RU212861U1 - Подшипник качения - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к радиально-упорным роликоподшипникам, а также к осевым (упорным) подшипникам качения.

Технический результат достигается подшипником качения, содержащим наружное и внутреннее кольца с дорожками качения, расположенные между ними тела качения с полусферическими торцевыми контактными поверхностями, установленные соосно в полусферических выемках сепаратора, размеры которых больше осевых размеров торцевых контактных поверхностей роликов, наружное и внутреннее кольца выполнены за одно целое с сепараторами, тела качения выполнены в виде конических роликов, полусферические выемки выполнены в сепараторе наружного кольца, в сепараторе внутреннего кольца выполнена кольцевая канавка, между полусферическими выемками сепаратора наружного кольца, кольцевой канавкой сепаратора внутреннего кольца и полусферическими торцевыми контактными поверхностями конических роликов установлены дополнительные тела качения сферической формы, а полусферические торцевые контактные поверхности цилиндрических роликов обращены выпуклостями друг к другу и соединены между собой осевым отверстием, содержащим графитовые подпружиненные стержни, установленные с возможностью контакта с дополнительными телами качения.

Технический результат - увеличение времени их износа и улучшение эксплуатационных свойств подшипника.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к радиально-упорным роликоподшипникам, а также к осевым (упорным) подшипникам качения.

Известен подшипник качения со ступенчатыми роликами, содержащий наружное и внутреннее кольца с дорожками качения, установленные между ними тела качения, выполненные в виде установленных в гнездах сепаратора двухступенчатых роликов, ступени большего диаметра которых контактируют с дорожкой качения наружного кольца подшипника, а ступени меньшего диаметра контактируют с дорожкой качения его внутреннего кольца (патент RU № 2553489, МПК F16C 19/22, F16C 33/36, 10.02.2015).

Недостаток подшипника в том, что критический путь трения-скольжения поверхностей шариков предложенной формы контакта по сопрягаемой координирующей их поверхности зависит от постоянности площади контакта, который в известных конструкциях роликоподшипников не может переходить с одной пары трения на другую по сравнению с предложенной конструкцией и это сокращает время износа.

Наиболее близким является подшипник качения, содержащий наружное и внутреннее кольца с дорожками качения, расположенные между ними тела качения, выполненные в виде установленных в сепараторах цилиндрических роликов, при этом ролики установлены в выемках сепараторов, соосно с выемками, формы выемок соответствуют торцевым контактным поверхностям роликов, а осевые размеры выемок больше осевых размеров торцевых контактных поверхностей роликов (патент RU № 194002, МПК F16C 19/22, F16C 33/34, F16C 33/46, 2019).

Недостаток подшипника в том, что критический путь трения-скольжения поверхностей шариков предложенной формы контакта по сопрягаемой координирующей их поверхности зависит от постоянности площади контакта, который в известных конструкциях роликоподшипников не может переходить с одной пары трения на другую по сравнению с предложенной конструкцией сепараторов и торцевых контактных поверхностей роликов полусферической или конусной формы. Этот недостаток приводит к сокращению времени их износа и ухудшению эксплуатационных свойств подшипника.

Задачей предложенного технического решения является разработка конструкции подшипника качения, позволяющей распределять нагрузку в процессе износа поверхностей контакта тел качения и координирующих их элементов с одной пары трения на другую.

Технический результат - увеличение времени их износа и улучшение эксплуатационных свойств подшипника.

Технический результат достигается подшипником качения, содержащим наружное и внутреннее кольца с дорожками качения, расположенные между ними тела качения с полусферическими торцевыми контактными поверхностями, установленные соосно в полусферических выемках сепаратора, размеры которых больше осевых размеров торцевых контактных поверхностей роликов, наружное и внутреннее кольца выполнены за одно целое с сепараторами, тела качения выполнены в виде конических роликов, полусферические выемки выполнены в сепараторе наружного кольца, в сепараторе внутреннего кольца выполнена кольцевая канавка, между полусферическими выемками сепаратора наружного кольца, кольцевой канавкой сепаратора внутреннего кольца и полусферическими торцевыми контактными поверхностями конических роликов установлены дополнительные тела качения сферической формы, а полусферические торцевые контактные поверхности цилиндрических роликов обращены выпуклостями друг к другу и соединены между собой осевым отверстием, содержащим графитовые подпружиненные стержни, установленные с возможностью контакта с дополнительными телами качения.

