close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY8510

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 8510
(13) C1
(19)
(46) 2006.10.30
(12)
7
(51) F 16H 1/48
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
РЕДУКТОР
BY 8510 C1 2006.10.30
(21) Номер заявки: a 20030549 / u 20010142
(22) 2001.06.12
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение "Институт механики и
надежности машин Национальной
академии наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Белоцерковский Марат Артемович; Басинюк Владимир Леонидович; Федаравичус Александр
Владимирович; Кирейцев Максим
Валерьевич (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт механики и надежности машин Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(56) WO 82/01753 A1.
US 5113713 A, 1992.
US 3854349 A, 1974.
FR 2547879 A1, 1984.
(57)
Редуктор, включающий корпус, в котором на валах установлены подшипники качения, между внутренней обоймой каждого подшипника и/или между внешней обоймой каждого подшипника и корпусом редуктора размещен виброизолирующий элемент, отличающийся тем, что виброизолирующий элемент выполнен из термопластичного
полимера с модулем упругости 6-14 МПа и армирован проволочной спиралью, причем
проволока в радиальном направлении выступает из элемента, при этом выступающая
часть покрыта слоем оксидокерамики, а величина выступающей части n определена соотношением:
n = 0,5⋅K⋅d,
где K - коэффициент, равный 0,4-0,7;
d - диаметр проволоки, мм.
Фиг. 1
BY 8510 C1 2006.10.30
Изобретение относится к деталям машин и может быть использовано в машиностроительной, металлообрабатывающей и авиационной промышленностях при создании машин, обладающих повышенными эксплуатационными характеристиками.
Известно, что для улучшения виброакустических характеристик широко применяются
виброизолирующие элементы. В редукторах, основным источником шума которых являются зубчатые колеса, последние виброизолируют путем размещения упругих элементов
между ступицей колеса и валом (пат. США № 5113713, МПК F 16H 55M8, опубл. 1991).
Недостатком такой конструкции является низкая прочность и нагрузочная способность виброизолирующего элемента в окружном и радиальном направлениях при повышенных нагрузках и температурах, приводящих к снижению упругих свойств и разрушению виброизолирующего элемента.
Из известных аналогов наиболее близким техническим решением к предлагаемому
изобретению является конструкция редуктора с виброизолирующим элементом (заявка
РСТ № 82/01753, МПК F 16Н 1/48, опубл. 1982). Этот редуктор содержит зубчатые колеса,
размещенные на валах, подшипники качения, установленные в корпусе через упругий
промежуточный кольцевой виброизолирующий элемент в виде резинового вкладыша.
Существенным недостатком этой конструкции редуктора является низкая прочность и
нагрузочная способность резинового виброизолирующего элемента при значительных окружных нагрузках и повышенных температурах эксплуатации. При нагревании резиновый
элемент отслаивается и теряет свои виброизолирующие свойства.
Задачей изобретения является создание редуктора, имеющего улучшенные прочностные и виброакустические характеристики при повышенных нагрузках и температурах.
Для решения поставленной задачи в редукторе, содержащем корпус, в котором на валах установлены подшипники качения, между внутренней обоймой каждого подшипника
и/или между внешней обоймой каждого подшипника и корпусом редуктора размещен
виброизолирующий элемент, отличающийся тем, что виброизолирующий элемент выполнен из термопластичного полимера с модулем упругости 6-14 МПа и армирован проволочной спиралью, причем проволока в радиальном направлении выступает из элемента,
при этом выступающая часть покрыта слоем оксидокерамики, а величина выступающей
части n определена соотношением:
n = 0,5⋅K⋅d ,
где K - коэффициент, равный 0,4-0,7;
d - диаметр проволоки, мм.
Виброизолирующий элемент выполнен неразъемным с валом и/или корпусом редуктора. Часть проволоки, выступающая из полимерного слоя, покрыта слоем оксидокерамики.
Повышенные виброакустические характеристики редуктора обеспечены за счет того,
что виброизолирующий элемент выполнен из термопластичного полимера, армированного проволочной спиралью. Слой термопластичного полимера, который обладает высокими демпфирующими характеристиками (модуль упругости 6-14 ГПа), позволяет демпфировать колебания и вибрации в диапазоне частот 0,5-6,0 кГц и окружных температурах
200 °С и более.
