FI114166B - Laakerielin - Google Patents

Description

11416 i

LAAKERIELIN

Keksinnön kohteena on laakerielin, johon kuuluu toistensa suhteen pyörivät ulkopuolinen rengaslaakerielin tukipintanaan 5 laakeripesä ja sisäpuolinen rengaslaakerielin tukipintanaan akseli, ja rengaslaakerielinten väliin kahteen riviin asetetut tynnyrimäiset vierintäelimet, joilla on sama pyörähdyskeskipiste ja joiden kaarevat vierintäpinnat on muodostettu sanottuihin rengaslaakerielimiin.

10

Sovelluksissa, joissa akselin laakerointiin kohdistuu suuria säteittäisiä kuormia sekä laakerin ja akselille välillä on kulmavirhettä, käytetään yleisesti pallomaista rullalaakeria. Tällaisia sovelluksia ovat esimerkiksi paperikoneen telojen 15 laakeroinnit. Edellisten ominaisuuksien lisäksi laakeri kantaa huomattavia aksiaalikuormia molempiin suuntiin. Pallomaisessa rullalaakerissa on kaksi tynnyrimäistä rullariviä, joiden kaarevat vierintäpinnat ovat laakerin sisä- ja ulkorenkaassa.

20 Pallomainen rullalaakeri vaatii toimiakseen riittävän radiaali-kuormituksen. Mikäli laakerissa on välystä, pyrkivät rullat hidastumaan laakerin kuormittamattomalla osalla. Rullien tullessa jälleen kuormitetulle osalle, on rullien ja niiden vierintä-; '·· pintojen välillä kehänopeusero. Tällöin rullat kiihtyvät leik- : 25 kausvoimien avulla hyvin nopeasti laakerirenkaiden ke- hänopeuteen. Tämä saattaa johtaa vierintäpintojen vaurioitumi-.···. seen, mikäli laakerin voitelu on huono. Pahimmillaan radiaali- kuorman olleessa hyvin pieni, saattaa myös rullapitimen pyöri-! .' misnopeus olla liian pieni. Myös aksiaalikuorman ollessa suuri, 30 voi toiselle rullariville muodostua liian pieni radiaalikuorma. Tällöin laakeriin muodostuu edellä mainittu epäedullinen kuormitustilanne varsinkin, jos rullariveillä on erilliset pitimet. Kyseinen tilanne on erityisen yleinen isoilla laakereilla, joiden rullat ja niiden pitimet ovat raskaita. Ongelman ehkäise-: : 3 5 miseksi on paperikoneilla jouduttu välttämään teloissa tiettyjä viivapainealueita.

*;. Joissakin laakerityypeissä on käytetty aksiaalisia kiristyseli- :..t miä, joilla pyritään poistamaan välys vierintäelinten ja vierin- 2 11416c täpintojen väliltä. Kaksirivisissä laakereissa ulkorenkaan siirtäminen aksiaalisesti kiristää kyllä toista vierintäelinri-viä, mutta samalla toinen rivi löystyy. Tällöin edellä esitetty ongelma pahenee entisestään.

5

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada kuormitusta ja akselivir-hettä kestävä laakerielin, jonka vierintäelimet pyörivät laake-rielimen kuormituksesta huolimatta. Tämän keksinnön tunnusomaiset piirteet ilmenevät oheisista patenttivaatimuksista. Keksin-10 nön mukaisessa laakerielimessä voidaan jatkuvasti säätää laake-rivälys halutuksi, jolloin vierintäelimet pyörivät kaikissa kuormitustilanteissa. Välys säädetään edullisesti yhtä aikaa molemmissa rullariveissä. Tällöin laakerielin toimii suunnitellusti ilman akselin keinotekoista kuormittamista. Lisäksi 15 laakerielin mukautuu akselin aksiaaliseen liikkeeseen suurista kitkavoimista huolimatta.

Keksintöä kuvataan seuraavassa yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisiin eräitä keksinnön sovelluksia kuvaaviin piirroksiin, 20 joissa

Kuva 1 esittää halkileikattuna keksinnön mukaisen aksi- : · aalisesti vapaan laakerin, jonka sisärengas pyö- rii ja joka on asennettu kevennetysti laakeri-' 25 pesään,

Kuva 2 esittää keksinnön mukaisen laakerin toisen so- velluksen halkileikattuna ulkorenkaan ollessa .·.· pyörivä ja kevennyksen ollessa akselilla,

Kuva 3 esittää aksonometrisesti edestä katsottuna laa- 30 keripesän ja siihen asennetut keksinnön mukaiset tiivisteistä muodostetut taskut,

Kuva 4 esittää taskuun ulottuvaan kanavaan asennetun V· venttiiliin halkileikattuna.