Предложенная конструкция подшипника обеспечивает периодическую смену контактных поверхностей конических роликов: поверхности, контактирующие со сферическими телами качения и поверхности, контактирующие с дорожками качения. Увеличение общей площади контакта и сменяемости пар трения, находящихся в контакте, а также возможность переходить к силовому контакту с одной пары трения на другую обеспечивает увеличение критического пути трения-скольжения поверхностей дополнительных тел качения сферической формы (шариков) по сопрягаемой, координирующей их, эквидистантной поверхности, увеличение времени их износа и улучшение эксплуатационных свойств подшипника.

Дополнительное уменьшение износа контактных поверхностей обеспечивается за счет введения между ними смазки, например, графитовой (путем размещения между шариками графитовых подпружиненных стержней), при сохранении возможности фиксированного дистанционирования тел качения друг от друга, при сохранении удельного давления на увеличенной площади контакта торцевых контактных поверхностей роликов с координирующими и фиксирующими их выемками в сепараторах. Смазка передается через дополнительные тела качения на поверхности полусферических выемок сепаратора наружного кольца и поверхность кольцевой канавки сепаратора внутреннего кольца.

Кроме этого, в предложенной конструкции пары трения координирующих дополнительных тел качения могут заменяться в процессе эксплуатации подшипника на другую пару, что приводит к увеличению времени их износа. Наличие равномерного процесса проскальзывания тел качения и, соответственно, равномерный их износ в процессе проскальзывания по ответной поверхности контакта с координирующими их выемками в сепараторе наружного кольца, кольцевой канавкой в сепараторе внутреннего кольца и торцевыми контактными поверхностями роликов способствует также увеличению технико-экономического эффекта.

Таким образом, сущность конструкции заключается в возможности увеличения времени наступления критического износа за счет увеличения пути трения торцевых контактных поверхностей роликов, достигаемого благодаря уменьшению их износа при сохранении возможности фиксированного дистанционирования тел качения друг от друга и удельного давления на площади контакта контактных поверхностей.

Соответствие форм выемок и торцевых контактных поверхностей роликов, разница в их осевых размерах (осевые размеры выемок больше осевых размеров торцевых контактных поверхностей роликов), а также соосное базирование роликов в выемках обеспечивают не только фиксированное расположение тел качения, но и форму точечного контакта по оси роликов. При этом исключается касание между телами качения, т. е. дополнительно уменьшается не только возможность износа торцевых контактных полусферических поверхностей роликов и сепараторов, но и сохраняется возможность снижения рабочих поверхностей тел качения в случае их контакта между собой.

На чертеже показан подшипник качения в разрезе, с координирующими дополнительными сферическими телами качения, расположенными в эквидистантных торцевых контактных поверхностях единого сепаратора.

Подшипник качения с наружным диаметром D с внутренним диаметром d и шириной В содержит наружное кольцо 1 и внутреннее кольцо 2, выполненные за одно целое с сепараторами (каждое кольцо за одно целое с одним из сепараторов) и расположенные между ними, установленные в сепараторах тела качения 3 в виде конических роликов. Конические ролики 3, сопряжены с дополнительными телами качения 4 сферической формы, установленными соосно в полусферических выемках 5 в конических роликах 3, в полусферических выемках 6 сепаратора наружного кольца 1 и в кольцевой канавке 7 сепаратора внутреннего кольца 2. Торцевые контактные поверхности конических роликов 3 обращены выпуклостями друг к другу, лежат на одной оси и соединены между собой осевым цилиндрическим отверстием 8, содержащим подпружиненные графитовые стержни 9 с возможностью контакта с дополнительными телами качения 4 (шариками) под воздействием разжимающего усилия пружины 10 обеспечивающего нанесение графитовой смазки на дополнительные тела качения 4 размазыванием по их сферической поверхности. Радиусы выемок 5 соответствуют радиусам сферических тел качения 4, выемки 6 выполнены с большими радиусами, равными радиусу поперечного сечения кольцевой канавки 7.

