RU2205106C1 - Device and method for manufacture of ball bearing cage from fibrous materials - Google Patents
Device and method for manufacture of ball bearing cage from fibrous materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2205106C1 RU2205106C1 RU2002113331/12A RU2002113331A RU2205106C1 RU 2205106 C1 RU2205106 C1 RU 2205106C1 RU 2002113331/12 A RU2002113331/12 A RU 2002113331/12A RU 2002113331 A RU2002113331 A RU 2002113331A RU 2205106 C1 RU2205106 C1 RU 2205106C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pins
- diameter
- snap
- ring
- winding
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области общего машиностроения, а именно к изготовлению сепараторов шарикоподшипников, которые могут использоваться в вакууме, в средах с низкими или повышенными температурами, в том числе в химически активных, или средах, не позволяющих использовать какую-либо смазку или смазочные масла, и, в частности, к изготовлению неметаллических сепараторов шарикоподшипников высокооборотных роторов газотурбинных двигателей. The invention relates to the field of general engineering, namely to the manufacture of ball bearing cages that can be used in vacuum, in environments with low or elevated temperatures, including chemically active, or environments that do not allow the use of any lubricant or lubricating oils, and in particular, to the manufacture of non-metallic ball bearing cages for high-speed rotors of gas turbine engines.
Сепаратор шарикоподшипника служит для фиксации рабочих тел в кольцевом направлении. Используемые в настоящее время сепараторы, как правило, являются металлическими, штампованными с отверстиями, центрированными по телам качения. В подшипниках, работающих в условиях, например, при повышенных частотах вращения, применяют сепараторы из антифрикционных материалов: бронзы, латуни, текстолита, алюминиевых сплавов. Применение традиционных материалов для изготовления сепаратора не позволяет создать высокооборотные керамические подшипники, использовать их без смазки в химически активных средах, в условиях повышенных температур - из-за низкой прочности, а в условиях пониженных температур - из-за хрупкости. The ball bearing cage serves to fix the working fluid in an annular direction. Currently used separators, as a rule, are metal, stamped with holes centered on the rolling elements. In bearings operating under conditions, for example, at higher speeds, separators are used from antifriction materials: bronze, brass, textolite, aluminum alloys. The use of traditional materials for the manufacture of the separator does not allow the creation of high-speed ceramic bearings, their use without lubrication in chemically active environments, at elevated temperatures - due to low strength, and at low temperatures - due to brittleness.
Использование композиционных материалов в узлах опор вращающихся деталей, особенно, роторов перспективных газотурбинных двигателей, актуально. Композиционные материалы обладают уникальными характеристиками, которые позволяют создавать работоспособные конструкции там, где применение металлических материалов для изготовления сепараторов шарикоподшипников не представляется возможным. The use of composite materials in the nodes of the supports of rotating parts, especially rotors of promising gas turbine engines, is relevant. Composite materials have unique characteristics that allow you to create workable designs where the use of metal materials for the manufacture of ball bearing cages is not possible.
Известно "Устройство для изготовления кольцевых изделий из волокнистых материалов", авторское свидетельство 1593964 от 12.12.1988 г., при помощи которого формируют методом прессования изделия из армированных пластиков, полученных намоткой. Устройство содержит оправку с намотанной на нее заготовкой, матрицу и пуансон, имеющий конусообразные прокладки, установленные между заготовкой и матрицей. Недостатком данного технического решения является то, что при изготовлении сепаратора требуется его дополнительная механическая обработка, связанная с высверливанием отверстий под рабочие тела подшипника, что нарушает целостность волокон и не обеспечивает достаточной прочности формируемого изделия. It is known "Device for the manufacture of annular products from fibrous materials", copyright certificate 1593964 dated 12/12/1988, with the help of which products from reinforced plastics obtained by winding are formed by pressing. The device comprises a mandrel with a preform wound thereon, a die and a punch having cone-shaped spacers installed between the preform and the die. The disadvantage of this technical solution is that in the manufacture of the separator requires additional mechanical processing associated with drilling holes for the working fluid of the bearing, which violates the integrity of the fibers and does not provide sufficient strength of the formed product.