35 Kuvassa 1 esitetään keksinnön mukainen laakerielin 10 asetettuna ,· akselille 13, joka on sovitettu pyörimään. Myöhemmin selitykses- '·’· sä laakerielintä 10 nimitetään yksinkertaisemmin laakeriksi.

Lisäksi laakerikuoreen 19 liittyvät komponentit on esitetty 11416c 3 kuvissa kaaviomaisesti ilman kiinnityselimiä ja tiivisteitä. Sovelluksen kaksirivisen pallomaisen rullalaakerin tynnyrimäis-ten vierintäelinten 15 vierintäpinnat 16 ja 16' ovat tavanomaisesti kaarevat. Keksinnön mukaan toiseen laakerirengaselimistä 5 11 tai 12 muodostetut vierintäelinten 15 vierintäpinnat 16 on järjestetty kahteen erilliseen renkaaseen 18, 18', 18''. Käytännössä erilliset renkaat 18, 18', 18'' on edullisesti jaettu vertikaalisesti yhtenäisestä renkaasta, jolloin vierintäpinnat 16, 16' ovat mahdollisimman tarkasti vierintäelimiä 15 vastaa-10 vat. Kuvassa 1 renkaat 18 muodostavat laakerin 10 ulkorenkaan, joka on sovitettu laakeripesään 14. Lisäksi erilliset renkaat 18 on sovitettu liikkumaan toistensa suhteen aksiaalisesti laakeri-pesässä 14. Tällöin laakeriin 10 kuuluvilla esikuormitusväli-neillä renkaita 18 siirtämällä poistetaan tai ainakin pienenne-15 tään laakerivälystä. Ongelman kannalta erityisesti säteittäisen laakerivälyksen eliminoiminen on merkityksellistä. Säteittäisen välyksen pienentyessä vierintäelimet 15 vastaavat koko ajan vierintäpintoihinsa 16, 16' ja pyörivät normaalisti, vaikka akselilla 13 ei olekaan kuormaa.

20

Esikuormitusvälineet on sovitettu painamaan jatkuvasti vastakkaisilla voimilla erillisiä renkaita 18, 18', 18' ' aksiaalisesti • · kiristävään suuntaan. Tällöin laakerivälys poistetaan molemmissa laakeririveissä samanaikaisesti. Kuvan 1 sovelluksessa esikuor-25 mitusvälineisiin kuuluu kaksi laakerin 10 suhteen symmetrisesti asetettua kuormituselintä 17. Kuormituselin 17 muodostuu pääty-.·.· pintaan järjestetystä rengasurasta 20 ja siihen tiivisteillä 21 ,·.· tiivistetystä rengasmännästä 22. Kuormituselin 17 on edullisesti hydraulinen ja paineväliaineena käytetään öljyä, koska hydrauli-30 järjestelmällä saavutetaan riittävä aksiaalisuuntainen voima. Öljyä varten rengasuran 20 ja rengasmännän 22 määrittämään kammioon 23 ulottuu kanava 24. Kammioihin 23 johdetaan sopivilla laitteilla (ei esitetty) tuotettavaa öljyä, jonka paine on jatkuvaa ja edullisesti myös säädettävissä. Järjestämällä .· 35 kuormituselinten 17 öljykanavat 24 yhteen, vaikuttaa sama paine ,··· kumpaankin kammioon 23, jolloin molemmat rullarivit kuormittuvat ’!*. tasaisesti. Tarvittaessa kammioissa 23 voi olla eri paineet, jolloin laakerin 10 sijaintiin laakeripesässä 14 voidaan vaikut- taa. Renkaiden väliin voidaan myös sijoittaa jousielimet, jotka työntävät renkaita 18 erilleen kuormituspainetta pienennettäessä (ei esitetty kuvassa).

