RU2801365C1 - Bearing shield with bushing - Google Patents
Bearing shield with bushing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2801365C1 RU2801365C1 RU2023108518A RU2023108518A RU2801365C1 RU 2801365 C1 RU2801365 C1 RU 2801365C1 RU 2023108518 A RU2023108518 A RU 2023108518A RU 2023108518 A RU2023108518 A RU 2023108518A RU 2801365 C1 RU2801365 C1 RU 2801365C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bearing
- seat
- shield
- bushing
- steel
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к конструкции подшипниковых щитов и может быть преимущественно использовано при изготовлении электрических машин.The invention relates to electrical engineering, in particular to the design of bearing shields and can be mainly used in the manufacture of electrical machines.
Известен подшипниковый щит с втулкой, содержащий алюминиевый корпус щита и стальную цилиндрическую втулку установленную на клею в посадочное место под подшипник (Патент РФ № 2045121, кл. H02K 5/16, опубл. 27.09.1995).A bearing shield with a bushing is known, containing an aluminum shield housing and a steel cylindrical bushing mounted on glue in the bearing seat (RF Patent No. 2045121, class H02K 5/16, publ. 27.09.1995).
Недостатком известной конструкции подшипникового щита является является невысокая прочность соединения стальной цилиндрической втулки установленной на клею в посадочное место под подшипник с корпусом щита. Результатом невысокой прочности соединения стальной втулки с алюминиевым корпусом щита является саморазбор в виде ее проворота в посадочном месте под подшипник, из-за возникающих нагрузок в процессе вращения ротора электрической машины и как следствие воспринимаемых стальной втулкой крутящих моментов и вибраций от обоймы подшипника. Практика также показывает, что ремонт подшипникового щита при выходе щита из строя из-за саморазбора втулки с корпусом щита в посадочном месте, связан со значительными трудностями, необходимостью дополнительных операций, с возвратом на ремонтное предприятие, что не всегда возможно.A disadvantage of the well-known design of the bearing shield is the low strength of the connection of the steel cylindrical bushing installed on the adhesive in the seat under the bearing with the shield housing. The result of the low strength of the connection of the steel bushing with the aluminum housing of the shield is self-disassembly in the form of its rotation in the seat under the bearing, due to the loads arising during the rotation of the rotor of the electric machine and, as a result, the torques and vibrations perceived by the steel bushing from the bearing cage. Practice also shows that the repair of a bearing shield when the shield fails due to self-disassembly of the sleeve with the shield body in the seat is associated with significant difficulties, the need for additional operations, and a return to the repair facility, which is not always possible.
Известен подшипниковый щит с втулкой, содержащий алюминиевый корпус щита и стальную цилиндрическую втулку запрессованную с натягом в посадочное место под подшипник, при этом стальная втулка скреплена в посадочном месте с корпусом щита штифтом (Патент CN202957689U, кл. H02K 5/16, опубл. 29.05.2013).A bearing shield with a sleeve is known, containing an aluminum shield housing and a steel cylindrical sleeve pressed with an interference fit into the seat under the bearing, while the steel sleeve is fastened in the seat with the shield housing with a pin (Patent CN202957689U, class H02K 5/16, publ. 29.05. 2013).
