К.т.н. Тарабрін О.І.*, к.т.н. Щербак Ю.Г.**

*Миколаївський навчально-науковий інститут Одеського національного університету ім. І.І. Мечнікова, **Миколаївський державний гуманітарний університет ім. Петра Могили

ПІДВИЩЕННЯ ДЕМПФІРУВАЛЬНОЇ ЗДАТНОСТІ ПІДШИПНИКОВИХ ВУЗЛІВ З ЦИЛІНДРИЧНИМИ ГАЗОСТАТИЧНИМИ ПІДВІСАМИ РОЛИКІВ

Ряд конструктивних заходів, спрямованих на зниження проковзування елементів підшипникових вузлів з циліндричними газостатичними підвісами роликів наведено в роботі [1]. Запропоновано декілька конструктивних рішень, що відрізняються кінематичною схемою, можуть містити пристрій для підкрутки роликів при появі їх проковзування відносно вала, мати проміжні ролики з профільованою зовнішньою поверхнею і т. ін.

Розширення діапазону працездатності підшипникових вузлів з циліндричними газостатичними підвісами роликів, підвищення надійності та довговічності може бути здійснено за рахунок покращення їх демпфірувальної здатності. В цьому напрямку удосконалення даних підшипникових вузлів запропоновані розробки [2, 3, 4], а їх подальшим розвитком є конструкція, що наведена в роботі [5].

На рисунку представлено підшипниковий вузол з циліндричними газостатичними підвісами роликів [5].

Підшипниковий вузол містить корпус 1 з торцевими кришками 2 і 3. В безпосередньому контакті з валом 4 знаходяться проміжні ролики 9, що одночасно контактують з несучими порожнистими роликами 5. Несучі ролики 5 розміщені із зазором на закріплених у торцевих кришках 2 і 3 осях 6. До поверхонь осей 6 прилягають антифрикційні вкладиші 8, в яких передбачені живильники 7. Корпус 1 виконується таким чином, що його внутрішня поверхня є фасонною з ділянками, кожна поверхня котрих еквідистантна охоплюваній поверхні несучого

Підшипниковий вузол з циліндричними
газостатичними підвісами роликів

порожнистого ролика 5 та забезпечується антифрикційним вкладишем 10. Останній, при закріпленні в корпусі 1, створює камеру 11 для підведення газу під тиском та має рівномірно розташовані живильники 12. Проміжні ролики 9 своїми цапфами 13 встановлені в еластичних втулках 14, що з’єднані з внутрішніми кільцями 15 підшипників кочення 16. Підшипники кочення 16 встановлені вільно в торцевих кришках 2 і 3 співвісно валу та мають обмежники 17 осьового переміщення з антифрикційного матеріалу та закриті кожухами 18. Для підведення газу під тиском від спеціальної системи ( на рисунку не показано) у робочі зазори підшипникового вузла патрубок 19 поєднаний з кільцевим колектором 20, який, в свою чергу, сполучається з каналами 21 у корпусі 1 та камерами 11. У корпусі 1 та кришках 2 і 3 виконані канали 22 і 23 відповідно, що сполучаються з каналами 24 і 25 в осях 6.

В процесі експлуатації підшипникового вузла газ під тиском за допомогою патрубка 19 подається у кільцевий колектор 20, а далі через канали 21 і камери 11 до живильників 12 у вкладишах 10, а після того у робочі зазори, що створені між вкладишами та охоплюваними зовнішніми поверхнями несучих порожнистих роликів 5. За допомогою каналів 22 у корпусі 1, каналів 23 у кришках 2 і 3 та каналів 24 і 25 в осях 6 газ під тиском подається у робочі зазори, що створені поверхнями антифрикційних вкладишів 8 та внутрішніми поверхнями несучих порожнистих роликів 5.

При обертанні вала 4 рух передається на проміжні ролики 9, а від них до несучих порожнистих роликів 5, що спираються на газостатичні шари, які створюються подачею стисненого газу у робочі зазори. Розташування живильників 7 дозволяє підтиснути несучі ролики 5 до проміжних роликів 9. Таким чином несучими роликами 5 сприймається навантаження від вала 4. Проміжні ролики 9 своїми цапфами 13 контактують з еластичними втулками 14, що з’єднані з внутрішніми кільцями 15 підшипників кочення 16. Підшипники 16 знаходяться у вільно підвішеному стані, мають демпфірувальну здатність та сприяють розсіюванню енергії коливального руху, що виникає при обертанні вала. Внаслідок того, що підшипники 16 розташовані у безпосередній близькості до вала 4, мають додатковий демпфірувальний елемент у вигляді еластичної втулки 14, гасіння енергії коливального руху вала здійснюється поблизу від джерела його виникнення. Антифрикційні обмежники 17 утримують підшипники кочення 15 від осьових переміщень. Антифрикційні вкладиші 8 і 10 дозволяють уникнути катастрофічних зносів у випадках контактів несучих роликів 5 з опорними поверхнями підшипникового вузла.

Запропоновані конструктивні рішення дозволяють розширити діапазон працездатності підшипникових вузлів з циліндричними газостатичними підвісами роликів, підвищити надійність та довговічність за рахунок покращення їх демпфірувальної здатності.

Література:

1. Тарабрин А.И., Чередниченко А.К. Подшипниковые узлы с цилиндрическими газостатическими подвесами // Смазка и трение в судовых машинах: Сб. науч. тр. − Николаев: НКИ, 1992. − С. 64-70.

2. А.с. № 1449724 СССР. Подшипниковый узел / А.И. Тарабрин, В.А.Новошицкий, А.Г. Емец, А.Г. Чумак. – Заявка № 4196541/31-27; Заявл. 17.02.87; опубл. 07.01.89. Бюл. № 1.

3. А.с. № 1753079 СССР. Подшипниковый узел / А.И. Тарабрин, А.К.Чередниченко. – Заявка № 4847172/27; Заявл. 04.07.90; опубл. 07.08.92. Бюл. № 29.

4. Деклараційний патент на винахід № 67669 А (UA). Підшипниковий вузол / О.І. Тарабрін, О.К. Чередниченко, Т.М. Чередниченко. – № 2003119983; Заявл. 05.11.2003; надрук. 15.06.2004. Бюл. №6.

5. Деклараційний патент на корисну модель № 11515 (UA). Підшипниковий вузол / О.І.Тарабрін, Ю.Г. Щербак. – № u 200507564; Заявл. 29.07.2005; надрук. 15.12.2005. Бюл. №12.