CS262663B2 - Bearing system for rotatable element seated on a bearing element - Google Patents

Description

Vynález se týká ložiskové sestavy pro o· točný .člen uložený na nosném Člénu s rovinným povrchem, přičemž otočný člen má rovinný povrch přivrácený к rovinnému povrchu nosného členu a je uložen s alespoň jedním stupněm volnosti к přemístění radiálně nad rovinným povrchem nosného členu.

Jsou známa zařízení, která jsou opatřena například plynovými ložisky pro axiální i radiální uložení otočných členů. Takové zařízení je popsáno například v evropské patentové přihlášce 82 201 555.8 mající publikační číslo 0082'548.

Takové plynové ložisko má nepatrné tření a umožňuje tudíž vysoké rychlosti otáčení bez velkých ztrát výkonu. Použití vysokých rychlostí v tomto známém zařízení vyžaduje přesné vyvážení a středění otočného členu v ložiskové sestavě. Vibrace způsobené nevyvážením by mohly snadno poškodit ložisko a s ním spojené části stroje působením radiálních sil.

V zařízení popsaném ve výše uvedené publikaci je otočný člen zatížen axiální zátěží magnetickými prostředky až do styku v podpěrném ložisku, což má za následek, že otočný člen může být vyjmut axiálním vytažením z centrálního hřídelového ložiska, které vede otočný člen v radiálním směru a má radiální ložiskovou plochu. Výměna otočného členu tedy vyžaduje značný volný prostor v axiálním směru vně zařízení a vyžaduje přesnou souosost otočného členu na hřídeli při sestavení. Hřídelové ložisko a trubkový hřídel otočného členu způsobují velký osový rozměr zařízení.

fsou též známa podpěrná ložiska, ve kterých je otočný člen spolupůsobící s rovinným povrchem na nosném členu volně přemístitelný v radiálním směru na tomto povrchu. Mezera mezi otočným členem a nosným členem může být udržována zavedením tlakového prostředí mezi oba členy, například podle evropské patentové přihlášky 0061016. Tato publikace však neuvádí, jak může být otočný člen udržován v žádané poloze nad rovinným povrchem nosného členu.

Mezera mezi otočným členem a nosným členem může být též udržována elektromagnetickými prostředky, například podle patentového spisu Spojených států amerických č. 4 147 396. Magnetické sílv zde vytvářejí středící účinek na otočný člen. Nicméně je nutné složité řízení elektrického proudu do magnetů к udržování žádané velikosti mezerv, což činí zařízení nákladným a má nepříznivý vliv na spolehlivost obsluhy.

Účelem předloženého vynálezu je vytvorit ložiskovou sestavu pro otočný člen uložený na nosném členu s rovinným povrchem, přičemž otočný Clen má rovinný povrch přivrácený к rovinnému povrchu nosného členu a je uložen s alespoň jedním stupněm volnosti к přemístění radiálně nad rovinným povrchem nosného členu, ve které se otočný člen může otáčet vysokou rychlostí nad nosným členem bez požadavků na přesné středění a složité řízení mezery mezi protilehlými rovinnými povrchy, ipřičemž výměna otočného členu by mohla být provedena bez potřeby velkého prostoru v axiálním směru.

Vynález tudíž vytváří ložiskovou sestavu pro otočný člen uložený na nosném členu s rovinným povrchem, přičemž otočný člen má rovinný povrch přivrácený к rovinnému povrchu nosného členu a je uložen s alespoň jedním stupněm volnosti к přemístění radiálně nad rovinným povrchem nosného členu, jejíž podstata spočívá v tom, že mezi rovinným povrchem otočného členu a rovinným povrchem nosného členu je vytvořena mezera, přičemž alespoň část jednoho z rovinných povrchů vymezujících mezeru je opatřena vstupním otvorem pro tlakový plyn v mezeře mezi oběma rovinnými povrchy, a v otočném členu je uložena magnetická vložka a v nosném členu je uložena magnetická vložka, kteréžto magnetické vložky jsou uspořádány podél osy otáčení otočného členu.

Ložisková sestava podle předloženého vynálezu může být navržena s malým rozměrem v osovém směru a může pracovat, aniž by vysoká rychlost otáčení otočného členu působila pozorovatelné vibrace nosného členu.

Příklad provedení vynálezu je znázorněn na výkrese, kde obr. 1 znázorňuje osový řez ložiskovou sestavou podle vynálezu a obr. 2 pohled ve směru kolmém к ose otáčení otočného členu.

Znázorněné zařízení sestává z otočného členu 1, například ze spřádacího hubnu spřádacího stroje s otevřeným koncem, otočně uloženého na nosném členu 2, Otočný člen 1 a nosný člen 2 mají každý jeden rovinný povrch, kteréžto povrchy tvoří protilehlé ložiskové plochy a jsou odděleny tlakovým prostředím, zejména vzduchem, přičemž zmíněné povrchy jsou uspořádány tak, že tlakové prostředí může být zaváděno do mezery 3 mezi nimi. To lze docílit tím, že alespoň část jednoho z povrchů vymezujících mezeru 3 je uspořádána tak, že tlakové prostředí může vnikat ido mezery 3 například vstupním otvorem 4 vymezujícím část mezery 3 nebo materiálem, ve kterém jsou vytvořeny kanály pro průtok plynu.