Недостатком известной конструкции подшипникового щита является то, что имеющегося натяга при сборке стальной цилиндрической втулки с посадочным местом алюминиевого корпуса щита недостаточно для обеспечения прочного их соединения. Невысокая прочность соединения стальной втулки и посадочного места алюминиевого корпуса щита с натягом из-за воспринимаемых стальной втулкой высоких крутящих моментов и вибраций от обоймы подшипника приводит к необходимости дополнительного их скрепления штифтом. При решении задачи саморазбора стальной втулки путем проворота ее в посадочном месте под подшипник алюминиевого корпуса щита, скрепление штифтом стальной втулки с корпусом щита ведет к технологическим сложностям выполнения отверстия в корпусе щита и стальной втулке, а также необходимости совмещения отверстий и запрессовки штифта, что является существенным недостатком конструкции. Кроме того, практика показывает, что при сборке с натягом стальной втулки с посадочным местом алюминиевого корпуса щита, на алюминиевом посадочном месте образуются надиры значительно снижающие прочность соединения.A disadvantage of the well-known design of the bearing shield is that the existing tightness during assembly of the steel cylindrical bushing with the seat of the aluminum shield housing is not enough to ensure their strong connection. The low strength of the connection between the steel bushing and the seat of the aluminum shield housing with an interference fit due to the high torques and vibrations perceived by the steel bushing from the bearing cage leads to the need for additional fastening with a pin. When solving the problem of self-disassembly of the steel bushing by turning it in the seat under the bearing of the aluminum shield housing, fastening the steel sleeve with the shield housing with a pin leads to technological difficulties in making a hole in the shield housing and steel sleeve, as well as the need to align the holes and press the pin, which is essential design flaw. In addition, practice shows that when assembling a steel bushing with a seat of the aluminum body of the shield with an interference fit, nadir is formed on the aluminum seat, which significantly reduces the strength of the connection.
Известен подшипниковый щит с втулкой, содержащий алюминиевый корпус щита и стальную цилиндрическую втулку запрессованную с натягом в посадочное место под подшипник, при этом стальная цилиндрическая втулка на своей наружной поверхности имеет накатку в виде прямых рифлений и скреплена в посадочном месте с корпусом щита штифтом (Патент CN107528408A, кл. H02K 5/16, опубл. 29.12.2017).A bearing shield with a bushing is known, containing an aluminum shield housing and a steel cylindrical sleeve pressed with an interference fit into the seat under the bearing, while the steel cylindrical sleeve on its outer surface has a knurling in the form of straight corrugations and is fastened in the seat with the shield housing with a pin (Patent CN107528408A , class H02K 5/16, published 12/29/2017).
Недостатком известной конструкции подшипникового щита является то, что имеющегося натяга и нанесенных на наружной поверхности стальной цилиндрической втулки накаткой прямых рифлений, при сборки стальной втулки с посадочным местом алюминиевого корпуса щита, недостаточно для обеспечения прочного их соединения и долговечного функционирования конструкции, из-за воспринимаемых стальной втулкой высоких крутящих моментов и вибраций от обоймы подшипника при работе электромашины. Невысокая прочность соединения стальной втулки и посадочного места алюминиевого корпуса щита приводит к необходимости дополнительного их скрепления штифтом. При решении задачи саморазбора стальной втулки путем проворота ее в посадочном месте под подшипник алюминиевого корпуса щита, скрепление штифтом стальной втулки с корпусом щита ведет к технологическим сложностям выполнения отверстия в корпусе щита и стальной втулке, а также необходимости совмещения отверстий и запрессовки штифта, что в совокупности является существенным недостатком конструкции. Кроме того, практика показывает, что одним из факторов снижения прочности соединения при сборке с натягом стальной втулки с посадочным местом под подшипник алюминиевого корпуса щита, является то, что из-за перекосов при запрессовке и отсутствия во втулке направляющей фаски на алюминиевом посадочном месте образуются надиры значительно снижающие прочность соединения и нивелируя напряженное состояние создаваемое натягом между стальной втулкой и посадочным местом под подшипник корпуса щита.A disadvantage of the well-known design of the bearing shield is that the existing interference and the direct corrugations applied on the outer surface of the steel cylindrical bushing by knurling, when assembling the steel bushing with the seat of the aluminum shield housing, are not enough to ensure their strong connection and durable operation of the structure, due to the perceived steel bushing of high torques and vibrations from the bearing cage during operation of the electric machine. The low strength of the connection of the steel bushing and the seat of the aluminum body of the shield leads to the need for additional fastening with a pin. When solving the problem of self-disassembly of the steel bushing by turning it in the seat under the bearing of the aluminum shield housing, fastening the steel sleeve with the shield housing with a pin leads to technological difficulties in making a hole in the shield housing and steel sleeve, as well as the need to align the holes and press the pin, which together is a significant design flaw. In addition, practice shows that one of the factors for reducing the strength of the connection when assembling with an interference fit a steel bushing with a seat under the bearing of the aluminum shield housing is that due to distortions during pressing and the absence of a guide chamfer in the bushing, nicks are formed on the aluminum seat significantly reducing the strength of the connection and leveling the stress state created by the interference between the steel bushing and the bearing seat of the shield housing.