Вакуумный подшипниковый узел

Вакуумный подшипниковый узел

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к вакуумной технике и может быть использовано для повышения работоспособности вакуумных узлов и уменьшения выделения частиц износа. Цель-повышение работоспособности вакуумного подшипникового узла. Вакуумный подшипниковый узел содержит подшипник, посаженный на вал. Экран С- образного сечения установлен в корпусе с зазором на валуе возможностью возвратнопоступательного перемещения. Пружина сжатия размещена между экраном С-образного сечения и стенкой корпуса. В корпусе выполнены осевые каналы, расположенные в торцовой стенке, и перекрываемые цилиндрической поверхностью экрана радиальные отверстия. Вакуумный подшипниковый узел снабжен уплотнением на основе магнитной композиции, состоящей из полюсного наконечника, постоянного магнита, магнитной композиции и прокладки из резины . В процессе работы в полости накапливаются продукты износа. Для увеличения работоспособности узла полость необходимо очищать от мелкодисперсных частиц. Это достигается при откачке вакуумной камеры, в которой находится вышеупомянутый подшипниковый узел, при определенной скорости. Возникающая сила при перепаде давления становится больше, чем сила упругости пружины, и экран перемещается влево. Через открытые экраном радиальные отверстия в корпусе при вязкостном режиме течения газа мелкодисперсные продукты износа подшипника будут удаляться совместно с откачиваемым газом. Режим очистки узла от продуктов износа производится при отсутствии в камере изделий микроэлектроники . 2ил. И VI Ю О СО ON О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s F 16 С 33/72

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ, КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4724115/27 (22) 26.07.89 (46) 15,04.92. Бюл. М 14 (71) Научно-исследовательский институт конструкционных материалов и технологических процессов при МГТУ им. Н.Э.Баумана (72) Ю.В.Панфилов, А.Н.Наумкин и В.В.Гусаров (53) 621.822.6(088.8) (56) Приборы и техника эксперимента, 1987, N 3, с. 238. (54) ВАКУУМНЫЙ ПОДШИПНИКОВЫЙ

УЗЕЛ (57) Изобретение относится к вакуумной технике и может быть использовано для повышения работоспособности вакуумных узлов и уменьшения выделения частиц износа. Цель- повышение работоспособности вакуумного подшипникового узла. Вакуумный подшипниковый узел содержит подшипник, посаженный на вал. Экран Собразного сечения установлен в корпусе с зазором на валу с возможностью возвратнопоступательного перемещения. Пружина сжатия размещена между экраном С-образИзобретение касается вакуумной техни- ки и может быть применено для повышения работоспособности вакуумных подшипниковых узлов и уменьшения выделения частиц износа. Повышение уровня интеграции и как следствие прецизионности обработки интегральных схем представляет высокие требования к рабо1оспособности вакуумного сечения и стенкой корпуса. В корпусе выполнены осевые каналы, расположенные в торцовой стенке, и перекрываемые цилиндрической поверхностью экрана радиальные отверстия, Вакуумный подшипниковый узел снабжен уплотнением на основе магнитной композиции, состоящей из полюсного наконечника, постоянного магнита, магнитной композиции и прокладки иэ резины. В процессе работы в полости накапливаются продукты износа. Для увеличения работоспособности узла полость необходимо очищать от мелкодисперсных частиц.

Это достигается при откачке вакуумной камеры, в которой находится вышеупомянутый подшипниковый узел, при определенной скорости. Возникающая сила при перепаде давления становится больше, чем сила упругости пружины, и экран перемещается влево. Через открытые. экраном радиальные отверстия в корпусе при вязкостном режиме течения газа мелкодисперсные продукты износа подшипника будут удаляться совместно с откачиваемым газом. Режим очистки узла от продуктов износа производится при отсутствии в камере изделий микроэлектроники. 2ил. ных подшипниковых узлов с минимальной привносимой дефектностью.

Известно устройство для передачи вращательного движения в вакууме, содержащее корпус, подшипник,. посаженный на вал, вакуумное уплотнение. Наиболее близким к изобретению является герметичный

3, 1726860 ввод вращения с уплотнением на основе магнитной композиции.

Недостатками устройства является невозможность очистки ввода вращения от выделяемых частиц износа, что уменьшает работоспособность узла и низкая надежность удержания выделяемых частиц при откачке и напуске воздуха, что приводит к загрязнению продуктами износа изделий микроэлектроники.

