шарикоподшипниковый узел

Формула изобретения

ШАРИКОПОДШИПНИКОВЫЙ УЗЕЛ, содержащий установленные на валу и в корпусе между упорными элементами шарикоподшипники, а также размещенный между шарикоподшипниками с упором в их наружные кольца комплект биметаллических тарельчатых пружин и втулки из материала с коэффициентом линейного расширения, отличным от коэффициентов линейного расширения материалов смежных деталей, отличающийся тем, что упомянутые втулки смонтированы между упорными элементами и наружными кольцами шарикоподшипников, а коэффициент линейного расширения материала втулок выбран большим, и не менее чем в 2 раза, коэффициентов линейного расширения материалов корпуса и вала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электронному машиностроению, в частности к подшипникам качения, работающим в условиях сверхвысокого вакуума или чистых технологических сред.

Известен шарикоподшипниковый узел [1], содержащий корпус, вал, уплотняющие шайбы, распорную втулку и шарикоподшипники, установленные на валу с осевым преднатягом постоянной величины.

Недостатком аналога является невозможность снижения осевого преднатяга при обезгаживающем прогреве шарикоподшипникового узла или повышении его температуры в результате увеличения момента сопротивления, а также значительное газовыделение в вакуумный объем, приводящее к ухудшению состава остаточной газовой среды и вакуумной экологии в целом.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является шарикоподшипниковый узел [2], содержащий установленные на валу и в корпусе между упорными элементами шарикоподшипники, а также размещенный между шарикоподшипниками с упором в их наружные кольца комплект биметаллических тарельчатых пружин и втулки из материала с коэффициентом линейного расширения, отличным от коэффициентов линейного расширениям материалов смежных деталей.

Недостатком прототипа является низкая надежность работы узла ввиду невозможности снижения осевого преднатяга при обезгаживающем прогреве и значительное газовыделение в вакуумный объем, приводящее к ухудшению состава остаточной газовой среды и вакуумной экологии в целом.

В основу изобретения положена задача увеличения надежности работы шарикоподшипникового узла в условиях перепада температур при снижении газовыделения и улучшении состава остаточной газовой среды.

Это достигается тем, что втулки смонтированы между упорными элементами и наружными кольцами шарикоподшипников, а коэффициент линейного расширения материала втулки выбран большим и не менее чем в 2 раза коэффициентов линейного расширения материала корпуса и вала.

Наличие втулок из материала с отличным коэффициентом линейного расширения, смонтированных между упорными элементами и наружными кольцами шарикоподшипников, приводит к ослаблению величины осевого преднатяга при увеличении температуры узла, препятствуя тем самым заклиниванию узла или ускоренному его выходу из строя в результате перегрузки. Таким образом уменьшение величины осевого преднатяга не сопровождается значительным увеличением напряжений в корпусе, крышках и пружинах, что позволяет сделать корпус и крышки меньших размеров, а также упростить места крепления крышек к корпусу.

На чертеже представлена конструкция шарикоподшипникового узла.

Шарикоподшипниковый узел содержит корпус 1, упорные элементы 2, 3, вал 4 и шарикоподшипники 5, 6, установленные на валу 4 и в корпусе и поджатые упорными элементами 2, 3. Между упорными элементами 2, 3 и наружными кольцами шарикоподшипников 5, 6 установлены втулки 7, 8, выполненные из материала с большим и не менее чем в 2 раза по отношению к материалам корпуса и вала коэффициентом линейного расширения (например, при изготовлении вала 4 и корпуса 1 из стали 12Х18Н10Т материалом втулок 7, 8 может быть алюминий). Осевой преднатяг шарикоподшипников 5, 6 создается комплектом биметаллических тарельчатых пружин 9. Поверхности корпуса 1, упорных элементов 2, 3 и вала 4 обработаны пескоструйным методом, который позволяет значительно (в 2,5-3 раза) снизить газовыделение с поверхностей шарикоподшипникового узла.

Шарикоподшипниковый узел работает следующим образом. При увеличении температуры узла происходит увеличение размеров всех его деталей, в том числе и втулок 7, 8. За счет их большего коэффициента линейного расширения происходит смещение наружных колец шарикоподшипников 5, 6 друг к другу, преодолевая усилие комплекта биметаллических тарельчатых пружин 9. В результате осевой преднатяг шарикоподшипников 5, 6 уменьшается и тем самым исключается их тепловое заклинивание. При работе шарикоподшипникового узла значительно (в 2,5-3 раза) уменьшается газовыделение с его поверхностей по отношению к узлам, не обработанным пескоструйным методом.

Применение предлагаемого шарикоподшипникового узла в сверхвысоковакуумном технологическом оборудовании позволит проводить полный обезгаживающий прогрев всего механизма без местного охлаждения узла, увеличить надежность работы узла при эксплуатации оборудования, обеспечить высокое качество вакуумной технологической среды, что обеспечивает повышение качества изделий электронной техники.

Устройство целесообразно использовать при создании новых типов сверхвысоковакуумнрого экологически чистого технологического оборудования электронной техники.