Проволочная спираль со слоем оксидокерамики за счет высокого модуля упругости
(до 250 ГПа) упрочняет виброизолирующий элемент, повышает жесткость и, таким образом, препятствует распространению вибраций в редукторе. При этом часть проволоки,
выступающая из полимерного слоя, покрыта слоем оксидокерамики, обладающим высокой микротвердостью (до 22 ГПа) и коэффициентом трения (1,5-2) при сухом контакте,
что позволяет надежно зафиксировать подшипник в окружном направлении и обеспечивает высокую нагрузочную способность при эффективном демпфировании колебаний подшипника. Кроме того, оксидокерамика имеет высокую термостойкость, позволяющую
2
BY 8510 C1 2006.10.30
эффективно работать при окружной температуре до 500 °С и более без изменения эксплуатационных свойств. Наружный оксидокерамический слой, нанесенный на проволоку,
также обеспечивает рациональное соотношение прочности и демпфирования вибраций в
редукторе.
Виброизолирующий элемент расположен между валом и внутренней обоймой подшипника и/или между корпусом редуктора и внешней обоймой подшипника. Эксплуатационные характеристики редуктора зависят от реализованной комбинации и формы слоев, а
также места размещения виброизолирующих элементов.
На фиг. 1 изображен фрагмент редуктора.
На фиг. 2 изображен фрагмент виброизолирующего элемента 5.
Редуктор содержит корпус 1, зубчатое колесо 2 и вал 3, на котором установлен подшипник качения 4. Виброизолирующие элементы 5 размещены между корпусом 1 и наружной обоймой подшипника 4, а виброизолирующие элементы 6 размещены между валом 3 и внутренней обоймой подшипника 4. Виброизолирующие элементы 5 и 6 состоят
из термопластичного полимера 7, армированного проволочной спиралью 8. Часть проволоки 8, выступающая из полимера 7, покрыта слоем оксидокерамики 9.
Пример реализации предлагаемого технического решения
В процессе работы редуктора вибрации от зубчатого колеса 2 передаются через вал 3
на подшипник качения 4, который, кроме того, генерирует собственные колебания. Общие
колебания, генерируемые зубчатым колесом 2 и подшипником 4, поглощают виброизолирующие элементы 5 и 6. За счет неоднородной структуры виброизолирующего элемента
достигается дискретное, многоступенчатое поглощение вибраций и шума, поскольку слой
оксидокерамики 9 на проволоке 8 содержит поры и микровключения, а термопластичный
полимер 7 имеет хорошие демпфирующие характеристики, что препятствует распространению вибраций в редукторе.
Для сравнительных исследований виброизолирующих свойств подшипниковых узлов
качения на основе предлагаемого технического решения была создана конструкция модернизированного цилиндрического зубчатого редуктора мощностью 4,5 кВт с виброизолирующими элементами, размещенными между валом и внутренней обоймой подшипника
качения.
Виброизолирующие элементы были выполнены в виде кольцевого элемента из полиамида марки ПГ-21А, в котором был размещен спиральный проволочный элемент из
сплава алюминия (СВА-95) с толщиной проволоки 2,5 мм. Проволока выступала над наружной поверхностью виброизолирующего элемента на 0,6-0,8 мм и была покрыта (анодно-катодной микродуговой обработкой) слоем оксидокерамики 0,15-0,2 мм.
Редуктор испытывался при частоте вращения 146 рад/с на стенде с разомкнутым силовым контуром, обеспечивающим установку требуемого нагружающего момента, создаваемого двигателем постоянного тока.
В результате испытаний серийного и модернизированного образцов редукторов было
установлено, что использование предлагаемого технического решения позволило снизить уровень виброускорений, регистрируемых на корпусе редуктора на 2-3 дБ в области
250-500 Гц и 5-7 дБ в частотном диапазоне 1000-8000 Гц по сравнению с их серийным
исполнением.
Реализация указанного в изобретении технического решения позволяет создать редуктор с улучшенными прочностными и виброакустическими характеристиками, эффективно
работающий при повышенных нагрузках и температурах.
3
BY 8510 C1 2006.10.30
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
245 Кб
Теги
by8510, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа