RU2296252C2 - Roller bearing - Google Patents
Roller bearing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2296252C2 RU2296252C2 RU2005119120/11A RU2005119120A RU2296252C2 RU 2296252 C2 RU2296252 C2 RU 2296252C2 RU 2005119120/11 A RU2005119120/11 A RU 2005119120/11A RU 2005119120 A RU2005119120 A RU 2005119120A RU 2296252 C2 RU2296252 C2 RU 2296252C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- roller
- tier
- rollers
- ring
- raceway
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения и приборостроения и может быть использовано во всех отраслях промышленности.The invention relates to the field of mechanical engineering and instrumentation and can be used in all industries.
Известны подшипники качения, содержащие внутренние и наружные кольца с дорожками качения, размещенные между ними тела качения, выполненные в виде роликов, установленных в гнездах сепаратора.Known rolling bearings containing inner and outer rings with raceways placed between them rolling elements made in the form of rollers installed in the seats of the separator.
Одним из недостатков известных стандартных подшипников является малая частота вращения, наличие трения качения с проскальзыванием тел качения, повышенный шум и низкая долговечность, как следствие, наличие трения скольжения, высокая температура нагрева +100°С и более.One of the disadvantages of the known standard bearings is the low speed, the presence of rolling friction with slipping of the rolling elements, increased noise and low durability, as a result, the presence of sliding friction, high heating temperature + 100 ° C and more.
Низкая долговечность подшипников качения обусловлена повышенным скольжением тел качения и по инерции после экстренного торможения вала.Low durability of rolling bearings due to increased sliding of the rolling elements and by inertia after emergency braking of the shaft.
Известны двухярусные подшипники со сферическими и цилиндрическими роликами. Однако они уступают в два раза по частоте вращения подшипникам с короткими роликами, а также имеют малую долговечность, повышенный шум и наличие трения качения с проскальзыванием тел качения.Two-tier bearings with spherical and cylindrical rollers are known. However, they are twice as low in frequency of rotation as bearings with short rollers, and also have low durability, increased noise and the presence of rolling friction with slipping of the rolling elements.
Известен подшипник качения - прототип - патент автора (RU 2232926 С2, 7 F 16 C 19/22, опубл. 20.07.2004, фиг.13, всего 21 с.), содержащий внутреннее и наружное кольца с дорожками качения, размещенные между ними тела качения, выполненные в виде роликов, установленных в гнездах сепаратора, тела качения - ролики, выполненные двухступенчатыми, больший диаметр ступени, имеющий один участок, контактирует только с дорожкой качения наружного кольца подшипника, а меньший диаметр ступени, выполненный с двумя участками, контактирует только с дорожками качения его внутреннего кольца с постоянной и одинаковой частотой вращения, при этом должно выполняться условие сборки подшипника:Known rolling bearing - prototype - the author’s patent (RU 2232926 C2, 7 F 16 C 19/22, publ. 07/20/2004, Fig. 13, total 21 s.) Containing the inner and outer rings with raceways placed between them body rolling elements made in the form of rollers installed in the nests of the separator, rolling elements — rollers made in two stages, a larger step diameter having one section only contacts the raceway of the outer ring of the bearing, and a smaller stage diameter made with two sections only contacts raceways of his inner th ring with a constant and uniform speed, wherein the bearing assembly must be satisfied a condition:
, ,
где d1m - диаметр дорожки качения внутреннего кольца подшипника;where d 1m is the diameter of the raceway of the inner ring of the bearing;
Dwm1 - диаметр меньшей ступени ролика;D wm1 is the diameter of the lower step of the roller;
D1m - диаметр дорожки качения наружного кольца подшипника;D 1m is the diameter of the raceway of the outer ring of the bearing;
Dwm2 - диаметр большей ступени ролика, а, по меньшей мере, одна дорожка качения внутреннего кольца подшипника выполнена с, по меньшей мере, одной проточкой для образования зазора с большим диаметром ступени ролика, при этом ступень тела качения - ролика с большим диаметром выполнена сферической или бочкообразной, а дорожка качения наружного кольца подшипника выполнена сферической, тело качения - ролик состоит из одноступенчатого цилиндрического ролика, выполненного по диаметру меньшей ступени ролика, а больший диаметр ступени ролика выполнен в виде кольца, при этом тела качения - ролики с меньшим диаметром ступени выполнены с кольцевой проточкой, в которой располагается большая ступень ролика.D wm2 is the diameter of the larger stage of the roller, and at least one raceway of the inner ring of the bearing is made with at least one groove to form a gap with a large diameter of the stage of the roller, while the stage of the rolling body - the roller with a large diameter is made spherical or barrel-shaped, and the raceway of the outer ring of the bearing is made spherical, the rolling body - the roller consists of a single-stage cylindrical roller made in diameter of the lower stage of the roller, and the larger diameter of the stage of the roller is made ene in the form of a ring, the rolling elements - the rollers with the smaller diameter annular step formed with the groove in which the roller is a large degree.