4

ViCl 5 Kuvan 1 laakeri voidaan myös helposti muuttaa laakeriksi, jossa akselin ja sisärenkaan välinen aksiaalinen liike on estetty. Yksi mahdollisuus olisi järjestää akselille kierteet, joille asetetulla mutterilla sisärengas puristettaisiin akselilla olevaa olaketta vasten.

10

Kuten kuvasta 1 ilmenee, erillisten renkaiden 18 ja laakeripesän 14 välillä on lisäksi kevennys. Yleisesti molemman tai ainakin toisen aksiaalisesti liikkumaan sovitetun renkaan ja sen tuki-pinnan välillä on tiivistepiiristä 32 muodostettu tasku 26.

15 Kuvassa 3 tarkemmin esitettäviin taskuihin 26 johdetaan kanavaa 27 myöten voiteluainetta. Voiteluaineella pidetään erillisten renkaiden kuormitetun puolen vastinpinnat irti toisistaan, jolloin kitka pienenee ja renkaiden liike helpottuu. Kanavan 27 taskuun 26 rajoittuvassa päässä on lisäksi venttiili 28 (kuva 20 4) , joka on sovitettu katkaisemaan voiteluaineena käytettävän korkeapaineisen voitelurasvan syöttö rasvakerroksen saavuttaessa halutun paksuuden. Kevennys on siis aksiaalisesti liikkumaan : ' sovitettujen vastinpintojen välinen staattinen rasvapatja.

Rasvan syöttö on edullisesti jatkuvaa, mutta kanavaan 2 7 kuuluu •l 25 lisäksi vastaventtiili 29 rasvan estämiseksi poistumasta taskus-ta 26 kanavan 27 kautta. Tällöin paine taskussa 26 säilyy, vaikka rasvan syöttö lopetetaankin. Rasvan sijasta voiteluaine ,·.· voi myös olla laakerin voiteluun käytettävää öljyä.

30 Kuvassa 2 esitetään keksinnön mukaisen laakerielimen sovellus, jossa akseli 13 pysyy paikoillaan vaippaan 30 kiinnitetyn ulkorenkaan 31 pyöriessä. Toiminnallisesti samanlaisista osista käytetään samoja viitenumerolta kuin edellä. Myös tässä sovel-·,- luksessa voidaan akselin 13 aksiaalinen liike estää edellä 35 kuvatulla tavalla. Laakeri 10 on aikaisemman sovelluksen kaltai-. · nen, mutta erilliset renkaat 18' ja 18'' on sovitettu akselille 13. Yleisesti esikuormitus ja kevennys järjestetään pyörimättömään rengaslaakerielimeen. Kyseisessä sovelluksessa kuormi- 114"..: 5 tuselin 17 sovitettu renkaiden 18' ja 18'' väliin, jolloin tarvitaan vain yksi rengasura-mäntäyhdistelmä, johon liittyy kanava 24 paineväliainetta varten. Kuten edellä, rengasurassa 20 on tiivisteillä 21 varustettu rengasmäntä 22. Tässä rengasmäntä 5 22 painaa vastakkaisen renkaan rengasuraa. Vaihtoehtoisesti renkaiden 18' ja 18'' välissä voi olla jousielimet, jotka muodostavat esikuormitusvälineet (ei esitetty). Rakenne on yksinkertainen, mutta esikuormitusta ei voida säätää. Toisaalta jousielimillä esikuormitus on jatkuvaa.

10

Myös tässä on erillisten renkaiden 18' ja 18'' ja niiden tuki-pintojen välillä kevennys. Rasvan johtamiseksi taskuihin 26 on kanavat 27 venttiileineen 28 ja 29 järjestetty akseliin 13, joka ei pyöri.

15

Esimerkeissä erillisten renkaiden vastainen rengaslaakerielin on yhtenäinen. Pallomaisen rullalaakerin sijasta voidaan vaihtoehtoisesti käyttää kahta erillistä, mutta toiminnallisesti yhteen liitettyä pallomaista painerullalaakeria. Tällöin laakerisovi-20 telmasta muodostuu kuitenkin huomattavan leveä, koska molempien rullarivien pyörähdyskeskipisteen on järjestettävä samaan kohtaan.

