PL200294B1 - Poprzeczne łożyskowanie wału, smarowane cieczą magnetyczną - Google Patents

Abstract

W łożyskowaniu, po obu stronach panewki (6) znajdują się dwa zestawy elementów, z których każdy złożony jest z tulejowo-kołnierzowego nabiegunnika (4,5) oraz z osadzonego na jego tulei magnesu trwałego (2,3). Magnes trwały (2) spolaryzowany jest promieniowo i skierowany w stronę wału (1) biegunem (S) przeciwnym do bieguna (N) magnesu trwałego (3) znajdującego się po drugiej stronie panewki (6). Otwory w nabiegunnikach (4.5) ukształtowane są stożkowo, skierowane mniejszymi średnicami w stronę panewki (6), a w strefach pod kołnierzami mają wielokrawędziowe występy w otworze obejmującym czop wału (1). Na czopie wału (1) wykonane są rowki śrubowe (13), przebiegające w układzie lustrzanym względem płaszczyzny środkowej czopa oraz skierowane tak, że patrząc poosiowo w stronę płaszczyzny środkowej są przeciwskrętne do kierunku obrotów wału. W czopie wału (1) wykonany jest otwór kanału poosiowego (9) i kanały promieniowe (10,11,12) usytuowane w płaszczyźnie środkowej oraz w dwóch, równoodległych od niej w obie strony płaszczyznach prowadzonych w pobliżu kołnierzy nabiegunników (4,5). Przestrzeń wewnętrzna łożyskowania wypełniona jest cieczą magnetyczną (8).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest poprzeczne łożyskowanie wału, smarowane cieczą magnetyczną, stosowane przy łożyskowaniu czopów końcowych wałów szybkoobrotowych obciążonych niewielką siłą poprzeczną.

Znane łożyskowanie, przedstawione w amerykańskim opisie patentowym nr 4 043 612 w przykładowym wykonaniu pokazanym na fig. 4 rysunku, ma czop wału objęty przez osadzone koncentrycznie w obudowie: paramagnetyczną panewkę i pierścieniowy magnes trwały. Magnes trwały o szerokości równej wymiarowi panewki spolaryzowany jest osiowo. Do biegunów magnesu trwałego przylegają nabiegunniki, uszczelniające z obu stron przestrzeń łożyskowania. W strefie panewki na powierzchni czopa wału wykonane są rowki śrubowe, o układzie lustrzanym względem płaszczyzny środkowej czopa oraz skierowane tak, że patrząc poosiowo w stronę płaszczyzny środkowej są one przeciwskrętne do kierunku obrotów. Szczeliny miedzy czopem wału a panewką i nabiegunnikami wypełnione są cieczą magnetyczną, utrzymywaną wewnątrz łożyskowania siłami pola magnetycznego. Podczas ruchu obrotowego rowki śrubowe tłoczą ciecz magnetyczną w strefę środkową panewki a wytworzone nadciśnienie zwiększa zdolność przenoszenia siły poprzecznej.

Istota rozwiązania według wynalazku polega na tym, że po obu stronach panewki łożyskowanie posiada dwa zestawy elementów, z których każdy złożony jest z tulejowo-kołnierzowego nabiegunnika oraz z osadzonego na jego tulei magnesu trwałego. Magnes trwały spolaryzowany jest promieniowo i skierowany w stronę wału biegunem przeciwnym do bieguna występującego na magnesie trwałym, znajdującym się po drugiej stronie panewki. Otwory w nabiegunnikach ukształtowane są stożkowo, skierowane mniejszymi średnicami w stronę panewki a w strefach pod kołnierzami wykonane są w nich wielokrawędziowe występy obejmujące czop wału. W czopie wału wykonany jest otwór kanału poosiowego i kanały promieniowe, usytuowane w płaszczyźnie środkowej oraz w dwóch płaszczyznach, równoodległych od niej w obie strony a prowadzonych w pobliżu kołnierzy nabiegunników.

W rozwiązaniu takim, w szczelinach stożkowych między tulejami nabiegunników i wałem, których szerokość jest malejąca w kierunku panewki, występuje wzrost natężenia pola magnetycznego co skutkuje przemieszczaniem cieczy magnetycznej do środkowej strefy panewki. W warunkach dynamicznych pompowe współoddziaływanie rowków śrubowych powoduje wzrost ciśnienia cieczy magnetycznej w środkowej strefie panewki a wykonane w czopie kanały tworzą dwa, stykające się w środku panewki, obiegi przepływu cieczy magnetycznej, istotnie poprawiające warunki smarowania łożyska.