Целью изобретения является повышение работоспособности вакуумного подшипникового узла.

Для этого предлагаемый вакуумный подшипниковый узел снабжен установленным в корпусе и с зазором на валу с возможностью возвратно-поступательного перемещения экраном С-образного сечения, контактирующим торцами полок с торцом наружного кольца подшипника качения, а также размещенной между упомянутыми экраном и торцовой стенкой корпуса пружиной сжатия, при этом в корпусе выполнены перекрываемые цилиндрической поверхностью экрана радиальные отверстия и расположенные в торцовой стенке осевые каналы.

На фиг.1,2 изображена схема вакуумного подшипникового узла, Схема содержит вал 1, подшипник 2, пружину сжатия 3, корпус 4 вакуумного подшипникового узла, экран 5 С-образного сечения, магнитную композицию 6, полюсный наконечник 7, постоянный магнит 8, прокладку 9 из резины. Вакуумный подшипниковый узел находится в вакуумной камере и работает следующим образом.

Режим I. В этом режиме экран 5 С-образного сечения прижат торцами полок к торцам наружного кольца подшипника 2 качения пружиной 3 сжатия. Сила, действующая на экран С-образного сечения от перепада давления при скорости откачки

So < $кр. (где $кр. — критическая скорость откачки вакуумной камеры, при которой происходит срыв микрочастиц с поверхности и удаления их в откачную систему), оказывается меньшей, чем сила упругости пружины, и экран С-образного сечения остается на месте. Полость 1 остается закрытой и продукты износа не будут выделяться из подшипникового узла.

Режим II. При длительной работе подшипникового узла в полости 1 скапливаются продукты износа, Для повышения работоспособности узла полость 1 необходимо очищать от мелкодисперсных частиц, причем без наличия в вакуумной камере изделий микроэлектроники при скорости откачки $О > SIpI4y,. Возникающая сила при (3) 35

3 откуда

$оР2In d õ2

d2

40 P1 =. +Р (4) 2,89 ° 104 а

2 So а Р2 = P»„x I

V (5)

45 где Р»м — атмосферное давление, Па;

t — время откачки, с;

$Π— скорость откачки, м /с. з

V — откачиваемый объем вакуумной камеры,м .

50 Подставим(5) в(4) t 8о

1 V 42 1 13о

PI3о Рвти1 In —,x 2

4I

4 3 ч

4 3

Зная перепады давления Р1 и Р2 можно подсчитать характеристики пружины. перепаде давления за счет малой проводимости зазора между валом 1, корпусом 4 и экраном С-образного сечения перемещает . экран влево. Через открытые экраном ради5 альные отверстия в корпусе 1 при вязкостном режиме течения газа мелкодисперсные продукты износа подшипника будут удаляться совместно с откачиваемым газом.

Для расчета силы упругости пружины 3

10 сжатия необходимо знать перепады давлений. Поток откачиваемого газа Q равен

0 = $оР2 = И (Р1 — Р2) (1) где So — быстрота откачки, м /c; з

И вЂ” проводимость зазора, м /c; з

15 Р2 — давление в вакуумной камере, Па;

Р1 — давление в полости 1, Па.

Для кольцевой щели с радиальным направлением потока газа проводимость для . воздуха при 293 К при вязкостном режиме

20 течения газа равна

Ив=2,89х10 а " м /с,.(2)

4 3 Р1+Р2

2 I б2 и, где а — зазор между подшипником и экраном

25 С-образного сечения, м;

d2 — максимальный диаметр кольцевой щели, м; б1 — минимальный диаметр кольцевой щели, м.

30 Подставим (2) в (1), з ! и, 1726860

50

Формула изобретения

Вакуумный подшипниковый узел, содержащий корпус с торцовой стенкой и размещенные в нем и на валу подшипники качения, отличающийся тем, что, с целью повышения работоспособности, он снабжен установленным в корпусе с зазором на валу с воэможностью возвратно-поступательного перемещения экраном

С-образного сечения, контактирующим торцами полок с торцом наружного кольца подшипника качения, а также размещенной между упомянутым экраном и торцовой

5 стенкой корпуса пружиной сжатия, при этом в корпусе выполнены перекрываемые цилиндрической поверхностью экрана радиальные отверстия и расположенные в торцовой стенке осевые каналы.

Составитель А. Наушкин

Редактор О. Спесивых. Техред М.Моргентал Корректор M. Щарощи

Заказ 1266 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101