PL240394B1 - Mechanizm wprowadzania napięcia wstępnego łożysk skośnych podpierających wał - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest mechanizm wprowadzania napięcia wstępnego układu łożysk skośnych podpierających wirujący wał maszyny w korpusie.

Znane jest rozwiązanie konstrukcyjne do wstępnego napinania łożysk skośnych w postaci odpowiednio ukształtowanej płyty oporowej przykręconej śrubami do korpusu maszyny umożliwiającej oparcie bieżni zewnętrznych łożysk. Bieżnie wewnętrzne łożysk oparte są na odpowiednio ukształtowanych stopniach wału. W tym rozwiązaniu napięcie wstępne regulowane jest poprzez umieszczenie podkładek regulacyjnych pomiędzy płytą oporową a bieżnią łożysk. Dokręcenie płyty powoduje ustalenie napięcia wstępnego układu łożysk na stałym poziomie. Jego zmiana wymaga odkręcenia płyty oporowej i wymiany podkładek regulacyjnych. System ten wymaga również demontażu wszystkich elementów zamontowanych na końcu wału w celu umożliwienia wymiany zestawu podkładek regulacyjnych.

Znany jest także mechanizm, w którym bieżnie zewnętrzne łożysk oparte są na specjalnej nakrętce wkręconej w obudowę wału. Bieżnie wewnętrzne łożysk oparte są na odpowiednio ukształtowanych stopniach wału. Regulacja napięcia wstępnego układu łożysk wymaga dobrego dostępu do nakrętki w celu jej obrotu za pomocą specjalnego klucza. Dodatkowo nakrętka zazwyczaj wymaga zastosowania elementów zabezpieczających przed jej niekontrolowanym odkręceniem.

Znany jest także układ, w którym bieżnie zewnętrzne łożysk oparte są na nieruchomych kołnierzach obudowy, gdzie napięcie układu regulowane jest poprzez dokręcanie nakrętki łożyskowej, umieszczonej na wale, dociskającej bieżnię wewnętrzną. Rozwiązanie to wymaga unieruchomienia wału w celu uzyskania momentu dokręcającego nakrętkę. W powyższej konstrukcji konieczne jest stosowanie nakrętki kontrującej lub podkładki zabezpieczającej przed odkręceniem pod wpływem zmiennych obrotów wału. W wielu konstrukcjach konieczny jest również demontaż uszczelnienia lub pokrywy znajdującej się na końcu wału.

W powyższych rozwiązaniach w mechanizmach napinających łożyska skośne wymagany jest dobry dostęp do obudowy wału w miejscu, gdzie zachodzi konieczność regulacji napięcia wstępnego układu łożysk pracujących w maszynie, co często wiąże się z koniecznością demontażu wszystkich elementów zamontowanych na końcu wału oraz podzespołów współpracujących z wałem.

Z opisu patentowego PAT. 233793 znany jest mechanizm wprowadzania napięcia wstępnego układu łożysk skośnych podpierających wał w korpusie, w którym wał ułożyskowany jest dwoma łożyskami, przy czym bieżnia zewnętrzna łożyska umieszczonego na jednym z końców wału oparta jest na kołnierzu korpusu lub pokrywie, a bieżnie wewnętrzne łożysk oparte są na stopniach wału. Na przeciwległym końcu wału umieszczony jest układ tulei koronowej oraz pokrywy koronowej, w którym tuleja koronowa oraz pokrywa koronowa stykają się odpowiadającymi sobie powierzchniami skośnymi, przy czym pokrywa koronowa połączona jest z korpusem rozłącznie, a tuleja koronowa umieszczona jest suwliwie w korpusie pomiędzy pokrywą koronową a bieżnią zewnętrzną łożyska. Korpus i tuleja koronowa posiadają nieprzelotowe wzdłużne otwory, w których umieszczone są zespoły, z których jeden obejmuje wkładki oraz element kulisty, a drugi wkładki oraz element kulisty. Tuleja koronowa posiada w osi elementu kulistego wybranie, a korpus połączony jest z tuleją koronową śrubą regulacyjną umieszczoną w otworach przelotowych elementów kulistych, przy czym powierzchnia otworu przelotowego elementu kulistego w tulei koronowej jest gwintowana. Pokrywa koronowa korzystnie połączona jest z korpusem za pomocą śrub. Korzystnie nieprzelotowe wzdłużne otwory korpusu i tulei koronowej oraz zewnętrzne wkładki zakończone są powierzchniami gwintowanymi, co umożliwia regulację luzu obu zespołów wkładki - element kulisty.