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является подшипниковый щит с втулкой, содержащий алюминиевый корпус щита и стальную втулку, имеющую на наружной поверхности накатку в виде прямых рифлений, запрессованную с натягом в посадочное место под подшипник, на торце наружной поверхности стальной втулки имеется радиус для ее запрессовки, на торце посадочного места под подшипник алюминиевого корпуса щита на окружности, отстоящей на расстоянии 2…6 мм от наружного диаметра втулки, имеются углубления от кернения, а между сопрягаемыми наружной поверхностью стальной вставки и внутренней поверхностью посадочного места под подшипник образован переменный натяг между упомянутыми поверхностями путем их выполнения с различной разностью между внутренним диаметром посадочной поверхности места под подшипник и наружным диаметром вставки на противоположных торцах подшипникового щита (Патент РФ №2759440, кл. H02K 5/16, опубл. 12.11.2021, бюл. №32).The closest in technical essence to the proposed invention is a bearing shield with a sleeve containing an aluminum shield housing and a steel sleeve having a knurling in the form of straight corrugations on the outer surface, pressed with an interference fit into the seat under the bearing, at the end of the outer surface of the steel sleeve there is a radius for its pressing, at the end of the seat under the bearing of the aluminum body of the shield on a circle spaced at a distance of 2 ... mentioned surfaces by making them with a different difference between the inner diameter of the seating surface of the place under the bearing and the outer diameter of the insert at the opposite ends of the bearing shield (RF Patent No.
Одним из преимуществ предлагаемой конструкции подшипникового щита является наличие на наружной поверхности стальной втулки накатки в виде прямых рифлений, которая будучи запрессована с натягом в посадочное место под подшипник надежно сопротивляется воспринимаемым крутящим моментам при работе электромашины и защищена от проворотов стальной втулки вокруг своей оси.One of the advantages of the proposed design of the bearing shield is the presence on the outer surface of the steel bushing of knurling in the form of straight corrugations, which, being pressed with an interference fit into the bearing seat, reliably resists perceived torques during operation of the electric machine and is protected from rotation of the steel bushing around its axis.
Недостатком известной конструкции подшипникового щита является необходимость выполнения переменного натяга между сопрягаемыми наружной поверхностью стальной вставки и внутренней поверхностью посадочного места под подшипник, что усложняет технологический процесс изготовления щита с втулкой. Кроме того, углубления от кернения на торце посадочного места под подшипник алюминиевого корпуса щита на окружности, отстоящей на расстоянии 2…6 мм от наружного диаметра втулки, слабо влияют на предотвращение саморазбора стальной втулки путем перемещения ее вдоль своей оси в посадочном месте под подшипник алюминиевого корпуса щита, из-за возникающих высоких крутящих моментов и вибраций при работе электромашины передаваемых ей обоймой подшипника.The disadvantage of the known design of the bearing shield is the need to perform a variable interference fit between the mating outer surface of the steel insert and the inner surface of the bearing seat, which complicates the manufacturing process of the shield with the bushing. In addition, the recesses from punching at the end of the seat for the bearing of the aluminum housing of the shield on a circle spaced at a distance of 2 ... shield, due to the high torques and vibrations that occur during the operation of the electric machine transmitted to it by the bearing race.
Задачей изобретения является создание простой и технологичной конструкции подшипникового щита обеспечивающей надежное и долговечное функционирование конструкции при действующих на нее вибрационных нагрузках и моментах при работе электромашины.The objective of the invention is to create a simple and manufacturable bearing shield design that provides reliable and durable operation of the structure under vibration loads acting on it and moments during operation of the electric machine.
Технический результат заключается в обеспечении прочного сопряжения препятствующего провороту и осевому перемещению стальной втулки в посадочном месте под подшипник алюминиевого корпуса щита, без усложнения конструкции.The technical result consists in providing a strong mating that prevents rotation and axial movement of the steel sleeve in the bearing seat of the aluminum shield housing, without complicating the design.
