RU2159877C2

RU2159877C2 - Spherical double-row bearing

Info

Publication number: RU2159877C2
Application number: RU98117585A
Authority: RU
Inventors: Г.С. Звержховский; В.С. Королев
Original assignee: Звержховский Григорий Станиславович
Priority date: 1998-09-24
Filing date: 1998-09-24
Publication date: 2000-11-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering; instrument engineering. SUBSTANCE: bearing has external and internal races between which rows of solids of rolling are positioned in cage. External and internal surfaces of spherical form are provided on external cup-shaped race. Internal race is made in form of two rigidly connected circular parts with auxiliary spherical rolling surface. External race is arranged between circular parts of internal race. Centre of all spheres is positioned beyond bearing on bearing axis. Depending on construction of instrument or machine external or internal race may be moving and capable of turning around centre of spheres which is combined with instrument mass centre during mounting. Bearing makes it possible to increase axial load and angle of permissible turning of one race with respect to other along any one of three coordinate axes. Use of given bearing in supports of machines and instruments enables decrease of overall dimensions, mass and power consumption of those machines and instruments. EFFECT: enhanced efficiency. 1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, приборостроению. The invention relates to mechanical engineering, instrument making.

Оно может быть использовано в таких узлах машин и приборов, где подшипники работают в условиях перемещений и нагрузок в любых направлениях по трем осям координат. It can be used in such units of machines and devices where bearings operate under conditions of displacements and loads in any direction along three coordinate axes.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков является шарикоподшипник сферический двухрядный, содержащий наружное и внутреннее кольца, между которыми в сепараторе размещены ряды тел качения. На наружном кольце внутренняя поверхность, а на внутреннем кольце наружная поверхность качения выполнены сферической формы. Кольца установлены с возможностью поворота одно относительно другого вокруг центра сфер, расположенного на оси подшипника внутри него. (Справочник "Подшипники качения" под ред. В. И. Нарышкина и Р. В. Коросташевского. М.: Машиностроение, 1984, с. 139). Данный подшипник выбран за прототип. Closest to the claimed invention in terms of essential features is a double row spherical ball bearing containing an outer and an inner ring, between which rows of rolling bodies are placed in the cage. On the outer ring, the inner surface, and on the inner ring, the outer rolling surface is made spherical. The rings are mounted to rotate one relative to the other around the center of the spheres located on the axis of the bearing inside it. (The reference book "Rolling bearings" under the editorship of V.I. Naryshkin and R.V. Korostashevsky. M: Mechanical Engineering, 1984, p. 139). This bearing is selected for the prototype.

К недостаткам прототипа относятся:
1. Расположение центра сферических опор внутри подшипника. Это осложняет компоновку приборов, использующих в опорах известный подшипник, из-за размещения полезного объема вокруг подшипника, находящегося в центре вращения прибора. При этом для совмещения массы полезной нагрузки с центром вращения прибора требуется установка балансировочных грузов.The disadvantages of the prototype include:
1. The location of the center of the spherical bearings inside the bearing. This complicates the layout of devices using a known bearing in the bearings due to the placement of the usable volume around the bearing located in the center of rotation of the device. At the same time, balancing weights is required to combine the payload mass with the center of rotation of the device.

2 В результате, уменьшение доли полезной нагрузки в приборе и увеличение его веса. 2 As a result, reducing the share of the payload in the device and increasing its weight.

2. Небольшие осевые нагрузки в основном за счет ограниченного угла контакта шариков со сферической поверхностью качения наружного кольца. 2. Small axial loads mainly due to the limited contact angle of the balls with the spherical rolling surface of the outer ring.

3. Ограниченный угол перекоса одного кольца относительно другого, не превышающий практически пяти градусов, также за счет ограниченного угла контакта шариков со сферической поверхностью качения наружного кольца. 3. The limited skew angle of one ring relative to another, not exceeding almost five degrees, also due to the limited contact angle of the balls with the spherical rolling surface of the outer ring.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое устройство, является улучшение конструктивных, технологических и эксплуатационных возможностей приборов и механизмов, в которых используется заявляемый подшипник. The task to which the claimed device is directed is to improve the structural, technological and operational capabilities of devices and mechanisms in which the claimed bearing is used.

