CS255552B1

CS255552B1 - Rolling bearings for linearly guided machine parts

Info

Publication number: CS255552B1
Application number: CS842779A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Stibora
Original assignee: Jaroslav Stibora
Priority date: 1984-04-12
Filing date: 1984-04-12
Publication date: 1988-03-15
Also published as: CS277984A1

Abstract

Účelem řešení je vytvořit konstrukčně i výrobně jednoduché valivé ložisko s velkou únosností a dlouhou životností, čehož se dosáhne provedením valivého ložiska s ložiskovým tělesem, opatřeným na čelních plochách slepými středícími otvory s obvodovou vnitřní výstelkou pro usazení středících nákružků čelních nástavcůThe purpose of the solution is to create a structurally and manufacturingly simple rolling bearing with a high load capacity and long service life, which is achieved by designing a rolling bearing with a bearing housing provided with blind centering holes on the end surfaces with a circumferential inner lining for seating the centering collars of the end extensions.

Description

Vynález se týká valivého ložiska pro uložení přímočaře vedených součástí strojů»· Taková ložiska jsou známa v různých pro vedeních a rozměrech a jsou používána zejména u obráběcích stro jů k uložení takových jejich součástí, které konají vratné pohy by s dlouhým zdvihem.The invention relates to a roller bearing for accommodating linearly guided machine parts. Such bearings are known in various guideways and dimensions and are used in particular in machine tools to accommodate such parts thereof that perform reciprocating movements with a long stroke.

Ložiska tohoto druhu pozůstávají z ložiskového tělesa a je ho čelních nástavců a z valivých těles tvořených téměř výhradně ložiskovými válečky. V ložiskovém tělese je upraven alespoň jeden přímý nosný úsek a alespoň jeden vratný úsek a v čelních ná stávcích přechodové úseky oběžné- dráhy jeho valivých těles. Valivá tělesa bývají od sebe oddělena jednotlivými spolu navzájem nespojenými separátory, které s nimi tvoří jakýsi věnec prvků obíhajících za relativního pohybu mezi takovým valivým ložiskem a jeho nosnou či vodicí plochou stavební části stroje všemi úse ky oběžné dráhy ložiskového tělesa i jeho čelních nástavců.Bearings of this type consist of a bearing housing and is made of end-pieces and of rolling bodies formed almost exclusively by bearing rollers. At least one direct support section and at least one return section are provided in the bearing housing and in the front flanges the transition sections of the raceway of its rolling bodies. The rolling bodies are separated from each other by separate separators which are not connected to each other, forming a ring of elements circulating with relative movement between such a rolling bearing and its supporting or guiding surface of the machine building through all sections of the raceway of the bearing body and its end pieces.

Tyto separátory spolu s oběžnou drahou ložiskového tělesa a jeho čelních nástavců zajištují valivá tělesa před vysunutím, a to v každém jejich směru.These separators, together with the raceway of the bearing body and its end attachments, secure the rolling bodies from extending in each direction.

Řešení dosud známých valivých ložisek tohoto typu mají v souvislosti s připojením čelních nástavců přímý vliv na to, že tělesa ložisek se vyrábí z cementačních ocelí, což způsobuje, že pod poměrně tvrdou povrchovou vrstvou zakaleného materiá lu zůstává relativně měkké jádro. Tlaky valivých těles a. jejích, styk s povrchem nosného úseku oběžné dráhy ložiskového tělesa vyvolává pod účinkem jeho zatížení pružné deformace, Tťoťote. tlaky jednotlivých valivých těles ve formě válečků se vlastněThe solutions of the prior art roller bearings of this type have a direct effect on the connection of the end pieces, that the bearing bodies are made of case-hardening steels, which causes a relatively soft core to remain beneath the relatively hard surface layer of the turbid material. The pressures of the rolling elements and its contact with the surface of the bearing section of the raceway of the bearing body cause elastic deformation under the effect of its load, T '. the pressures of the individual rolling elements in the form of rollers are actually

255 552 pohybují ve směru nosného úseku oběžné dráhy, dochází pod pružnou kalenou vrstvou k postupné únavě nezakaleného jádra, ke vzniku nového pnutí, a to vše má pak za následek snižování životnosti takového ložiska. V důsledku nutných roztečí valivých těles, nutné vůle mezi nimi a jejich separátory a konstantní délky nosného úseku oběžné' dráhy se při odvalu valivých těles po nosném úseku oběžné dráhy mění periodickyjpokaždé o jedno valivé tělesoj počet jejich styků s nosným úsekem, následkem čehož na takovém ložisku uložená součást během svého pracovního pohybu je periodicky nadzvedávána a opět spouštěna do původní výškové polohy.255 552 move in the direction of the bearing section of the raceway, under the flexible hardened layer, gradual fatigue of the non-turbid core, a new stress develops, and all this leads to a reduction in the life of such a bearing. Due to the necessary spacing of the rolling elements, the necessary clearance between them and their separators and the constant length of the raceway section, the number of contacts with the carrier section changes periodically by one roller body each time the rollers roll over the raceway section. the stored component during its working movement is periodically raised and lowered to its original height position.

I když jsou tyto výškové změny relativně malé a prakticky zapadají do rozsahu pružných deformací materiálu ložiskového tělesa i materiálu valivých těles, stávají se tyto periodicky probíhající výškové vibrace rušivě patrnými zejména při zvláši jemném dokončovacím obrábění. Pro odstranění tohoto nedostatku bylo již navrženo několik řešení. Jedním z nich je vyrobení příčné drážky na obou čelech pod úrovní valivé plochy ložiskového tělesa, tedy jak pod náběhovou částí, tak i pod výběhovou částí přímého nosného úseku jeho oběžné dráhy. Tímto opatřením, které mělo za účel učinit náběhovou i výběhovou část pružně poddajnou, bylo sice dosaženo toho, že valivá tělesa při náběhu a výběhu na koncích nosného úseku oběžné dráhy, nebyla zatěžována nebo odlehčována tak rázově, což mělo vést k podstatnému zmenšení periodických změn výškové polohy za pohybu ložiskem vedené či nesené součásti. Ukázalo se však, že toto zlepšení není ve všech případech dostačující. Proto se začalo používat opatření, které spočívá v tom, že v náběhové a výběhové oblasti nosného úseku oběžné dráhy se provádí po jednom trojúhelníkovém a ve směru dráhy probíhajícím vybrání nepatrné hloubky. Obě tato vybrání jsou obrácena k sobě vrcholy svého trojúhelníkového tvaru a jejich největší šířka tedy základna — u čel ložiskového tělesa zaujímá téměř celou šířku nosného úseku této oběžné dráhy, přičemž jejich rozměr ve směru tohoto nosného úseku, čili ve směru pohybu valivých těles, zaujímá u každého tohoto vybrání téměř celý rozsah rozteče dvou spolu sousedících valivých těles v jejich oběžném věnci. V důsledku tohoto opatření mělo docházet k tomu, že v efektivně nosném úseku oběžné dráhy by byl vždy stejný počet plně zatížených valivých těles, zatím co u valivých těles nacházejících se právěAlthough these height changes are relatively small and fit practically within the range of elastic deformations of the bearing body material and the rolling element material, these periodically occurring height vibrations become disturbing, especially in the case of particularly fine finishing. Several solutions have already been proposed to overcome this drawback. One of these is to produce a transverse groove on both faces below the level of the rolling surface of the bearing housing, i.e. both below the lead-in portion and below the lead-in portion of the straight support section of its raceway. This measure, which was intended to make the inlet and outlet parts flexible, was achieved that the rolling bodies were not loaded or unloaded so suddenly at the ends of the raceway, so that the periodic changes in height were significantly reduced. position while the bearing is guided or carried by the bearing. However, this improvement has not proved sufficient in all cases. For this reason, a measure has been taken that, in the inlet and outlet regions of the raceway section, a slight depth cut-out is carried out in a triangular manner in the direction of travel. Both recesses face the triangular shape and their largest width thus the base - at the end faces of the bearing body occupies almost the entire width of the bearing section of this raceway, their dimension in the direction of the bearing section, or in the direction of rolling each of these recesses nearly the entire pitch range of two adjacent rolling bodies in their race ring. As a result of this measure, there should have been the same number of fully loaded rolling elements in the efficiently supporting raceway segment, whereas for rolling elements located just

255 552 v úseku náběhu a výběhu tohoto nosného úseku by jejich užitečná nosná délka se lineárně měnila tak, že by v náběhové části stoupala a ve výběhové oblasti klesala - v obou případech mezi nulou a plnou hodnotou.255 552 in the run-in and run-out sections of this carrier section, their useful carrying length would vary linearly so that it would rise in the lead-in section and fall in the run-out area - in both cases between zero and full value.

Výhodnost tohoto řešení by se však plně projevila pouze při zachování ideálních podmínek, kterých však nelze dosáhnout. Již tvar samotného vybrání nedovoluje zabezpečit ideální přesnost jak samotného tvaru, tak i hloubky vybrání, což z hlediska toho, že v docilování účinků hrají svou roli deformace řádu tisícin milimetru, se ukazuje jako opatření jednak značně pracné a náročné, jednak jako v praxi neplnící své poslání, nebol v průběhu provozu dochází rozhodně k jeho fyzikálním změnám. Vedle toho náběhové oblasti po krajích tohoto trojúhelníkového vybrání vykazují značně malou šířku, takže i u nich musí nutně v důsledku relativně vysokých měrných tlaků při náběhu a výběhu valivých těles docházet k deformacím. Tyto deformace sice tlumí počáteční ráz vznikající při náběhu valivého tělesa na tuto okrajovou oblast vně vybrání v nejširší jeho oblasti, ale protože jde o ložiskové těleso z cementovaného a v této cementované vrstvě zakaleného materiálu, jsou důsledkem provozu ložiska takto upraveného nepravidelnosti v rozložení pnutí i deformací, takže nakonec pracnost opatřeni není vyvážena jeho praktickým účinkem.However, the advantage of this solution would be fully realized only if ideal conditions were maintained, but these could not be achieved. The shape of the recess itself makes it impossible to ensure the ideal accuracy of both the shape and the depth of the recess, which in terms of the fact that deformation of the order of thousands of millimeters plays a role in achieving the effects mission, because in the course of its operation is definitely its physical changes. In addition, the lead-in areas along the edges of this triangular recess have a very small width, so that even in these areas, due to the relatively high specific pressures during the lead-in and lead-out of the rolling elements, deformations must necessarily occur. These deformations dampen the initial impact of the rolling element on this edge area outside the recess in the widest area, but because it is a bearing body made of cemented and hardened material in this case, due to the operation of the bearing, the irregularities in stress distribution and deformations so that in the end the laboriousness of the measure is not outweighed by its practical effect.

Uvedené nevýhody odstraňuje valivé ložisko podle vynálezu, jehož podstatou je, že ložiskové těleso je opatřeno na čelních plochách slepými středícími otvory s obvodovou vnitřní výstelkou pro usazení středících nákružků čelních nástavců.The above-mentioned disadvantages are overcome by the rolling bearing according to the invention, which is characterized in that the bearing body is provided with blind centering holes on the end faces with a circumferential inner lining for seating the centering collars of the end pieces.