Для создания жесткого соединения и обеспечения его неразъемности, кольца 1 и 2 могут соединяться стопорным кольцом 11 или уплотнительной крышкой аналогичного назначения, установленными в кольцевые выточки, что защищает кольца 1 и 2 от осевого смещения.

Подшипник качения работает следующим образом.

В процессе эксплуатации подшипника качения, ролики 3 вращаются периодически вместе с дополнительными телами качения 4, которые установлены с возможностью периодического проскальзывания то в контактных поверхностях 6 и 7 сепараторов, то в полусферических выемках 5. В результате контакта с графитовыми стержнями 9 покрываются смазкой, которая благодаря вращению шариков 4 попадает на все контактирующие с ними поверхности и распространяет смазку в процессе всей работы подшипника. Ролики 3 перемещаются между рабочими поверхностями дорожек качения (позициями не обозначены) концентрично расположенных колец 1 и 2 и могут быть установлены на расстоянии 10-20 мкм друг от друга.

Удержание роликов в нужных координатах, т. е. на расстоянии 10-20 мкм позволяет избежать пластической деформации тел качения и, соответственно, препятствует увеличению зазоров между телами качения и препятствует увеличению люфта в процессе эксплуатации подшипника и сближению до возникновения трения между ними. Такое устранение раннего трения также обеспечивает повышение работоспособности и увеличению срока службы подшипника.

Конструкция подшипника одновременно обладает возможностями как радиально-упорных конических, так и осевых подшипников. Такие расширенные технические возможности повышают надежность и продолжительность работы подшипника. Они обеспечиваются за счет снижения износа эквидистантных торцевых контактных поверхностей путем установки между ними дополнительных тел качения (шариков) между торцевыми роликами и сепараторами, выполняющими роль торцевых частей единого сепаратора.

Таким образом, подшипник качения, содержащий выполненные за одно целое с сепараторами наружное и внутреннее кольца с дорожками качения, расположенные между ними тела качения в виде конических роликов с полусферическими торцевыми контактными поверхностями, установленные соосно в полусферических выемках сепаратора, размеры которых больше осевых размеров торцевых контактных поверхностей роликов, в котором в сепараторе наружного кольца выполнены полусферические выемки, в сепараторе внутреннего кольца выполнена кольцевая канавка, между полусферическими выемками сепаратора наружного кольца, кольцевой канавкой сепаратора внутреннего кольца и полусферическими торцевыми контактными поверхностями конических роликов установлены дополнительные тела качения сферической формы, а полусферические торцевые контактные поверхности цилиндрических роликов обращены выпуклостями друг к другу и соединены между собой осевым отверстием, содержащим графитовые подпружиненные стержни, установленные с возможностью контакта с дополнительными телами качения, обеспечивает увеличение критического пути трения-скольжения поверхностей дополнительных тел качения (шариков) по сопрягаемой, координирующей их, эквидистантной поверхности и увеличение времени их износа и улучшения эксплуатационных свойств подшипника.

Claims (1)

1. Подшипник качения, содержащий наружное и внутреннее кольца с дорожками качения, расположенные между ними тела качения с полусферическими торцевыми контактными поверхностями, установленные соосно в полусферических выемках сепаратора, размеры которых больше осевых размеров торцевых контактных поверхностей роликов, отличающийся тем, что наружное и внутреннее кольца выполнены за одно целое с сепараторами, тела качения выполнены в виде конических роликов, полусферические выемки выполнены в сепараторе наружного кольца, в сепараторе внутреннего кольца выполнена кольцевая канавка, между полусферическими выемками сепаратора наружного кольца, кольцевой канавкой сепаратора внутреннего кольца и полусферическими торцевыми контактными поверхностями конических роликов установлены дополнительные тела качения сферической формы, а полусферические торцевые контактные поверхности конических роликов обращены выпуклостями друг к другу и соединены между собой осевым цилиндрическим отверстием, содержащим графитовые подпружиненные стержни, установленные с возможностью контакта с дополнительными телами качения.

Images