Цель изобретения:The purpose of the invention:
- обеспечение более высокой частоты вращения подшипника,- providing a higher speed of the bearing,
- снижение шума, например, в пределах от 20 до 40 дБ;- noise reduction, for example, in the range from 20 to 40 dB;
- увеличение долговечности по критерию износа тел качения, например до 5 лет, при наличии пленки смазки на телах качения;- increased durability according to the criterion of wear of rolling elements, for example up to 5 years, in the presence of a lubricant film on the rolling elements;
- обеспечение подачи топлива, воздуха, в том числе и рабочей среды - кислород - Т=-180°С, Р=30 кгс/см2, V от 7...8 до 100 л/с, через тела качения - ролики, без наличия смазки на деталях подшипника.- ensuring the supply of fuel, air, including the working medium - oxygen - T = -180 ° C, P = 30 kgf / cm 2 , V from 7 ... 8 to 100 l / s, through the rolling elements - rollers, Without grease on bearing parts.
Поставленные цели и технический эффект предлагаемого изобретения достигается за счет того, что в телах качения - роликах одного из ярусов выполнены коаксиальные отверстия, содержащие на входе сопло Лаваля и внутреннюю, например ленточную многозаходную резьбу или плоский завихритель с закруткой потока, например, на 90°.The goals and technical effect of the invention are achieved due to the fact that coaxial holes are made in the rolling bodies — rollers of one of the tiers, containing a Laval nozzle at the inlet and an internal, for example, multi-thread tape or flat swirl with a flow swirl, for example, 90 °.
На фиг.1 изображен подшипник качения радиальный роликовый однорядный двухярусный с кольцевыми проточками на дорожках качения внутреннего кольца. Направление воспринимаемых нагрузок - радиальное.Figure 1 shows the rolling bearing a radial roller single row two-tier with annular grooves on the raceways of the inner ring. The direction of perceived loads is radial.
На фиг.2 изображено сечение А-А, на котором стрелками показано направление вращения колец подшипника, тел качения в двухярусном подшипнике и направление вращения сепаратора в верхнем ярусе подшипника при защемленном наружном кольце.Figure 2 shows a section AA, on which the arrows show the direction of rotation of the bearing rings, rolling elements in a two-tier bearing and the direction of rotation of the cage in the upper tier of the bearing with a pinched outer ring.
На фиг.3 и 4 дан пример исполнения тел качения - роликов в нижнем ярусе.Figures 3 and 4 give an example of the execution of rolling bodies - rollers in the lower tier.