Известен "Роликовый подшипник", US 5271679, который может использоваться в вакууме, в среде, имеющей высокие или низкие температуры, или другой среде, не позволяющей использовать какую-либо смазку или смазочный материал, при этом сепаратор подшипника изготовлен методом прессования с использованием жаростойкого, композиционного, хаотично армированного материала с самосмазывающимися свойствами. Недостатком предложенного технического решения является хрупкость и низкая прочность сепаратора при высокооборотных нагрузках. Known "Roller bearing", US 5271679, which can be used in vacuum, in an environment having high or low temperatures, or another medium that does not allow the use of any grease or lubricant, while the bearing cage is made by pressing using heat-resistant, composite, randomly reinforced material with self-lubricating properties. The disadvantage of the proposed technical solution is the fragility and low strength of the separator at high speed loads.
Техническим результатом является создание облегченных, с повышенной долговечностью неметаллических сепараторов шарикоподшипников из волокнистых материалов. The technical result is the creation of lightweight, with increased durability of non-metallic ball bearing cages made of fibrous materials.
Технический результат достигается тем, что на формообразующей технологической оснастке создают чередующуюся намотку слоев из волокнистых материалов при определенных направлениях армирующих слоев, с применением теплостойких связующих и с добавлением антифрикционных материалов. Полученную заготовку со вставленными в нее коническими вкладышами, которые при прессовании самоцентрируются и самоустанавливаются, помещают в пресс-форму. Прессование осуществляют матрицей, верхним и нижним пуансонами, формообразующие поверхности которых совпадают с размерами изготавливаемого сепаратора. Процесс прессования производят по заданному режиму. В результате получают готовое изделие полностью "в размер", без его дальнейшей механической обработки, с высокими характеристиками жесткости и прочности. The technical result is achieved by the fact that alternating winding of layers of fibrous materials is created on the forming tooling in certain directions of the reinforcing layers, using heat-resistant binders and with the addition of antifriction materials. The resulting workpiece with conical inserts inserted into it, which, when pressed, self-center and self-install, is placed in the mold. Pressing is carried out by a matrix, upper and lower punches, the forming surfaces of which coincide with the dimensions of the manufactured separator. The pressing process is carried out in a given mode. The result is a finished product completely "in size", without further mechanical processing, with high characteristics of rigidity and strength.
На фиг.1 и фиг.2 приведена схема формообразующей технологической оснастки для намотки сепаратора. Figure 1 and figure 2 shows a diagram of the forming technological equipment for winding the separator.
На фиг.3 приведена схема пресс-формы для формования сепаратора. Figure 3 shows a diagram of a mold for forming a separator.
На фиг.4 изображен способ укладки волокна на оснастку. Figure 4 shows a method of laying fiber onto a snap.
На фиг.5 изображен вид конического кольца сверху. Figure 5 shows a top view of a conical ring.
На фиг.6 изображен вид конического кольца в разрезе. Figure 6 shows a sectional view of a conical ring.
На фиг.7 изображен вид вкладыша, изготовленного из конического кольца. Figure 7 shows a view of a liner made of a conical ring.