Takový plyn může (být přiváděn alespoň jedním přívodem ze zdroje tlakového plynu. Toto uspořádání může být vytvořeno rozličnými způsoby a není na výkrese znázorněno. Dráha iplynu vstupním otvorem 4 a mezerou 3 je znázorněna šipkami.

Nosný člen 2 i otočný člen 1 jsou podle vynálezu opatřeny prostředky, které způsobují, že části nosného členu 2 a otočného členu 1 na sebe působí přitažlivými silami s možností jejich vzájemného přemísťování ve směru kolmém к ose otáčení otočného

262S83 členu 1. Pro tento účel jsou nosný člen 2 i otočný člen 1 opatřeny každý jednou magnetickou vložkou 5, 6, které se navzájem přitahují. Během činnosti zařízení působí tlakový plyn proudící do mezery 3 její roztahování, zatímco magnetické vložky 5, В mají snahu mezeru 3 sevřít Normálně nastává rovnováha sil tehdy, když šířka mezery 3 je menší než 1 mm a magnetické vložky 5, 6 jsou přesně proti sobě.

Pohon otočného členu 1 může být obvykle prováděn o sobě známým způsobem, například elektromotorem uspořádaným tak, že jeho statorové vinutí je uloženo u povrchu nosného členu 2, například v drážce 7, a rotor elektromotoru je spojen s otočným členem 1 nebo je jím tvořen. Jélikož mezi statorem a rotorem elektromotoru je vytvořena rovinná vzduchová mezera a rotor elektromotoru Je tedy radiálně pohyblivý, je umožněno, aby rotor elektromotoru a potažmo otočný člen 1 se otáčely kolem dynamického těžiště, takže otočný člen 1 je vždy vyvážen a způsobuje pouze bezvýznamné vibrace. Uspořádání podle vynálezu je zejména výhodné v případech, kdy otočný člen 1 během činnosti obsahuje hmotu, jejíž poloha a velikost jsou proměnlivé, takže zařízení je samočinně vyvažováno otočným členem 1, který sám nastavuje rovnovážnou polohu.

Stabilita zařízení podle vynálezu je nejvyšší, když tlakový plyn nesoucí otočný člen 1 je přiváděn v nejvýhodnější vzdálenosti od vnějšího okraje otočného členu 1. Kdyby vznikla snaha o naklonění osy otáčení otočného členu 1, nastalo by zmenšení mezery 3 v určité oblasti, čímž by tam stoupl tlak plynu a naklonění osy otáčení otočného členu 1 by bylo potlačeno.

V některých případech může být vhodné, aby poloha otočného členu 1 byla stabilizována, například když je nutné, aby poloha jeho osy otáčení byla přesně nastavena. V tomto případě je možné opatřit zařízení podle vynálezu prostředkem 8 pro rariální ovládání otočného členu 1 к zajištění výstředné polohy proti středícímu působení navzájem se přitahujících magnetických vložek 5, 6.

Prostředek 8 může obsahovat nosné ložisko spolupůsobící s vnější válcovou plochou otočného členu 1, která je puzena к nosnému ložisku šitou působící mezi magnetickými vložkami 5, 6.

V rámci myšlenky vynálezu jsou možná i jiná provedení zařízení podle vynálezu. Tlak prostředí v mezeře 3 místo přivádění plynu z vnějšího zdroje může být vytvářen otáčením otočného členu 1, nebo jako přídavný tlak к tlaku prostředí ze zdroje. Alespoň jedna z magnetických vložek 5, 6 může být vytvořena jako prstenec. Magnetismus může ibýt vytvářen elektrickým proudem. Pohon oitočného členu 1 může být vytvářen jinak než elektromotorem, například pneumatickými nebo mechanickými prostředky.

Claims (1)

1. Ložisková sestava pro otočný člen uložený na nosném členu s rovinným povrchem, přičemž otočný člen má rovinný povrch přivrácený к rovinnému povrchu nosného členu a je uložen s alespoň jedním stupněm volnosti к přemístění radiálně nad rovinným povrchem nosného členu, vyznačující se tím, že mezi rovinným povrchem otočného členu (1) a rovinným povrchem nosného členu (2) je vytvořena mezera (3), přičemž alespoň část jednoho z rovinných povrchů vymezujících mezeru (3) je opatřena vstupním otvorem (4) pro tlakový plyn v mezeře (3) mezi oběma rovinnými povrchy, a v otočném členu (1) je uložena magnetická vložka (5) a v nosném členu (2) je uložena magnetická vložka (6), kteréžto magnetické vložky (5, 6) jsou uspořádány podél osy otáčení otočného členu (1).