Данная задача решается, а технический результат достигается благодаря тому, что в предлагаемой конструкции подшипникового щита с втулкой, содержащего алюминиевый корпус щита и стальную втулку имеющую на наружной поверхности накатку в виде прямых рифлений и радиус на торце наружной поверхности, со стороны которого она запрессована с натягом в посадочное место под подшипник, согласно изобретению, на наружной поверхности стальной втулки и внутренней поверхности посадочного места под подшипник выполнена как минимум одна кольцевая канавка, при этом кольцевая канавка на стальной втулке совпадает с положением кольцевой канавки выполненной в посадочном месте под подшипник, так что они образуют общую цилиндрическую полость, которая заполнена клеевым составом.This problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that in the proposed design of the bearing shield with a bushing, containing an aluminum shield housing and a steel bushing having a knurling in the form of straight corrugations on the outer surface and a radius at the end of the outer surface, from which it is pressed with interference in the bearing seat, according to the invention, at least one annular groove is made on the outer surface of the steel sleeve and the inner surface of the bearing seat, while the annular groove on the steel sleeve coincides with the position of the annular groove made in the bearing seat, so that they form a common cylindrical cavity, which is filled with adhesive composition.
За счет того, что на наружной поверхности стальной втулки имеется накатка в виде прямых рифлений и она запрессована с натягом в посадочное место под подшипник, обеспечивается отсутствие проворотов стальной втулки вокруг своей оси в посадочном месте от воздействия крутящих моментов при работе электромашины.Due to the fact that on the outer surface of the steel bushing there is a knurling in the form of straight corrugations and it is pressed with an interference fit into the seat under the bearing, it is ensured that the steel bushing does not rotate around its axis in the seat due to the effect of torques during operation of the electric machine.
Благодаря наличию как минимум одной кольцевой канавки на наружной поверхности стальной втулки совпадающей с положением как минимум одной кольцевой канавки выполненной на внутренней поверхности посадочного места под подшипник, между ними образуется общая цилиндрическая полость, которая заполнена клеевым составом, образующим при полимеризации клея кольцо –замок, которое препятствует перемещению стальной втулки вдоль своей оси в посадочном месте под подшипник алюминиевого корпуса щита.Due to the presence of at least one annular groove on the outer surface of the steel sleeve coinciding with the position of at least one annular groove made on the inner surface of the bearing seat, a common cylindrical cavity is formed between them, which is filled with an adhesive composition, which forms a lock ring during the polymerization of the adhesive, which prevents the steel sleeve from moving along its axis in the seat under the bearing of the aluminum body of the shield.
Кроме того, в предлагаемой конструкции подшипникового щита благодаря наличию радиуса на торце наружной поверхности стальной втулки, при запрессовке стальной втулки предотвращается появление надиров на внутренней поверхности посадочного места под подшипник алюминиевого корпуса, чем сохраняется благоприятное напряженно деформированное состояние в соединении втулки и посадочного места достигаемое натягом.In addition, in the proposed design of the bearing shield, due to the presence of a radius at the end of the outer surface of the steel bushing, when pressing the steel bushing, the appearance of scratches on the inner surface of the seat for the bearing of the aluminum housing is prevented, which maintains a favorable stress-strain state in the connection between the bushing and the seat, achieved by interference.
Преимуществом предлагаемого подшипникового щита является технологичность его изготовления, прочное сопряжение стальной втулки и посадочного места под подшипник алюминиевого корпуса щита обеспечивает надежное и долговечное функционирование надежно сопротивляясь воспринимаемым стальной втулкой высоким крутящим моментам и вибрациям от обоймы подшипника при работе электромашины.The advantage of the proposed bearing shield is its manufacturability, strong mating of the steel bushing and the bearing seat of the aluminum shield housing ensures reliable and durable operation by reliably resisting the high torques perceived by the steel bushing and vibrations from the bearing cage during operation of the electric machine.
Необходимо отметить, что прочность в предлагаемой конструкции достигается, без усложнения конструкции дополнительными деталями.It should be noted that the strength in the proposed design is achieved without complicating the design with additional details.