Подшипник качения состоит из наружного кольца 1, тел качения 2 верхнего яруса, сепаратора 3, среднего кольца 4, тел качения 5 нижнего яруса, сепаратора 6, нижнего кольца 7 и содержит в верхнем ярусе две защитные шайбы 8.The rolling bearing consists of an
Ролики 2 выполнены двухступенчатого типа, при этом меньшая ступень выполнена цилиндрической и контактирует по линии только с дорожкой качения кольца 4. Большая ступень ролика 2 выполнена бочкообразного типа и контактирует только с дорожкой качения наружного кольца 1 с пятном контакта в точке. Дорожка качения кольца 1 выполнена сферической. Среднее кольцо 4 содержит кольцевую проточку в зоне большей ступени ролика 2, два участка цилиндрического типа и содержат два участка сферического типа, на которых установлены две защитные шайбы 8.The
Ролики 5 в нижнем ярусе выполнены двухступенчатыми. Большая ступень ролика выполнена сферической и контактирует в точке с дорожкой качения кольца 4, выполненной по радиусу, при этом большая ступень ролика 5 имеет два дополнительных точечных контакта с нижним кольцом 7. Два цилиндрических участка меньшей ступени ролика 5 контактируют по линии только с дорожкой качения нижнего кольца 7.The
На внешней поверхности кольца 7 выполнена кольцевая проточка трапецеидального типа и два участка цилиндрического типа, по которым прокатываются ролики 5 меньшей ступени, а с внешней стороны установлен сепаратор 6, в ячейках которого равномерно установлены ролики 5.On the outer surface of the
При этом должно выполняться условие сборки для нижнего яруса подшипника:In this case, the assembly condition for the lower tier of the bearing must be fulfilled:
, ,
где d2m - диаметр дорожки качения внутреннего кольца;where d 2m is the diameter of the raceway of the inner ring;
Dwm3 - диаметр меньшей ступени ролика нижнего яруса;D wm3 is the diameter of the lower step of the lower tier roller;
D2m - диаметр дорожки качения наружного кольца нижнего яруса;D 2m is the diameter of the raceway of the outer ring of the lower tier;
Dwm4 - диаметр большей ступени ролика нижнего яруса.D wm4 is the diameter of the larger step of the lower tier roller.
Следует отметить, что кольцевые проточки на дорожках качения среднего 4 и нижнего кольца 7 образуют зазор с большими ступенями роликов верхнего и нижнего яруса.It should be noted that the annular grooves on the raceways of the
При этом должно выполняться условие сборки и для верхнего яруса:In this case, the assembly condition should be satisfied for the upper tier:
, ,
где d1m - диаметр дорожки качения внутреннего кольца верхнего яруса;where d 1m is the diameter of the raceway of the inner ring of the upper tier;
Dwm1 - диаметр меньшей ступени ролика верхнего яруса;D wm1 is the diameter of the lower stage roller of the upper tier;
D1m - диаметр дорожки качения наружного кольца;D 1m is the diameter of the raceway of the outer ring;
Dwm2 - диаметр большей ступени ролика верхнего яруса.D wm2 - the diameter of the larger step of the roller of the upper tier.
При этом Const верхнего яруса и Const* нижнего яруса могут быть равны.In this case, Const of the upper tier and Const * of the lower tier may be equal.