Решение поставленной задачи достигается тем, что подшипник сферический двухрядный содержит наружное и внутреннее кольца, между которыми в сепараторе размещены ряды тел качения. На наружном кольце - внутренняя, а на внутреннем кольце - наружная поверхность качения выполнены сферической формы. Кольца устанавливают с возможностью поворота одно относительно другого вокруг центра сфер, расположенного на оси подшипника. В отличие от прототипа внутреннее кольцо выполнено в виде двух жестко соединенных кольцевых частей и имеет дополнительную поверхность качения сферической формы. Наружное кольцо установлено между кольцевыми частями внутреннего кольца и дополнительно имеет наружную поверхность качения сферической формы. Центр всех сфер расположен вне подшипника, а ряды тел качения расположены между парными поверхностями качения внутреннего и наружного колец. The solution to this problem is achieved by the fact that the spherical double-row bearing contains the outer and inner rings, between which rows of rolling bodies are placed in the cage. On the outer ring - the inner, and on the inner ring - the outer rolling surface is made spherical. The rings are mounted to rotate one relative to the other around the center of the spheres located on the axis of the bearing. In contrast to the prototype, the inner ring is made in the form of two rigidly connected annular parts and has an additional rolling surface of a spherical shape. The outer ring is installed between the annular parts of the inner ring and additionally has an outer rolling surface of a spherical shape. The center of all spheres is located outside the bearing, and the rows of rolling bodies are located between the pair of rolling surfaces of the inner and outer rings.

Установление колец с возможностью поворота одного относительно другого вокруг центра, расположенного на оси вне подшипника, позволяет выполнить компоновку прибора, машины более рациональной. В этом случае подшипник может располагаться в любом месте с возможностью совмещения центра вращения подшипника с центром масс прибора, машины. Конструкция прибора в этом случае получается более простой и легкой за счет исключения балансировочных грузов. Снабжение наружного и внутреннего кольца двумя поверхностями качения сферической формы и выполнение внутреннего кольца в виде двух жестко соединенных кольцевых частей, установка наружного кольца между кольцевыми частями внутреннего кольца и расположение рядов тел качения между парными поверхностями качения внутреннего и наружного колец позволит;
значительно увеличить значение допустимой осевой нагрузки на подшипник по всем трем осям координат за счет увеличения угла контакта шариков со сферическими поверхностями колец;
увеличить угол допустимого поворота одного кольца подшипника относительно другого.The establishment of rings with the possibility of rotation of one relative to another around a center located on an axis outside the bearing allows the arrangement of the device and the machine to be more rational. In this case, the bearing can be located anywhere with the possibility of combining the center of rotation of the bearing with the center of mass of the device, machine. The design of the device in this case is simpler and easier due to the exclusion of balancing weights. The supply of the outer and inner rings with two spherical rolling surfaces and the execution of the inner ring in the form of two rigidly connected annular parts, the installation of the outer ring between the annular parts of the inner ring and the arrangement of the rows of rolling bodies between the pair of rolling surfaces of the inner and outer rings will allow;
significantly increase the value of the permissible axial load on the bearing along all three coordinate axes by increasing the contact angle of the balls with the spherical surfaces of the rings;
increase the angle of permissible rotation of one bearing ring relative to another.

На фиг. 1 представлен шарикоподшипник сферический двухрядный, установленный в опоре гиростабилизированной платформы; на фиг. 2 - разрез А-А по оси подшипника. In FIG. 1 shows a spherical double row ball bearing installed in a support of a gyrostabilized platform; in FIG. 2 - section AA along the axis of the bearing.

