверхностью сопрягающей торцовую и боковую поверхности. наружно-. го кольца подшипника.

Отличительными от прототипа признаками являются отсутствие конусообразного кольца и.выполнение толкателя в виде срезанного под углом цилиндра, сопряженного с наружным кольцом подшипника.

Толкатель передает силу упругости упругого элемента на наружное кольцо подшипника. В месте контакта толкатель— наружное кольцо подшипника происходит разложение силы упругости на осевую и радиальную составляющие. Осевая составляющая создает предварительный натяг подшипника. При этом происходит изменение направления ее воздействия, что дает возможность при незначительных постоянных осевых нагрузках на подшипник пол1781775

Формула изобретения

Подшипниковый узел электрической машины, содержащий плавающий подшипник с наружным и внутренним кольцами, корпус, упругие элементы и толкатели, размещенные в радиальных отверстиях, выполненных в падши пниковой крышке равномерно по окружности, о т л и ч а юшийся тем, что, .с целью повышения надежности, основание каждого толкателя расположено под углом к его оси и сопряжено с наружным кольцом подшипника.

Составитель В. Тупица

Редактор С. Кулакова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор 3. Салко

Заказ 4279 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4!5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 учить большее сопротивление переменным осевым силам (что было достигнуто в прототипе). Радиальная составляющая силы повышает радиальную . жесткость подшипникового узла в зазоре корпус(кап- 5 сюль) — наружное кольцо подшипника.

На чертеже изображен подшипниковый узел электрической машины (разрез).

Подшипниковый узел состоит из радиально-упорного подшипника 1, внутренним 10 кольцом, посаженным с натягом на шейку вала 2, а наружным — с зазором в корпус (капсюль) 3. Подшипник 1 в капсюле 3 закрывается. крышкой 4, которая крепится винтами 5 к капсюлю 3. В крышке 4 имеются 15 радиальные отверстия, равномерно расположенные по окружности. В эти отверстия соосно установлены упругие элементы 6 и толкатели 7, зафиксированная гайкой 8. Для простоты изготовления устройства толка- 20 тель 7 выполнен в виде цилиндра из конструкционного материала (сталь), на конце которого имеется кольцевой буртик, который не позволяет толкателю выходить из рабочей зоны толкателя при снятой крышке. 25

Другой торец толкателя 7, сопрягаемый с наружным кольцом подшипника 1 срезан под углом к оси. Для центровки упругого элемента 6 в толкателе 7 и гайке 8 имеются направляющие отверстия. Именно благода- 30 ря конструкции толкателя 7 срезанного под углом к оси в месте контакта толкателя 7 с наружным кольцом подшипника 1 происходит разложение силы упругого элемента 6 на осевую и радиальную составляющие, 35

Осевая составляющая создает предварительный натяг подшипника. При этом происходит изменение направления воздействия силы, что дает возможность при незначительных постоянных осевых на- 40. грузках на подшипник 1, получить большее сопротивление переменным осевым силам. возникающим при осевых колебаниях, что, в свою очередь, повышает соевую жесткость узла. Радиальная составляющая силы повышает радиальную жесткость подшипникового узла в зазоре корпус (капсюль)— наружное кольцо подшипника, Соотношение между осевой и радиальной составляющей сил будет, зависеть от угла наклона среза торца толкателя, В месте контакта толкатель — наружное кольцо подшипника происходит потеря колебательной энергии.

Предлагаемая конструкция подшипникового узла повышает надежность электродвигателя за счет снижения силы вибрации, действующей на ротор двигателя путем увеличения жесткости подшипникового узла, упрощает технологию доводочных операций в составе привода (по сравнению с осевыми устройствами регулировки).

Заявляемое устройство отличается от устройства-прототипа новым конструктивным выполнением толкателя и его расположением относительно подшипника т.к. отвечает критерию изобретения "Новизна".

Отличительные признаки не выявлены в известных решениях данной области т.е. устройство отвечает критерию "существенные отличия",