Сущность изобретения поясняется чертежами на фиг. 1- 2.The essence of the invention is illustrated by the drawings in Fig. 12.
Подшипниковый щит изображен на фиг. 1, он содержит алюминиевый корпуса щита 1 с посадочным местом под подшипник 2 с внутренним диаметром D, равным 28,0 мм, на данном внутреннем диаметре расстоянии 5 мм от торца расположена канавка 4 шириной мм и глубиной 1,5 мм.The bearing shield is shown in Fig. 1, it contains an aluminum shield housing 1 with a seat for bearing 2 with an inner diameter D equal to 28.0 mm, at a given inner diameter at a distance of 5 mm from the end there is a groove 4 with a width of mm and a depth of 1.5 mm.
В посадочное место под подшипник запрессована втулка 3 выполненная из стали 10 и имеющая наружный диаметр 28,2мм. Таким образом, натяг при запрессовке между наружным диаметром стальной втулки и посадочным местом под подшипник составляет 0,2 мм.A sleeve 3 made of steel 10 and having an outer diameter of 28.2 mm is pressed into the seat under the bearing. Thus, the interference during pressing between the outer diameter of the steel sleeve and the seat for the bearing is 0.2 mm.
На фиг.2 изображена стальная втулка с радиусом R=0.5мм на торце наружной поверхности и прямыми рифлениями с шагом 1мм образованными накаткой на наружной поверхности. Радиус R при запрессовке стальной втулки предотвращает появление надиров на внутренней поверхности посадочного места под подшипник алюминиевого корпуса. На наружном диаметре стальной втулки на расстоянии 5 мм от торца расположена канавка 5 шириной 2 мм и глубиной 1,5 мм. Figure 2 shows a steel sleeve with a radius R=0.5mm at the end of the outer surface and straight corrugations with a pitch of 1mm formed knurling on the outer surface. Radius R when pressing the steel bushing prevents the appearance of scratches on the inner surface of the bearing seat of the aluminum housing. On the outer diameter of the steel sleeve at a distance of 5 mm from the end there is a groove 5 2 mm wide and 1.5 mm deep.
Перед запрессовкой втулки в посадочное место под подшипник канавки на втулке и подшипнике кисточкой заполняются клеевой массой широко применяющегося в авиационной промышленности эпоксидного клея. После запрессовки втулки подшипниковый щит выдерживается 24 часа при комнатной температуре для отверждения и полимеризации, при этом в полости заполненной клеевой массой образуется прочное полимерное кольцо-замок, прочно фиксирующий стальную втулку и препятствующий ее перемещению вдоль своей оси в посадочном месте под подшипник алюминиевого корпуса щита.Before pressing the bushing into the bearing seat, the grooves on the bushing and bearing are filled with a brush with an adhesive mass of epoxy glue widely used in the aviation industry. After the bushing is pressed in, the bearing shield is kept for 24 hours at room temperature for curing and polymerization, while in the cavity filled with the adhesive mass a strong polymer ring-lock is formed, firmly fixing the steel bushing and preventing it from moving along its axis in the bearing seat of the aluminum shield housing.
Заявляемое техническое решение обеспечивает, надежное и долговечное функционирование конструкции подшипникового шита при действующих на нее вибрационных нагрузках и моментах при работе электромашины в т.ч. с высокими оборотами.The proposed technical solution provides reliable and durable operation of the bearing shield structure under the vibration loads and moments acting on it during the operation of the electric machine, incl. with high turnover.
Подщипниковый щит может быть использован в различных конструкциях электродвигателей, электрогенераторов и др. электромашин, в т.ч. высокооборотных и предлагается к внедрению на АО «Уфимское агрегатное производственное объединение» (АО «УАПО») Технодинамика.The bearing shield can be used in various designs of electric motors, electric generators and other electric machines, incl. high-speed and is proposed for implementation at JSC "Ufa Aggregate Production Association" (JSC "UAPO") Technodinamika.
