RU163076U1

RU163076U1 - Высокоскоростной радиально-упорный шариковый подшипник

Info

Publication number: RU163076U1
Application number: RU2015148981/11U
Authority: RU
Inventors: Валерий Васильевич Мурашкин; Александр Иванович Данильченко; Владимир Иванович Печенкин
Original assignee: Открытое акционерное общество "ЕПК Самара"
Priority date: 2015-11-13
Filing date: 2015-11-13
Publication date: 2016-07-10

Abstract

Высокоскоростной радиально-упорный шариковый подшипник, содержащий наружное кольцо, разъемное внутреннее кольцо, состоящее из двух полуколец, сепаратор, шарики, отличающийся тем, что выполнен трехточечным с арочным профилем дорожек качения разъемного внутреннего кольца и наружным кольцом; наружное кольцо и разъемное внутреннее кольцо выполнены из теплостойкой стали; на стыках полуколец выполнены сегментные пазы для подвода смазки; шарики изготовлены из нитрида кремния; радиусы дорожек качения полуколец выполнены из расчета r=0,53×D, радиус дорожки качения наружного кольца выполнен из расчета r=0,52×D, где D- диаметр шарика; смещения центров дорожек качения полуколец выбраны из условия обеспечения угла радиального контакта α шарика с полукольцами, равного α=16…20°; сепаратор изготовлен из конструкционной легированной стали и имеет серебряное покрытие, в сепараторе выполнены сквозные отверстия.

Description

Высокоскоростной радиально-упорный шариковый подшипник

Полезная модель относится к высокоскоростным радиально-упорным шариковым подшипникам и может быть использована в опорах валов для работы в условиях высоких температур при ограниченном подводе смазки.

Известны аналогичные технические решения - радиально-упорные шариковые подшипники, содержащие наружное кольцо, разъемное внутреннее кольцо, состоящее из двух полуколец, сепаратор, шарики (см. например, описания полезных моделей к патентам RU85586, МПК F16C 19/00 (2006.01), дата публикации 10.08.2009; RU 88084, МПК F16C 19/00 (2006.01), дата публикации 27.10.2009; RU 102973, МПК F16C 19/00 (2006.01), F16C 33/38, дата публикации 20.03.2011); RU 145069, МПК F16C 19/00 (2006.01), F16C 33/30 (2006.01), F16C 33/38 (2006.01), F16C 33/46 (2006.01), F16C 33/62 (2006.01), дата публикации 10.09.2014).

Недостатком аналогичных решений является низкая надежность в условиях высоких температур при ограниченном подводе смазки.

Ближайшим аналогом является радиально-упорный шариковый подшипник, содержащий наружное кольцо, разъемное внутреннее кольцо, состоящее из двух полуколец, сепаратор, шарики, (см. например, описание полезной модели к патенту RU 145069, МПК F16C 19/00 (2006.01), F16C 33/30 (2006.01); F16C 33/38 (2006.01), F16C 33/46 (2006.01), F16C 33/62 (2006.01), дата публикации 10.09.2014).

Недостатком ближайшего аналога является низкая работоспособность радиально-упорного шарикового подшипника в условиях высоких температур при ограниченном подводе смазки.

Технический результат заключается в повышении работоспособности при работе на высоких скоростях за счет уменьшения тепловыделения в контактах шариков с дорожками качения, шариков с сепаратором, сепаратора с направляющими бортиками наружного кольца, улучшения смазки и охлаждения деталей высокоскоростного радиально-упорного шарикового подшипника.

Сущность технического решения заключается в том, что высокоскоростной радиально-упорный шариковый подшипник содержит наружное кольцо, разъемное внутреннее кольцо, состоящее из двух полуколец, сепаратор, шарики, и отличается от ближайшего аналога тем, что выполнен трех точечным, с арочным профилем дорожек качения разъемного внутреннего кольца и наружным кольцом; наружное кольцо и разъемное внутреннее кольцо выполнены из теплостойкой стали; на стыках полуколец выполнены сегментные пазы для подвода смазки; шарики изготовлены из нитрида кремния; радиусы дорожек качения полуколец выполнены из расчета r₁=0,53×D_w, радиус дорожки качения наружного кольца выполнен из расчета r₀=0,52×D_w, где D_w - диаметр шарика; смещения центров дорожек качения полуколец выбраны из условия обеспечения угла радиального контакта α шарика с полукольцами равного α=16…20 градусам; сепаратор изготовлен из конструкционной легированной стали и имеет серебряное покрытие, в сепараторе выполнены сквозные отверстия.

Сущность технического решения поясняется следующими чертежами.

Фиг. 1 - вид в сечении;

фиг. 2 - вид сбоку на сепаратор;

фиг. 3 - вид в сечении А-А фиг. 2.

Высокоскоростной радиально-упорный шариковый подшипник содержит наружное кольцо 1, разъемное внутреннее кольцо, состоящее из двух полуколец 2, 4, сепаратор 3, шарики 5, выполнен трех точечным, с арочным профилем дорожек качения полуколец 2, 4 разъемного внутреннего кольца и наружным кольцом 1 (фиг. 1, 2). Наружное кольцо 1 и полукольца 2, 4 разъемного внутреннего кольца выполнены из теплостойкой стали. На стыках полуколец 2, 4 выполнены сегментные пазы 7 для подвода смазки (фиг. 1). Шарики 5 изготовлены из нитрида кремния. Радиусы дорожек качения полуколец 2, 4 выполнены из расчета r₁=0,53×D_w, радиус дорожки качения наружного кольца 1 выполнен из расчета r₀=0,52×D_w, где D_w - диаметр шарика 5. Смещения центров дорожек качения полуколец 2, 4 выбраны из условия обеспечения угла радиального контакта α шарика 5 с полукольцами 2, 4 равного α=16…20 градусам. Сепаратор 3 изготовлен из конструкционной легированной стали и имеет серебряное покрытие (фиг. 2, 3).Диаметры гнезд сепаратора 3 для размещения шариков 5 назначены из условий минимизации нагрузок со стороны шариков 5 на перемычки сепаратора 3. В сепараторе 3 для улучшения смазки и охлаждения, а также снижения веса выполнены сквозные отверстия 6 (фиг. 1, 3).

Уменьшение тепловыделения в контактах шариков 5 с дорожками качения (фиг. 1) достигается за счет:

применения максимально облегченных шариков 5, изготовленных из нитрида кремния (Si₃N₄), плотность которого составляет 3,2 г\см³ (вместо 7,8…8.3 г\см³ для шариков из стали (см. например. Подшипниковые узлы современных машин и приборов: Энциклопедический справочник / В.Б. Носов, И.М. Карпухин, Н.П. Федоров и др.: Под общ. Ред. В.Б. Носова. - М.; Машиностроение, 1997, - 640 с.: ил.), при этом шарики 5 из нитрида кремния (Si₃N₄) имеют меньшие центробежные силы и гироскопические моменты, в результате уменьшаются нагрузки на наружное кольцо 1 и температуры в зонах контакта шариков 5 с дрожками качения;

исполнения радиуса дорожек качения полуколец 2. 4 разъемного внутреннего кольца из расчета r₁=0,53×D_w, где r₁ - радиус дорожки качения наружного кольца 1, D_w - диаметр шарика 5, (вместо применяемого в настоящее время r₁=0,515×D_w, см.. например. Подшипниковые узлы современных машин и приборов: Энциклопедический справочник / В.Б. Носов, И.М. Карпухин, Н.П. Федоров и др.: Под общ. Ред. В.Б. Носова. - М.; Машиностроение, 1997, - 640 с.: ил.);

исполнения радиуса дорожек качения наружного кольца 1 из расчета r₀=0,52×D_w, где r₀ - радиус дорожки качения наружного кольца 1, D_w - диаметр шарика 5, (вместо применяемого в настоящее время r₀=0,515×D_w, см.. например. Подшипниковые узлы современных машин и приборов: Энциклопедический справочник / В.Б. Носов, И.М. Карпухин, Н.П. Федоров и др.: Под общ. Ред. В.Б. Носова. - М.; Машиностроение, 1997, - 640 с.: ил.);

обеспечения угла радиального контакта α шарика 5 с полукольцами 2, 4 разъемного внутреннего кольца равного α=16…20 градусам (вместо применяемого в настоящее время α=26 градусов, см.. например, Подшипниковые узлы современных машин и приборов: Энциклопедический справочник / В.Б. Носов, И.М. Карпухин, Н.П. Федоров и др.: Под общ. Ред. В.Б. Носова. - М.; Машиностроение, 1997, - 640 с.: ил.), при этом уменьшение угла контакта снижает потери на трение от верчения шариков 5;

подвода смазки к шарикам 5 через сегментные пазы 7, выполненные на стыках полуколец 2, 4 внутреннего кольца (фиг. 1).

Уменьшение тепловыделения в контактах шариков 5 с сепаратором 3 и сепаратора 3 с направляющими буртиками наружного кольца 1 (фиг. 1) достигается за счет:

изготовления сепаратора 3 из конструкционной легированной стали максимально облегченной конструкции с покрытием трущихся поверхностей сепаратора 3 серебром увеличивает отвод тепла из зон трения шариков 5 о сепаратор 3 и сепаратора 3 о бортики наружного кольца 1 (фиг. 1);

выполнения гнезд в сепараторе 3 для размещения шариков 5 круглыми с диаметром d_s=1,05×D_w, где d_s - диаметр гнезда сепаратора 3, D_w - диаметр шарика 5 (фиг. 1, 2, 3);

выполнения в сепараторе 3 сквозных отверстий 6 (фиг. 3) для улучшения смазки и охлаждения сепаратора 3.

Claims

Высокоскоростной радиально-упорный шариковый подшипник, содержащий наружное кольцо, разъемное внутреннее кольцо, состоящее из двух полуколец, сепаратор, шарики, отличающийся тем, что выполнен трехточечным с арочным профилем дорожек качения разъемного внутреннего кольца и наружным кольцом; наружное кольцо и разъемное внутреннее кольцо выполнены из теплостойкой стали; на стыках полуколец выполнены сегментные пазы для подвода смазки; шарики изготовлены из нитрида кремния; радиусы дорожек качения полуколец выполнены из расчета r₁=0,53×D_w, радиус дорожки качения наружного кольца выполнен из расчета r₀=0,52×D_w, где D_w - диаметр шарика; смещения центров дорожек качения полуколец выбраны из условия обеспечения угла радиального контакта α шарика с полукольцами, равного α=16…20°; сепаратор изготовлен из конструкционной легированной стали и имеет серебряное покрытие, в сепараторе выполнены сквозные отверстия.