В целях снижения габаритов подшипника Const>Const*, как 9,666(6)>6,666(6)*. Подшипник качения (см. фиг.1) работает следующим образом: при вращении вала получает вращение кольцо 7, тела качения 5 своими меньшими ступенями Dwm3 обкатываются только по дорожке качения d2m внутреннего кольца 7. Большие ступени Dwm4 роликов 5 прокатываются по дорожке качения наружного кольца нижнего яруса D2m без скольжения.In order to reduce the dimensions of the bearing Const> Const *, as 9.666 (6)> 6.666 (6) *. The rolling bearing (see Fig. 1) works as follows: when the shaft rotates, the
Вращение тел качения 5 по дорожкам качения нижнего яруса проходит с постоянной и одинаковой частотой вращения без проскальзывания. Здесь мы встречаемся с парадоксом!The rotation of the
При вращении кольца 7 (см. фиг.2) ролики 5 передают вращение кольцу 4, последнее начинает вращаться в противоположную сторону и делает столько же оборотов, что и кольцо 7, окружные скорости у роликов 5 равны. При этом сепаратор 6 - остановлен, неподвижен. Ролики 5 прокатываются вокруг собственной оси, а кольцо 4 вращается как маховик. Ролики 2 получают вращение в противоположную сторону по отношению к роликам 5 и увлекают за собой сепаратор 3, так как кольцо 1 защемлено.When the rotation of the ring 7 (see figure 2), the
Известно, что при наложении частот колебаний в противофазе шум взаимоуничтожается. В данном случае кольцо 7 и кольцо 4 вращаются с одинаковой частотой вращения - вращаются в противоположные стороны, а тела качения 5 по отношению к телам качения 2 вращаются с различной частотой (Const>Const*) вращения, но в противоположные стороны (см. фиг.2).It is known that when superimposed in vibrational frequencies, noise cancels out. In this case,
Получаем снижение шума до 20...40 дБ (в стандартных подшипниках эта величина достигает от 80 до 120 дБ).We get a noise reduction of up to 20 ... 40 dB (in standard bearings this value reaches from 80 to 120 dB).
При резком торможении вала кольцо 7 затормаживается и скорость его может быть равна «0» - ролики 5 и 2 по инерции продолжают обкатываться без скольжения по дорожкам качения колец верхнего и нижнего яруса, а кольцо 4 вращается как маховик, но с затухающей скоростью.With a sharp braking of the shaft,
Известно, что передаточные отношения в нижнем ярусе от кольца 7 к кольцу 4 при неподвижном сепараторе равно -1It is known that the gear ratio in the lower tier from
Передаточные отношения в верхнем ярусе от кольца 4 сепаратору 3 при неподвижном кольце 1 равны двумThe gear ratios in the upper tier from the
. .
Какие преимущества может дать остановленный сепаратор в нижнем ярусе, когда тела качения - ролики 5 вращаются вокруг собственной оси. Известно исполнение, когда топливо (например, на двигателях НК-93) требуется подать через зазоры подшипников качения.What are the advantages of a stopped separator in the lower tier when the rolling bodies -
В целях использования роликов 5 в качестве насосов в них (см. фиг.3, 4) выполняют коаксиальное отверстие, в котором располагают сопло Лаваля 9 и, например, внутреннюю ленточную многозаходную резьбу 10 или располагают плоский завихритель 11, например, с закруткой на 90°.In order to use the
Данные завихрители или резьба позволяют использовать подшипник качения в качестве насоса, диспергатора (смесителя), пневмо- или гидродвигателя.These swirls or threads allow the use of a rolling bearing as a pump, dispersant (mixer), pneumatic or hydraulic motor.
Это стало возможным после того, как разрешилась теория качения подшипника качения и стало доступным производить расчеты по частоте вращения всех элементов подшипника, расчет расходов, напора, скорости, сопротивлений при высоком КПД и отсутствии проскальзывания при бесшумной работе.This became possible after the theory of rolling of the rolling bearing was resolved and it became available to carry out calculations on the frequency of rotation of all bearing elements, the calculation of flow rates, pressure, speed, resistances at high efficiency and the absence of slippage during silent operation.
Отсутствие скольжения в подшипнике качения позволило использовать его при перекачке или подаче агрессивных жидкостей, кислорода и водорода при Т=-180°С, Р=30 кгс/см2, V от 7...8 л/с.The absence of sliding in the rolling bearing made it possible to use it when pumping or supplying aggressive liquids, oxygen and hydrogen at T = -180 ° C, P = 30 kgf / cm 2 , V from 7 ... 8 l / s.
При этом в качестве смазки в подшипнике выступает покрытие - серебро (от 0,002 до 0,004 мм). Отсутствие скольжения не может вызвать нагрева и искры, что увеличивает надежность работы предложенного подшипника качения.In this case, the coating - silver (from 0.002 to 0.004 mm) acts as a lubricant in the bearing. The lack of sliding cannot cause heat and sparks, which increases the reliability of the proposed rolling bearing.