Устройство для изготовления сепаратора шарикоподшипника из волокнистых материалов на фиг.1 и фиг.2 содержит оснастку для намотки сепаратора, состоящую из цилиндрической оправки 1 с установленными на ней штифтами 2, количество и диаметр которых соответствуют количеству и диаметру формируемых ими отверстий изготавливаемого сепаратора 9. На ось 3 цилиндрической оправки 1 устанавливают правую технологическую щеку 4 и левую технологическую щеку 5, которые закрепляют гайкой 7 и шайбой 8. Технологические щеки 4 и 5 имеют фланцы в виде прямоугольных зубьев 6, ширина которых соответствует диаметру штифтов 2. Прямоугольные зубья 6 ориентируют таким образом, чтобы они были установлены напротив штифтов 2. Пазы технологических щек 4 и 5 и штифты 2 являются направляющими элементами для поперечной намотки сепаратора углеродным волокном. Прямоугольные зубья 6 технологических щек 4 и 5 являются ограничителями по ширине при намотке кольцевых слоев на оснастку. Устройство для изготовления сепаратора шарикоподшипника из волокнистых материалов содержит на фиг.3 пресс-форму для формования сепаратора 9, состоящую из верхнего пуансона 11, нижнего пуансона 12 и матрицы 13. После намотки углеродного волокна на оснастку между штифтами 2 цилиндрической оправки 1 закладывают вкладыши 10. На фиг.7 показан вкладыш 10, имеющий форму сектора кольца, вид которого на фиг.5 изображен сверху, а на фиг.6 - в разрезе, с конической наружной поверхностью, разрезанного в осевом направлении по центрам отверстий, просверленных в кольце в радиальном направлении, при этом количество и размер просверленных отверстий соответствуют количеству и размеру штифтов 2 оснастки для намотки сепаратора 9. Внутренняя поверхность кольца - цилиндрическая, с диаметром, равным наружному диаметру изготавливаемого сепаратора 9, а количество вкладышей 10 соответствует количеству штифтов 2, установленных на цилиндрической оправке 1. A device for manufacturing a ball bearing cage of fibrous materials in figure 1 and figure 2 contains snap-in for separator winding, consisting of a
На фиг.4 изображен способ укладки углеродного волокна на оснастку, заключающийся в чередовании слоев, имеющих определенные направления армирования. Figure 4 shows a method of laying carbon fiber on a snap, which consists in the alternation of layers having certain directions of reinforcement.
Способ намотки углеродного волокна на оснастку осуществляют следующим образом:
- волокна, оформляющие отверстия сепаратора, наматывают непосредственно вокруг каждого штифта 2 на его высоту, фиг.4а;
- волокна, образующие боковые стенки сепаратора, наматывают в кольцевом направлении оснастки между прямоугольными зубьями 6 и штифтами 2, фиг.4б;
- волокна, образующие перемычки между отверстиями сепаратора, наматывают между штифтами 2 и прямоугольными зубьями 6 технологических щек 4 и 5 в осевом направлении, фиг.4в;
- волокна, связывающие стенки сепаратора и перемычки между отверстиями сепаратора, наматывают в кольцевом направлении, огибая каждый штифт 2 и оставаясь при этом внутри пространства, ограниченного технологическими щеками 4 и 5, фиг.4г;
- волокна, связывающие стенки и перемычки сепаратора, наматывают в кольцевом направлении, огибая штифты 2 и выходя наружу за прямоугольные зубья 6 технологических щек 4 и 5, сначала - слева направо, затем - в обратном направлении, заполняя пространство между штифтами 2 и прямоугольными зубьями 6, фиг.4д.The method of winding carbon fiber snap is as follows:
- the fibers forming the separator holes are wound directly around each
- the fibers forming the side walls of the separator are wound in the annular direction of the snap between the
- the fibers forming the jumpers between the separator holes are wound between the
- the fibers connecting the separator walls and jumpers between the separator holes are wound in an annular direction, enveloping each
- the fibers connecting the walls and jumpers of the separator are wound in an annular direction, bending around the
После полного заполнения углеродным волокном оснастки поперечные волокна и волокна, выходящие за прямоугольные зубья 6 технологических щек 4 и 5, обрезают с наружной стороны прямоугольных зубьев 6, после чего технологические щеки 4 и 5 раскладывают и удаляют, а вкладыши 10 закладывают между штифтами 2, при этом вкладыши 10 своей внутренней поверхностью касаются верхних намотанных слоев сепаратора, а наружной - конической, скользят по ответному конусу матрицы 13. Собранную оснастку помещают в матрицу 13 и обжимают с обеих сторон верхним 11 и нижним 12 пуансонами. Собранную пресс-форму помещают под пресс и прессуют изделие по заданным технологическим и температурным параметрам. After the carbon fiber is completely filled with equipment, the transverse fibers and fibers extending beyond the
Толщину сепаратора после намотки обеспечивают заданной высотой технологических щек. Намотка и контроль натяжения углеродного волокна осуществляется автоматически. Припуск намотки на прессование составляет 1 мм. The thickness of the separator after winding is provided by the specified height of the technological cheeks. The winding and tension control of carbon fiber is carried out automatically. The pressing winding allowance is 1 mm.