Pokrok dosažený provedením valivého ložiska podle vynálezu spočívá především v jeho jednoduchém konstrukčním uspořádání, kdy toto konstrukční uspořádání umožňuje s výhodou vytvořit těleso ložiska zejména z celokalitelného materiálu, u něhož lze zakalením docílit tvrdosti 59 až 63° Rc v celém jeho objemovém rozměru. Je tak zajištěna záruka jeho velké únosnosti i dlouhodobé životnosti, protože ocel prokalená v celém svém profilu lépe odolává vysokým měrným tlakům valivých těles na nosný úsek oběžné dráhy a nedochází zde k nepříznivým deformacím. Zároveň je zde po stránce konstrukční dána možnost snadnější výroby zjednodušeného náběhu a výběhu nosného úseku své oběžné dráhy pro účely zabránění vertikálním vibracím jím vedené a nesené součásti. PokrokovostThe progress achieved by the embodiment of the rolling bearing according to the invention consists mainly in its simple construction, which construction makes it possible to advantageously make the bearing body particularly of all-hardenable material, in which the hardness can reach a hardness of 59 to 63 ° Rc. This ensures a high load-bearing capacity and a long service life, since the steel hardened throughout its profile better resists the high specific pressures of the rolling elements on the bearing section of the raceway and avoids adverse deformations. At the same time, there is the possibility of easier production and simplification of the support section of its orbit in order to prevent vertical vibrations of the guided and supported part. Progress

25S 552 ( 4 ·· a výhodnost provedení středění čelních nástavců ložiska ve slepých středících otvorech v tělese ložiska se projevuje i v bezpečném zajištění dokonalé návaznosti přechodných úseků oběžné dráhy v nástavcích na nosný i vratný úsek provedený na tělese ložiska při současném usnadnění technologie výroby, kdy není třeba uplatňovat velmi přesné speciální stroje, ale naopak při výrobě plně postačují běžné dílenské přípravky uplatněné na běžných obráběcích strojích.25S 552 (4 ··) and the advantageous design of centering the end bearings in the blind centering holes in the bearing housing is also reflected in the secure assurance of perfect traceability of the intermediate raceway sections in the attachments to the bearing and return sections made on the bearing housing. It is not necessary to use very precise special machines, but on the contrary, the production is fully sufficient for common workshop tools applied on conventional machine tools.

Příkladné provedení valivého ložiska pro uložení přímočaře vedených součástí strojů podle vynálezu je znázorněno na přiloženém výkrese, kde na obr. 1 je nárysný pohled na ložisko v podélném řezu, na obr. 2 je půdorysný pohled na toto ložisko s částečnými řezy vedenými rovinou proloženou spojovacími šrouby mezi ložiskovým tělesem a jeho čelními nástavci a na obr. 3 je příčný řez tímto ložiskem. Vůle mezi valivými tělesy 2_t lícovanými okraji a vodícími boky na obr. 2 a 3 je pro lepší názornost a také z kreslířských důvodů nakreslena přehnaně velká.An exemplary embodiment of a rolling bearing for accommodating linearly guided machine parts according to the invention is shown in the accompanying drawing, wherein FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the bearing; FIG. between the bearing housing and its end pieces and in FIG. 3 is a cross-section through the bearing. The clearance between the rolling elements 2 _t close fitting edge and the guide sides in FIGS. 2 and 3 for clarity of drawing and also grounds drawn exaggeratedly large.