: : Keksinnön mukainen esikuormitus ja kevennys sopii lähes kaiken 25 kokoisille laakereille. Suurin etu saavutetaan kuitenkin suuris-sa ja raskaasti kuormitetuissa laakereissa. Kevennys helpottaa .·.· esikuormitusta suurista kitkavoimista huolimatta ja esikiristys ’ ! vähentää isojen ja samalla kalliiden laakereiden vikaantumisto- dennäköisyyttä. Esimerkiksi paperikoneissa tällaisten laakerien 30 halkaisija on jopa 600 mm. Lisäksi keksinnön mukaisen laake-risovitelman aksiaaliliike voi olla joko vapaa tai estetty. Hydraulisen esikuormituksen tilalla voidaan käyttää myös jousi-V, kuormitusta.

Claims (11)

11416c 6

1. Laakerielin (10), johon kuuluu toistensa suhteen pyörivät ulkopuolinen rengaslaakerielin (11) tukipintanaan laakeripesä 5 (14) ja sisäpuolinen rengaslaakerielin (12) tukipintanaan akseli (13), ja rengaslaakerielinten (11, 12) väliin kahteen riviin asetetut tynnyrimäiset vierintäelimet (15) , joilla on sama pyörähdyskeskipiste ja joiden kaarevat vierintäpinnat (16, 16') on muodostettu sanottuihin rengaslaakerielimiin (11, 12) , 10 tunnettu siitä, että toiseen rengaslaakerielimistä (11, 12) muodostetut vierintäelinten (15) vierintäpinnat (16) on järjestetty kahteen erilliseen, toistensa suhteen aksiaalisesti liikkumaan sovitettuun renkaaseen (18, 18', 18'1), ja että laakerielimeen (10) kuuluu esikuormitusvälineet kummankin 15 erillisen renkaan (18, 18', 181') painamiseksi aksiaalisesti kiristävään suuntaan laakerivälyksen poistamiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laakerielin (10), tunnettu siitä, että ainakin yksi esikuormitusvälineisiin kuuluva kuormi- 20 tuselin (17) muodostuu päätypintaan muodostetusta rengasurasta (20) ja siihen tiivisteillä (21) tiivistetystä rengasmännästä (22), joka on sovitettu paineväliaineella käytettäväksi.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laakerielin (10), V, 25 tunnettu siitä, että kuormituselimet (17) on järjestetty eril- listen renkaiden (18) suhteen symmetrisesti ja niiden paineväli-aineen syötöt (24) on yhdistetty toisiinsa.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen laakerielin 30 (10), tunnettu siitä, että erilliset renkaat (18) on sovitettu laakeripesään (14).

5. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laakerielin (10), tunnettu siitä, että erilliset renkaat (18', 18'') on sovitettu \ 35 akselille (13) .

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laakerielin (10), tunnettu ’·1 siitä, että kuormituselin (17) muodostuu yhteen erillisistä 11416c 7 renkaista (18', 18'') järjestetystä rengasurasta (20) ja siihen tiivistetystä rengasmännästä (22), joka sovitettu vastaamaan toiseen erillisistä renkaista (18', 18'').

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen laakerielin (10), tunnettu siitä, että esikuormitusvälineisiin kuuluu erillisten renkaiden (18, 18', 18'') väliin järjestetyt jou- sielimet, jotka on sovitettu työntämään erillisiä renkaita (18, 18', 18'') erilleen. 10

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen laakerielin (10), tunnettu siitä, että molemman tai ainoastaan toisen aksiaalisesti liikkumaan sovitetun erillisen renkaan (18, 18', 18 ' 1 ) ja sen tukipinnan välillä on tiivistepiiristä (32) muodos- 15 tettu tasku (26) , johon ulottuu kanava (27) voiteluaineen johtamiseksi sanottuun taskuun (26).

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laakerielin (10), tunnettu siitä, että kanavan (27) taskuun (26) rajoittuvassa päässä on 20 venttiili (28), joka on sovitettu katkaisemaan voiteluaineen syöttö voiteluainekerroksen saavuttaessa halutun paksuuden. ; > 10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen laakerielin (10), tunnettu siitä, että erillisten renkaiden (18, 18', 18'') ;Y 25 vastainen rengaslaakerielin on yhtenäinen. » * t 4

11. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen laakerielin .V (10), tunnettu siitä, että erillisten renkaiden (18, 18', 18'') vastainen rengaslaakerielin on muodostettu kahdesta erillisestä 30 ja toiminnallisesti yhteen liitetystä renkaasta. I · 1 »11» 11416c 8