Предлагаемое устройство и способ для изготовления сепаратора шарикоподшипника из волокнистых материалов позволяют обеспечить долговечность, прочность и жесткость сепараторов, изготовленных из композиционных материалов с применением теплостойких связующих и с антифрикционными добавками, что повышает долговечность высокооборотных подшипниковых узлов при длительной эксплуатации в различных средах и использовать их без смазки. The proposed device and method for the manufacture of a ball bearing cage made of fibrous materials can ensure the durability, strength and stiffness of cages made of composite materials using heat-resistant binders and with antifriction additives, which increases the durability of high-speed bearing units during long-term operation in various environments and use them without lubrication .
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002113331/12A RU2205106C1 (en) | 2002-05-22 | 2002-05-22 | Device and method for manufacture of ball bearing cage from fibrous materials |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002113331/12A RU2205106C1 (en) | 2002-05-22 | 2002-05-22 | Device and method for manufacture of ball bearing cage from fibrous materials |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2205106C1 true RU2205106C1 (en) | 2003-05-27 |
Family
ID=20255714
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002113331/12A RU2205106C1 (en) | 2002-05-22 | 2002-05-22 | Device and method for manufacture of ball bearing cage from fibrous materials |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2205106C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2655532C2 (en) * | 2015-11-10 | 2018-05-28 | Сергей Константинович Елгаев | Method of processing massive roller bearing separators |
-
2002
- 2002-05-22 RU RU2002113331/12A patent/RU2205106C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2655532C2 (en) * | 2015-11-10 | 2018-05-28 | Сергей Константинович Елгаев | Method of processing massive roller bearing separators |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2014163177A1 (en) | Tapered roller bearing-use resin made cage and tapered roller bearing provided with such cage | |
JP6055357B2 (en) | Resin cage for tapered roller bearings | |
US6068406A (en) | Needle roller bearing | |
EP2060806A1 (en) | Roller bearing, retainer segment for wind-power plant spindle supporting roller bearing, and spindle supporting structure of wind-power plant | |
CN105247231A (en) | Rolling bearing retainer, rolling bearing, and production method for rolling bearing retainer | |
EP3351815B1 (en) | Tapered roller bearing and manufacturing method for tapered roller bearing | |
JP2012149755A (en) | Cage for rolling bearing | |
JP2019074214A (en) | Angular ball bearing and its manufacturing method | |
CN109996970A (en) | Retainer and the rolling bearing for having the retainer | |
CN108843689A (en) | A kind of pressing cage and processing method with oil leab | |
JP2014101946A (en) | Rolling bearing | |
RU2205106C1 (en) | Device and method for manufacture of ball bearing cage from fibrous materials | |
WO2016002681A1 (en) | Crown cage and angular contact ball bearing | |
JP6529209B2 (en) | Angular contact ball bearings | |
US20180003226A1 (en) | Double-layer sliding bearing | |
JP3985402B2 (en) | Synthetic resin cage for rolling bearing and manufacturing method thereof | |
CN102852977A (en) | Enclosed carbon graphite retainer antifriction bearing and manufacturing method | |
CN206429531U (en) | A kind of flexible cross roller bearing | |
JP4448401B2 (en) | Composite sintered bearing | |
JP2013072499A (en) | Angular ball bearing | |
US3028204A (en) | Cage for needle bearings | |
US10197094B2 (en) | Double-row spherical roller bearing | |
CN205605641U (en) | Oil -containing bearing | |
JP2002144380A (en) | Roller bearing | |
JP2006161882A (en) | Rolling bearing cage |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160523 |