Valivé ložisko podle vynálezu sestává z ložiskového tělesa i, valivých těles 2 se šeparátory % a čelních nástavců 4» přičemž příčný průřez ložiskového tělesa 1 má tvar písmene H. Příčka tohoto průřezového tvaru je částí oběžné dráhy pro valivé tělesa 2 s tím, že boční stojiny tohoto profilu jsou upraveny pro jejich přesné vedení. Ložiskové těleso JL je opatřeno na čelních plochách slepými středícími otvory % s obvodovou vnitřní výstelkou 10 pro usazení středících nákružků 3a čelních nástavců J. Oběžná dráha pro tato valivá tělesa 2 je tímto uzavřená a vedle toho, že probíhá ložiskovým tělesem J., probíhá i jeho čelními nástavci Její části, které probíhají ložiskovým tělesem JL, jsou tvořeny alespoň jedním nosným úsekem la na spodní části příčky jeho profilu a alespoň jedním vratným úsekem lb na jeho horní části. Hloubka nosného úseku la oběžné dráhy valivých těles 2 je menší než jejich průměr, zatím co hloubka vratného úseku lb této oběžné dráhy je větší než jejich průměr. Aby nedocházelo k příčení valivých těles 2 na_?jejich oběžné dráze, jsou vedena na svých čelech jejími přesně lícovanými vodícími okraji lc provedenými jak u samotného ložiskového tělesa 1, tak i u jeho čelních nástavců na nichž jsou označeny jako vodicí boky 3c.The rolling bearing according to the invention consists of the bearing body 1, the rolling bodies 2 with the separators 1 and the end pieces 4, wherein the cross-section of the bearing body 1 is H-shaped. of this profile are adapted for their precise guidance. The bearing body 11 is provided with blind centering holes on the faces with a circumferential inner lining 10 for seating the centering collars 3a of the end pieces J. Its parts, which extend through the bearing body 11, consist of at least one support section 1a on the lower part of the cross-section of its profile and at least one return section 1b on its upper part. The depth of the bearing section 1a of the roller bodies 2 is smaller than their diameter, while the depth of the return section 1b of this raceway is greater than their diameter. To avoid rolling elements 2 on _? their orbits are guided on their faces by their precisely aligned guide edges 1c made both for the bearing body 1 itself and for its end extensions on which they are referred to as guide flanks 3c.

255 552255 552

Oba konce nosného úseku la ložiskového tělesa JL jsou opatřeny po celé šířce úkosy Id svažujícími se vnějším směrem ve sklonovém poměru 1 : 150 až 1 ; 250 do maximální hloubky 0,02 až 0,04 mm, měřené v rovině styčných ploch ložiskového tělesa J. s čelními nástavci přičemž sklonový poměr těchto úkosů Id je na obou koncích nosného úseku la stejný. Celkové délka nosného úseku la ložiskového tělesa 1,zmenšená o jednu délku úkosu Id,je zde dána jako celistvý násobek roztečí valivých těles 2 v jejich obíhajícím věnci. Po stranách nosného úseku la.kolmo k jeho oběžné dráze | jsou v ložiskovém tělese JL provedeny otvory 11. opatřené na jednom konci zahloubením 12 pro hlavu neznázorněného šroubu a na druhém konci nejméně o stupeň větším závitem 13 pro případné přišroubování z druhé strany.Both ends of the bearing section 1a of the bearing body 11 are provided with a bevel 1d sloping outwardly in a sloping ratio of 1: 150 to 1 over the entire width; 250 to a maximum depth of 0.02 to 0.04 mm, measured in the plane of the contact surfaces of the bearing body 1 with the end pieces, the slope ratio of these bevels Id being the same at both ends of the support section 1a. The total length of the bearing section 1a of the bearing body 1, reduced by one length of the bevel 1d, is given here as an integral multiple of the pitches of the rolling bodies 2 in their orbiting ring. On the sides of the carrier section 1a perpendicular to its orbit holes 11 are provided in the bearing housing 11, provided at one end with a recess 12 for the head of a screw (not shown) and at the other end with at least a degree greater thread 13 for possible screwing from the other side.