Однако в стандартных подшипниках и нагрев тел качения от проскальзывания, и даже наличие искры всегда возможно, так что не спасает и сталь 95Х18.However, in standard bearings, heating of the rolling elements from slippage and even the presence of a spark is always possible, so steel 95X18 does not save.
На фиг.5 и 6 приведен пример исполнения трехярусного подшипника качения, в котором второй и третий ярусы работают при неподвижных сепараторах, последние связаны дисками 15, а в роли маховиков работают кольца 4 и 7.Figures 5 and 6 show an example of a three-tier rolling bearing, in which the second and third tiers operate with stationary cages, the latter are connected by
Однако следует заметить, что сепаратор 6 остановлен теоретически, а на практике он будет проворачиваться из-за ничтожной разницы коэффициентов трения качения в зонах контактов большей ступени роликов по отношению к зонам контакта меньших ступеней роликов. Для устранения этого недостатка необходимо вводить стопорное устройство, если в этом есть необходимость. Стопор на сепаратор 6 может и отсутствовать, если он не влияет на процесс качения.However, it should be noted that the
Цель была перестроить инерцию мышления.The goal was to rebuild the inertia of thinking.
Предложенный двухярусный подшипник качения позволяет:The proposed two-tier rolling bearing allows:
- обеспечить более высокую частоту вращения;- provide a higher speed;
- устранить проскальзывание и износ тел качения при резких торможениях приводного вала;- eliminate slippage and wear of rolling elements during sudden braking of the drive shaft;
- увеличить долговечность по критерию износа тел качения в целом от 5 до 10 лет;- increase durability by the criterion of wear of rolling elements in general from 5 to 10 years;
- снизить шум в работающем подшипнике, например, до 20...40 дБ;- reduce noise in a running bearing, for example, up to 20 ... 40 dB;
- использовать один или два яруса (в трехярусном) в подшипнике в качестве насоса при подаче воздуха или топлива через тела качения, а также при прокачке рабочей среды использовать подшипник в качестве пневмо- или гидропривода, подшипник может быть использован и в качестве смесителя, например при составлении красок;- use one or two tiers (in a three-tier) in the bearing as a pump when supplying air or fuel through the rolling bodies, as well as when pumping the working medium, use the bearing as a pneumatic or hydraulic drive, the bearing can also be used as a mixer, for example, drawing up paints;
- повысить надежность при перекачке агрессивных сред как жидкий кислород, водород, кислота, жидкий азот и др.;- increase reliability when pumping aggressive media like liquid oxygen, hydrogen, acid, liquid nitrogen, etc .;
- обеспечить точность расчетов по расходу, давлению, скорости, потерям давления при перекачке рабочих сред, а также при расчетах скорости и мощности пневмо- и гидромотора, турбобура и др.;- to ensure the accuracy of the calculations for flow, pressure, speed, pressure loss during pumping of working fluids, as well as when calculating the speed and power of a pneumatic and hydraulic motor, turbodrill, etc .;
- обеспечить остановку сепаратора;- provide a separator stop;
- обеспечить победу над трением скольжения, устранить износ, нагрев металла, аварийность, сократить ремонтные циклы;- ensure victory over sliding friction, eliminate wear, metal heating, accident rate, shorten repair cycles;
- обеспечить независимое вращение двух колец подшипника без проскальзывания тел качения при защемлении наружного или внутреннего кольца подшипника.- to provide independent rotation of two bearing rings without slipping of the rolling elements when pinching the outer or inner bearing ring.