Rozwiązanie według wynalazku wyjaśnione jest opisem przykładowego łożyskowania, pokazanego na fig. 1 rysunku w przekroju osiowym a na fig. 2 w przekroju poprzecznym prowadzonym przez wał w płaszczyźnie środkowej.

Wał 1 łożyskowany jest w osadzonej w obudowie paramagnetycznej panewce 6, której średnica jest większa od średnicy wału 1 o wymiar dwóch szerokości szczelin δ. Po obu stronach panewki 6 znajdują się gniazda, w których osadzone są: dwa zestawy elementów, każdy złożony z tulejowo-kołnierzowego nabiegunnika 4, 5 oraz osadzonego na jego tulei magnesu trwałego 2, 3. Magnesy trwałe 2, 3 spolaryzowane są promieniowo i skierowane biegunami przeciwnym w stronę wału 1. Otwory w nabiegunnikach 4, 5 ukształtowane są stożkowo, skierowane mniejszymi średnicami w stronę panewki 6. W strefach pod kołnierzami, w otworach wykonane są wielokrawędziowe występy obejmujące czop wału 1. W strefie panewki 6 czop wału 1 ma rowki śrubowe 13, o układzie lustrzanym względem płaszczyzny środkowej A-A oraz skierowane tak, że patrząc poosiowo w stronę płaszczyzny środkowej A-A są one przeciwskrętne do kierunku obrotów K wału 1. Powierzchnie otworów w nabiegunnikach 4, 5 ukształtowane są stożkowo, tworząc z wałem 1 szczeliny zbieżne 7, mniejszą średnicą usytuowane po stronie panewki 6. Magnesy trwałe 2 i 3 są jednakowe lecz przeciwnie spolaryzowane. Czop wału 1 nawiercony jest od czoła współosiowym otworem kanału poosiowego 9, który zamknięty jest zaślepką 14. W poprzecznej płaszczyźnie środkowej A-A panewki 6 oraz w dwóch, równoodległych od niej w obie strony płaszczyznach prowadzonych w pobliżu wielokrawędziowych występów w nabiegunnikach 4, 5 wykonane są kanały promieniowe 10, 11, 12. Przestrzeń wewnętrzna łożyskowania wypełniona jest cieczą magnetyczną 8. Na fig. 1 rysunku liniami przerywanymi zaznaczone są zamknięte obwody magnetyczne. Siły pola magnetycznego oddziaływują na ciecz magnetyczną co skutkuje funkcjonalnie w łożyskowaniu, obiegowym smarowaniu i uszczelnieniu łożyska.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Poprzeczne łożyskowanie wału, smarowane cieczą magnetyczną, w którym czop wału - objęty przez paramagnetyczną panewkę obudowy, pierścieniowy magnes trwały i nabiegunniki - ma rowki śrubowe wykonane w układzie lustrzanym względem płaszczyzny środkowej czopa oraz skierowane tak, że patrząc poosiowo w stronę płaszczyzny środkowej są one przeciwskrętne do kierunku obrotów wału, a ponadto w którym przestrzeń wewnętrzna łożyskowania wypełniona jest cieczą magnetyczną, znamienne tym, że po obu stronach panewki (6) posiada dwa zestawy elementów, z których każdy złożony jest z tulejowo-kołnierzowego nabiegunnika (4, 5) oraz z osadzonego na jego tulei magnesu trwałego (2, 3), spolaryzowanego promieniowo i skierowanego w stronę wału (1) biegunem (S) przeciwnym do bieguna (N) magnesu trwałego (3) znajdującego się po drugiej stronie panewki (6), przy czym otwory w nabiegunnikach (4, 5) ukształtowane są stożkowo, skierowane mniejszymi średnicami w stronę panewki (6) a w strefach pod kołnierzami mają wielokrawędziowe występy w otworze obejmującym czop wału (1).
2. 2. Łożyskowanie według zastrz. 1, znamienne tym, że w czopie wału (1) wykonany jest otwór kanału poosiowego (9) i kanały promieniowe (10, 11, 12), usytuowane w płaszczyźnie środkowej (A-A) oraz w dwóch, równoodległych od niej w obie strony płaszczyznach prowadzonych w pobliżu kołnierzy nabiegunników (4,5).