Istotą wynalazku jest mechanizm wprowadzania napięcia wstępnego łożysk skośnych podpierających wał w korpusie, w którym wał ułożyskowany jest dwoma łożyskami, przy czym bieżnia zewnętrzna łożyska umieszczonego na jednym z końców wału oparta jest na pokrywie, bieżnie wewnętrzne łożysk oparte są na stopniach wału, a na przeciwległym końcu wału umieszczona jest tuleja, korpus połączony jest z tuleją śrubą regulacyjną, ponadto tuleja umieszczona jest w korpusie przylegając do łożyska, przy czym tuleja koronowa posiada nieprzelotowy wzdłużny otwór, w którym umieszczony jest podzespół obejmujący wkładki oraz element kulisty, ponadto w osi śruby regulacyjnej tuleja posiada wybranie, ponadto tuleja posiada na obwodzie wystające elementy o śrubowo skośnych powierzchniach, które przystosowane są do współpracy z kanałami o zarysie śrubowym, wykonanymi

PL 240 394 B1 na wewnętrznej powierzchni korpusu, umożliwiającymi ruch obrotowo wzdłużny tulei koronowej w korpusie, z kolei śruba regulacyjna zamocowana jest jednym końcem w gwintowanym otworze elementu kulistego, a drugim w łożysku wahliwym osadzonym w korpusie za pomocą oprawy łożyska.

Korzystnie, pokrywa połączona jest z korpusem za pomocą śrub.

Korzystnie nieprzelotowy wzdłużny otwór tulei oraz zewnętrzna wkładka zakończone są powierzchnią gwintowaną.

Rozwiązanie według wynalazku umożliwia precyzyjną regulację napięcia wstępnego łożysk kulkowych skośnych poprzez regulację stopnia dokręcenia śruby. Jest to konieczne do stabilnej pracy układu łożysk kulkowych skośnych oraz zapewnia długie bezawaryjne funkcjonowanie maszyny.

Dzięki wyeliminowaniu w rozwiązaniu według wynalazku pokrywy koronowej osiągnięto ograniczenie długości mechanizmu wprowadzania napięcia wstępnego łożysk skośnych podpierających wał w korpusie, co sprawia, że łożyska mogą szerzej podpierać wał albo korpus może być mniejszy/krótszy.

Zastosowanie elementów kulistych oraz łożyska wahliwego eliminuje powstawanie niekorzystnych sił poprzecznych napinających podzespół regulacyjny podczas ruchu obrotowo przesuwnego tulei koronowej. Dodatkowo zastosowana w rozwiązaniu według wynalazku śruba regulacyjna nie wymaga stosowania elementów zabezpieczających przed jej odkręceniem.

Ze względu na zapewnienie stałego smarowania między współpracującymi powierzchniami skośnymi tulei koronowej oraz korpusu przenoszenie sił odbywa się bez zacięć.

Rozwiązanie według wynalazku pozwala także na regulację napięcia wstępnego układu łożysk bez konieczności demontażu elementów zamontowanych na końcu wału oraz wymaga dostępu do obszaru wokół obudowy wału wyłącznie w okolicy śruby regulacyjnej, co jest korzystne przy ciasnej zabudowie podzespołów maszyny.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia mechanizm w widoku z przekrojem poprzecznym korpusu, fig. 2 - przekrój mechanizmu w płaszczyźnie śruby regulacyjnej równoległy do wału maszyny, fig. 3 - widok mechanizmu z przekrojem korpusu w rzucie izometrycznym, fig. 4 - przekrój mechanizmu w płaszczyźnie śruby regulacyjnej prostopadły do wału maszyny, fig. 5 - układ sił i momentów oddziałujących w podzespole podczas wprowadzania napięcia wstępnego do układu łożysk za pomocą mechanizmu, fig. 6 - widok tulei w rzucie izometrycznym, fig. 7 - przekrój korpusu w rzucie izometrycznym.

W korpusie 1 znajduje się wał 2 podparty na łożyskach 3 i 4, przy czym bieżnia zewnętrzna łożyska 3 umieszczonego na jednym z końców wału 2 oparta jest na pokrywie 5, a bieżnia zewnętrzna łożyska 4 umieszczonego na drugim z końców wału 2 oparta jest na tulei koronowej 6, bieżnie wewnętrzne łożysk 3 i 4 oparte są na stopniach wału 2. Pokrywa 5 połączona jest rozłącznie z korpusem 1 za pomocą śrub 7, które utrzymują pokrywę 5 w niezmiennej pozycji.