Итак, предлагаемый подщипниковый щит имеет улучшенные эксплуатационные свойства в виде прочности соединения основных конструктивных его частей, т.е. корпуса щита и втулки, а также прост в изготовлении и высоко технологичен.So, the proposed bearing shield has improved operational properties in the form of the strength of the connection of its main structural parts, i.e. shield body and bushing, as well as easy to manufacture and highly technological.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2801365C1 true RU2801365C1 (en) | 2023-08-08 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU930504A1 (en) * | 1980-01-14 | 1982-05-23 | Предприятие П/Я В-8361 | Electric machine bearing assembly |
| SU1684861A1 (en) * | 1988-10-31 | 1991-10-15 | Харьковское Специальное Конструкторское Монтажно-Технологическое Бюро Укрглавподшипника | Bearing unit of electric machine |
| RU2045121C1 (en) * | 1989-04-25 | 1995-09-27 | Научно-производственное коллективное малое предприятие "Агроэлектромеханизация" | Bearing shield of electric motor |
| CN202957689U (en) * | 2012-10-26 | 2013-05-29 | 重庆赛力盟电机有限责任公司 | Motor end cap |
| CN107528408A (en) * | 2016-06-20 | 2017-12-29 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | The end cap and motor of a kind of motor bearing chamber |
| RU2759440C1 (en) * | 2021-03-29 | 2021-11-12 | Акционерное Общество «Уфимское агрегатное производственное объединение»(АО "УАПО") | End shield |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU930504A1 (en) * | 1980-01-14 | 1982-05-23 | Предприятие П/Я В-8361 | Electric machine bearing assembly |
| SU1684861A1 (en) * | 1988-10-31 | 1991-10-15 | Харьковское Специальное Конструкторское Монтажно-Технологическое Бюро Укрглавподшипника | Bearing unit of electric machine |
| RU2045121C1 (en) * | 1989-04-25 | 1995-09-27 | Научно-производственное коллективное малое предприятие "Агроэлектромеханизация" | Bearing shield of electric motor |
| CN202957689U (en) * | 2012-10-26 | 2013-05-29 | 重庆赛力盟电机有限责任公司 | Motor end cap |
| CN107528408A (en) * | 2016-06-20 | 2017-12-29 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | The end cap and motor of a kind of motor bearing chamber |
| RU2759440C1 (en) * | 2021-03-29 | 2021-11-12 | Акционерное Общество «Уфимское агрегатное производственное объединение»(АО "УАПО") | End shield |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1761708B1 (en) | Device and method for detachably connecting an impeller to a shaft | |
| US8376618B2 (en) | Thrust washer and radial/axial bearing having such a thrust washer | |
| US10858959B2 (en) | Axially divided turbomachine inner ring | |
| US8251590B2 (en) | Anti-rotation bearing assembly and bearing | |
| US4537519A (en) | Shaft locking device for bearing assemblies | |
| CN209774503U (en) | Liquid rocket engine turbopump assembly shafting arresting gear | |
| KR930004567B1 (en) | Friction assembly | |
| RU2801365C1 (en) | Bearing shield with bushing | |
| FI128065B (en) | Shaft coupling | |
| EP4394208A1 (en) | Power shaft structure of electric drive assembly | |
| GB2163522A (en) | Flanged bushing mounting adaptor | |
| US6918728B1 (en) | Circlip | |
| CN112039275A (en) | Balance plate assembly | |
| CN104696377A (en) | Axle hole expanding connection device | |
| KR200301648Y1 (en) | Rotating shaft | |
| CN109630205B (en) | Self-locking balance weight structure | |
| RU2759440C1 (en) | End shield | |
| US6183136B1 (en) | Floating sleeve bearing for electric motor | |
| DE102012221992B4 (en) | Drive device, in particular motor with ball screw drive | |
| CN113423962A (en) | Rotor bearing for a wind turbine | |
| KR20140036348A (en) | Mounting arrangement for a piston-connecting rod assembly in a refrigeration compressor | |
| CN213990394U (en) | Motor shaft and reduction gear input shaft connection structure | |
| CN216126832U (en) | Connecting structure of cutter head and motor of chamfering machine | |
| CN114393377B (en) | New energy automobile speed reducer and differential assembly method for grinding main speed reducing gear | |
| US6572334B2 (en) | Rotor of a directly gas-cooled electrical turbomachine |