Подшипники качения однорядные или двухрядные двухярусные могут найти применение:Single row or double row two-level rolling bearings can find application:
- в бумагоделательных машинах;- in paper machines;
- в металлорежущих, шлифовальных, расточных станках;- in metal-cutting, grinding, boring machines;
- в опорах колес автомобилей, автобусах, троллейбусах (станет гораздо тише в городской черте);- in the wheel bearings of cars, buses, trolleybuses (it will become much quieter in the city);
- в качестве опорных подшипников на коленвалах ДВС;- as thrust bearings on ICE crankshafts;
- в опорах валов гребных винтов на танкерах, лайнерах, подводных лодок;- in the shaft supports of propellers on tankers, liners, submarines;
- в качестве опор турбовинтовых двигателей самолетов, вертолетов;- as supports for turboprop engines of aircraft, helicopters;
- в качестве опор в железнодорожном транспорте;- as supports in the railway transport;
- в качестве насосов и в качестве пневмо- или гидродвигателей.- as pumps and as pneumatic or hydraulic motors.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005119120/11A RU2296252C2 (en) | 2005-06-20 | 2005-06-20 | Roller bearing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005119120/11A RU2296252C2 (en) | 2005-06-20 | 2005-06-20 | Roller bearing |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005119120A RU2005119120A (en) | 2006-01-20 |
RU2296252C2 true RU2296252C2 (en) | 2007-03-27 |
Family
ID=35873203
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005119120/11A RU2296252C2 (en) | 2005-06-20 | 2005-06-20 | Roller bearing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2296252C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2461745C1 (en) * | 2011-06-01 | 2012-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Three-row self-alignment radial plain bearing |
RU2469218C2 (en) * | 2010-07-01 | 2012-12-10 | Борис Васильевич Гонченко | Assembly method of bearings of pure rolling on basis of standard rolling bodies |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2913268B1 (en) | 2014-02-26 | 2018-08-01 | AIRBUS HELICOPTERS DEUTSCHLAND GmbH | Bearing arrangement with a first bearing layer and a second bearing layer |
-
2005
- 2005-06-20 RU RU2005119120/11A patent/RU2296252C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2469218C2 (en) * | 2010-07-01 | 2012-12-10 | Борис Васильевич Гонченко | Assembly method of bearings of pure rolling on basis of standard rolling bodies |
RU2461745C1 (en) * | 2011-06-01 | 2012-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Three-row self-alignment radial plain bearing |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005119120A (en) | 2006-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8657714B1 (en) | Journal bearing and method of facilitating hydrodynamic oil flow, load capacity and optimization of bearing performance | |
US8517612B2 (en) | Bearing oiling system | |
US6004239A (en) | Friction type continuously variable speed changing mechanism | |
US8491435B2 (en) | Journal bearing for use in epicyclical gearbox and method of facilitating hydrodynamic oil flow in the journal bearing | |
US3759588A (en) | High speed hybrid bearing comprising a fluid bearing & a rolling bearing connected in series | |
CN103348163A (en) | Electric linear actuator and electric disc brake device | |
US9797502B2 (en) | Axle assembly having a lubricant reservoir | |
RU2296252C2 (en) | Roller bearing | |
JP4730168B2 (en) | Test method for radial rolling bearings | |
CN110905919A (en) | Parallel bearing | |
US4523863A (en) | Thrust ball bearing | |
JP2013124761A (en) | Rolling bearing | |
US8235599B2 (en) | Hydrodynamic tapered roller bearings and gas turbine engine systems involving such bearings | |
JP2021089058A (en) | Thrust receiving structure of rotor | |
CN100445585C (en) | Rolling bearing | |
RU2384764C2 (en) | Double thrust cageless rolling bearing with conic rollers | |
CN101169156A (en) | Superposed type roller bearing | |
RU2232926C2 (en) | Antifriction bearing | |
RU2609545C1 (en) | Reducing thrust bearing | |
JP2003314542A (en) | Tapered roller bearing | |
JP2004183765A (en) | Rolling bearing for belt-type continuously variable transmission | |
KR20040053385A (en) | Bevel gear transmission | |
CN202451599U (en) | Planetary rolling bearing | |
CN1120131A (en) | Composite rolling body automatic pumping oil lubricating type radial rolling bearing | |
CN205823914U (en) | A kind of Split detachable unloads bearing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080621 |