Kolmo na otvory 11. v ose zahloubení & jsou v ložiskovém tělese JL vytvořeny závity X, v nichž jsou zašroubovány šrouby spo jující s tímto tělesem čelní nástavce χ zastředěné svými středícími nákružky 3a v slepých středících otvorech X vytvořených ve výstelkách 10 aplikovaných v zahloubeních 8, přičemž v čelních nástavcích X jsou vytvořeny přechodové úseky oběžné dráhy pro valivá tělesa 2, která jsou oddělená od sebe separátory držícími svými bočnicemi, probíhajícími prostorami zápichů mezi nosným úsekem la, vratným úsekem JLb a vodícími okraji JLc, v zákrytu jejich čela. Mimo to jsou v čelních nástavcích X zhotovena přesná rádiusová vybrání, která drží v přesné poloze ocelové půlválcové vložky které svou povrchovou plochou vytvářejí spojení mezi nosným úsekem la a vratným úsekem 1b oběžné dráhy valivých těles 2. Na své spodní straně pak jsou čelní nástavce χ ložiskového tělesa JL opatřeny šikmo k rovině vodicí či nosné plochy 14 podpěrné strojní součásti skloněnými zářezy 15 pro vložení pružných stěračích lišt 16, které nedovolují vnikat nečistotám do ložiska.Perpendicular to the holes 11 in the recess axis < ' > are threads X in the bearing housing J1 in which the screws connecting with this front end body χ are screwed by their centering collars 3a in the blind centering holes X formed in the lining 10 applied in the recesses 8. wherein the end pieces X of the raceway are formed for the rolling elements 2 which are separated from each other by separators retaining their sidewalls, the recessing spaces extending between the support section 1a, the return section Lb and the guide edges JLc, covering their face. In addition, precise radius recesses are formed in the end inserts X, which hold the half-cylindrical steel inserts in a precise position which, by their surface, form a connection between the support section 1a and the return section 1b of the raceway 2. The support bodies 14 are provided with inclined notches 15 at an angle to the plane of the guide or support surface 14 of the supporting machine part for the insertion of flexible wiper blades 16 which do not allow dirt to enter the bearing.

Pro zajištění dokonalé funkce valivého ložiska na vlastním stroji je možno s výhodou využít pro čelní nástavce X a separátory 2 zejména silamid plněný křemičitými nebo skleněnými vlákny, který je lisovatelným materiálem, je rozměrově stálý a má výborné kluzné vlastnosti. V souvislosti s úkosy Id se sklonovým poměrem 1 : 150 až 1 ; 250, který zabezpečí při dodržení správné délkyIn order to ensure the perfect functioning of the rolling bearing on the machine itself, it is advantageous to use for silicon or glass fiber silamide, which is a compressible material, is dimensionally stable and has excellent sliding properties, for front end inserts X and separators 2. In connection with bevels Id with a slope ratio of 1: 150 to 1; 250, which secures the right length

I nosného úseku la, Že pokaždé stejný počet valivých těles 2 nese jeho zatížení, přičemž nabíhající a vybíhající valivá tělesa 2 se v nosnosti vzájemně doplňují tak, že když nabíhajícímu valivému tělesu 2 zatížení přibývá, pak vybíhajícímu valivému tělesu 2 právě stejnou měrou zatížení ubývá a když se ložiskové těleso j, vytvoří zejména z celokalitelného materiálu, je pak docílen klidný chod ložiska bez trhavých pohybů v rozmezí používaných posuvů·The bearing section 1a is such that each time the same number of rolling bodies 2 carries its load, the running-in and running-out rolling bodies 2 complement each other in the load-bearing capacity so that when the running-in rolling body 2 increases, the running-out rolling body 2 decreases just as much. when the bearing body j is formed mainly from a fully hardenable material, a smooth running of the bearing is achieved without jerky movements within the range of used feeds ·

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Roller bearing for accommodating linearly guided machine parts, consisting of a bearing housing with at least one support section and at least one return section of its raceway, rolling bodies guided in this raceway and two end attachments for transferring these rolling bodies from one to the other of wherein the rolling bodies in the rim circulating in relative movement between the rolling bearing and the bearing or guide surface are separated from each other in the sections of the raceway of the bearing body by separate separators which are not connected to one another and securing it together with the raceway the roller body before extrusion in any direction, characterized in that the bearing body (1) is provided with blind centering holes (9) on the front surfaces with a circumferential inner lining (10) for seating centering tools the rings (3a) of the front extensions (3).

1 drawings