Tuleja 6 umieszczona jest w korpusie 1 i posiada na obwodzie wystające elementy 17, których śrubowo skośne boczne powierzchnie współpracują ze śrubowymi kanałami 18 wykonanymi na wewnętrznej powierzchni korpusu 1, co umożliwia ustalenie położenia tulei wewnątrz korpusu. Tuleja 6 posiada nieprzelotowy otwór wzdłużny 16 zakończony powierzchnią gwintowaną, w którym umieszczone są wkładki 8 i 9 oraz element kulisty 10. Wkładka 9 jest zakończona powierzchnią gwintowaną, co umożliwia regulację luzu podzespołu. Element kulisty 10 utrzymywany jest we właściwej pozycji w tulei 6 za pomocą wklęsłych powierzchni wkładek 8 i 9.

Element kulisty 10 posiada gwintowany otwór, w który wkręcona jest śruba regulacyjna 11 połączona z korpusem 1 za pomocą łożyska wahliwego 12. Łożysko 12 utrzymywane jest we właściwej pozycji w korpusie 1 za pomocą oprawy łożyska 13, zamocowanej rozłącznie do korpusu 1 śrubami 14, które utrzymują oprawę 13 w niezmiennej pozycji. Tuleja 6 posiada w osi śruby regulacyjnej 11 wybranie 15 umożliwiające bezkolizyjną współpracę elementów śruby i tulei.

Śruba regulacyjna 11 utrzymuje we właściwej pozycji kantowej tuleję 6. Obrót śruby regulacyjnej 11 powoduje związany z nim obrót tulei 6, a jej dalsze dokręcanie powoduje powstanie siły F1 przesuwającej element kulisty 10. Element kulisty 10, współpracując z wkładkami 8 oraz 9, oddziałuje na tuleję 6, wywołując powstanie momentu M. Moment M powoduje obrót tulei 6 oraz uzyskanie siły F2 wprowadzającej właściwe napięcie wstępne układu łożysk wału maszyny. Modyfikacja napięcia wstępnego układu łożysk 3 oraz 4 jest realizowana poprzez dokręcanie lub odkręcanie śruby regulacyjnej 11. Dodatkowo śruba 11 nie wymaga stosowania dodatkowych elementów zabezpieczających przed jej odkręceniem.

Claims (3)

1. Mechanizm wprowadzania napięcia wstępnego łożysk skośnych podpierających wał w korpusie, w którym wał (2) ułożyskowany jest łożyskami (3) i (4), przy czym bieżnia zewnętrzna łożyska (3) umieszczonego na jednym z końców wału (2) oparta jest na pokrywie (5), bieżnie wewnętrzne łożysk (3) i (4) oparte są na stopniach wału (2), a na przeciwległym końcu wału (2) umieszczona jest tuleja (6), korpus (1) połączony jest z tuleją (6) śrubą regulacyjną (11), ponadto tuleja (6) umieszczona jest w korpusie (1), przylegając do łożyska (3), przy czym tuleja (6) posiada nieprzelotowy wzdłużny otwór (16), w którym umieszczony jest podzespół obejmujący wkładki (8) i (9) oraz element kulisty (10), ponadto w osi śruby regulacyjnej (11) tuleja (6) posiada wybranie (15) znamienny tym, że tuleja (6) posiada na obwodzie wystające elementy (17) posiadające śrubowo skośne powierzchnie, które przystosowane są do współpracy z kanałami (18) o zarysie śrubowym, wykonanymi na wewnętrznej powierzchni korpusu (1), umożliwiającymi ruch obrotowo wzdłużny tulei (6) w korpusie (1), z kolei śruba regulacyjna (11) zamocowana jest jednym końcem w gwintowanym otworze elementu kulistego (10), a drugim w łożysku wahliwym (12) osadzonym w korpusie (1) za pomocą oprawy łożyska (13).

2. Mechanizm według zastrz. 1 znamienny tym, że pokrywa (5) połączona jest z korpusem (1) za pomocą śrub (7).

3. Mechanizm według zastrz. 1 albo 2 znamienny tym, że nieprzelotowy wzdłużny otwór tulei (6) oraz zewnętrzna wkładka (9) zakończone są powierzchnią gwintowaną.