Подшипник содержит наружное кольцо 1, внутреннее кольцо 2, сепаратор 3 и два ряда шариков 4. Внутреннее кольцо 2 выполнено в виде двух жестко соединенных кольцевых частей с наружными 5 и 6 поверхностями качения сферической формы. Наружное кольцо 1 выполнено чашеобразным и снабжено двумя поверхностями качения, внутренней 7 и наружной 8, сферической формы. Между поверхностями качения 5,8 и 6,7 колец размещены в сепараторе 3 два ряда шариков 4 (фиг. 2). У подшипника внутреннее кольцо 2 закреплено на гиростабилизированной платформе 9, а наружное 1 на корпусе прибора 10 (фиг. 1). Центр вращения подшипника O₁ является центром всех сфер колец и расположен на оси подшипника вне него по одну сторону от подшипника. Подшипник смонтирован в опоре прибора так, что центр масс платформы О₂ совпадает с центром вращения подшипника O₁ (фиг. 1). При изменении положения прибора в пространстве относительно заданного направления наружное кольцо 1 подшипника, закрепленное на корпусе прибора 10, вместе с прибором поворачивается вокруг центра O₁(O₂) относительно внутреннего кольца 2 подшипника. При этом внутреннее кольцо 2 подшипника вместе с гиростабилизированной платформой 9, на которой оно закреплено, остается неподвижным. При повороте наружного кольца 2 относительно внутреннего кольца 1 шарики 4, находящиеся в контакте со сферическими поверхностями качения, катятся по ним, увлекая за собой сепаратор 3. При достижении шариками края сферических поверхностей качения внутреннее кольцо 2 и наружное кольцо 1 ставится на упор.The bearing comprises an outer ring 1, an inner ring 2, a cage 3 and two rows of balls 4. The inner ring 2 is made in the form of two rigidly connected annular parts with outer 5 and 6 spherical rolling surfaces. The outer ring 1 is bowl-shaped and provided with two rolling surfaces, inner 7 and outer 8, spherical in shape. Between the rolling surfaces of 5.8 and 6.7 rings are placed in the separator 3 two rows of balls 4 (Fig. 2). At the bearing, the inner ring 2 is mounted on a gyro-stabilized platform 9, and the outer 1 on the device body 10 (Fig. 1). The center of rotation of the bearing O ₁ is the center of all spheres of the rings and is located on the axis of the bearing outside it on one side of the bearing. The bearing is mounted in the support of the device so that the center of mass of the platform O ₂ coincides with the center of rotation of the bearing O ₁ (Fig. 1). When changing the position of the device in space relative to a given direction, the outer ring 1 of the bearing, mounted on the housing of the device 10, together with the device rotates around the center O ₁ (O ₂ ) relative to the inner ring 2 of the bearing. In this case, the inner ring 2 of the bearing, together with the gyrostabilized platform 9, on which it is fixed, remains stationary. When the outer ring 2 is rotated relative to the inner ring 1, the balls 4 in contact with the spherical rolling surfaces roll along them, dragging the cage 3. When the balls reach the edge of the spherical rolling surfaces, the inner ring 2 and the outer ring 1 are put in a stop.

Известны гиростабилизированные платформы (ГСП), установленные на карданном подвесе ("Гироскопические системы. Гироскопические приборы и системы" под ред. доктора тех. наук Д.С.Пельпора. М.: Высшая школа, 1988, с. 244-246). Использование заявляемого решения вместо карданного подвеса позволит уменьшить габариты и массу прибора, упростить и удешевить прибор в целом. Gyro-stabilized platforms (GSPs) mounted on a gimbal are known ("Gyroscopic systems. Gyroscopic devices and systems", edited by Doctor of Technical Sciences D.S. Pelpor. M: Higher School, 1988, pp. 244-246). Using the proposed solution instead of a gimbal will reduce the dimensions and weight of the device, simplify and reduce the cost of the device as a whole.

Claims

Double row spherical bearing, containing outer and inner rings, between which rows of rolling bodies are placed in the cage, inner ring on the outer ring and spherical shape on the outer ring outer ring, rings mounted for rotation about one another around the center of the spheres located on the axis bearing, characterized in that the inner ring is made in the form of two rigidly connected annular parts and has an additional rolling surface of a spherical shape, the outer ring tso is set between the annular portions of the inner ring and further has an outer rolling surface of spherical shape, the center of the spheres is located outside the bearing, and the rows of balls disposed between the pair of rolling surfaces of the inner and outer rings.