RU2349803C2 - Cageless taper-roller anti-friction thrust bearing - Google Patents
Cageless taper-roller anti-friction thrust bearing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2349803C2 RU2349803C2 RU2007112894/11A RU2007112894A RU2349803C2 RU 2349803 C2 RU2349803 C2 RU 2349803C2 RU 2007112894/11 A RU2007112894/11 A RU 2007112894/11A RU 2007112894 A RU2007112894 A RU 2007112894A RU 2349803 C2 RU2349803 C2 RU 2349803C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rollers
- bearing
- contact
- thrust bearing
- ball
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано во всех отраслях промышленности.The invention relates to the field of engineering and can be used in all industries.
Известные роликовые подшипники с цилиндрическими, коническими и сфероконическими роликами предназначены для восприятия больших осевых нагрузок. Их изготовляют одинарными и двойными. Подшипники этого типа состоят из массивного тугого кольца, контактирующего с роликами по двум поверхностям, и из подкладного свободного кольца. Ролики равномерно установлены в гнездах массивного сепаратора.Known roller bearings with cylindrical, tapered and spherical cones are designed to absorb large axial loads. They are made single and double. Bearings of this type consist of a massive, tight ring in contact with the rollers on two surfaces, and of a loose free ring. The rollers are evenly mounted in the slots of the massive separator.
Каждая из известных серий упорных подшипников имеет присущие им недостатки. Упорные подшипники с цилиндрическими роликами при большой осевой грузоподъемности допускают очень низкую частоту вращения (до 100 мин-1) из-за скольжения роликов относительно дорожек качения. Скольжение уменьшается при установке в одном ряду нескольких коротких роликов. Благодаря чередованию их с более длинными роликами исключается неравномерный износ колец.Each of the known series of thrust bearings has their inherent disadvantages. Axial bearings with cylindrical rollers with a large axial load capacity allow a very low speed (up to 100 min -1 ) due to the sliding of the rollers relative to the raceways. The slip decreases when several short rollers are installed in the same row. Due to their alternation with longer rollers, uneven wear of the rings is eliminated.
Упорные подшипники с коническими роликами имеют большое трение скольжения между торцами роликов и упорными бортами колец. При этом не все ролики контактируют с упорными бортами колец, и под действием больших радиальных нагрузок, являющихся составляющими осевых усилий, борта скалываются. Упорные подшипники с коническими роликами допускают несколько большую частоту вращения, чем упорные с цилиндрическими роликами (v = от 5 до 10 м/с).Thrust bearings with tapered rollers have a large sliding friction between the ends of the rollers and the thrust sides of the rings. However, not all rollers are in contact with the thrust sides of the rings, and under the influence of large radial loads, which are components of the axial forces, the sides are chipped. Thrust bearings with tapered rollers allow a slightly higher rotational speed than thrust bearings with cylindrical rollers (v = 5 to 10 m / s).
Упорные подшипники со сфероконическими роликами по допустимой частоте вращения находятся на уровне значений двухрядных сферических роликоподшипников.Thrust bearings with spherical conic rollers at the permissible speed are at the level of double row spherical roller bearings.
Однако в данных подшипниках присутствует трение скольжения по торцам роликов в контакте с буртом тугого кольца, трение качения со скольжением роликов по дорожкам качения и скольжение роликов в контактах с сепаратором.However, in these bearings there is sliding friction at the ends of the rollers in contact with the collar of a tight ring, rolling friction with sliding of the rollers along the raceways and sliding of the rollers in contacts with the separator.
Известные упорные подшипники устанавливаются на вертикальных и горизонтальных валах различных машин, в вертлюгах, прокатных станах, драгах…Known thrust bearings are mounted on the vertical and horizontal shafts of various machines, in swivels, rolling mills, dredges ...
Известные упорные подшипники других типов не перспективны, так как не допускают увеличения частоты вращения.Known thrust bearings of other types are not promising, as they do not allow an increase in speed.
На рассмотрение представляется "пионерское" изобретение «Подшипник качения упорный с коническими роликами бессепараторный».A “pioneer” invention “Thrust roller bearing with conical rollers full complement” is being submitted for consideration.
Цель изобретения:The purpose of the invention:
- обеспечение более высокой частоты вращения подшипника;- providing a higher bearing speed;
- повышение грузоподъемности;- increase of carrying capacity;
- снижение шума, например, от 20 до 40 дБ;- noise reduction, for example, from 20 to 40 dB;
- устранить трение скольжения между торцами роликов и упорными бортами колец;- eliminate sliding friction between the ends of the rollers and the thrust sides of the rings;
- устранить перекосы и заклинивание тел качения при реверсивной работе подшипника при увеличении зазоров в гнездах сепаратора (сепаратор отсутствует);- eliminate distortions and jamming of rolling elements during reverse operation of the bearing with an increase in gaps in the seats of the separator (there is no separator);
- обеспечить равномерную нагрузку по всем телам качения подшипника;- to ensure uniform load across all rolling elements of the bearing;
- увеличить долговечность подшипника, например, от 3 до 5 лет;- increase the durability of the bearing, for example, from 3 to 5 years;
- обеспечить безаварийную работу подшипника и при отсутствии смазки, например до 600 мин;- to ensure trouble-free operation of the bearing and in the absence of lubrication, for example up to 600 min;
- заполнить нишу еще одним подшипником качения, работающего на трении чистого качения без проскальзывания тел качения.- fill the niche with another rolling bearing operating on pure rolling friction without slipping of the rolling bodies.
Поставленные цели и технический эффект изобретения достигаются за счет того, что конические ролики расположены в два ряда и входят в контакт с дорожками качения колец и между собой по трем линиям, образуя единый замкнутый кольцевой комплект из роликов, при этом плоскость линейных контактов роликов одного ряда со вторым проходит, например, по продольной оси симметрии упорного подшипника.The goals and technical effect of the invention are achieved due to the fact that the conical rollers are arranged in two rows and come into contact with the raceways of the rings and between each other in three lines, forming a single closed annular set of rollers, while the plane of the linear contacts of the rollers of the same row with the second passes, for example, along the longitudinal axis of symmetry of the thrust bearing.
На фиг.1 изображен подшипник качения упорный с коническими роликами бессепараторный. На фиг.2 изображен вид А фиг.1, на котором дана развертка положения конических роликов 3, расположенных между дорожками качения колец 1 и 2. Направление воспринимаемых нагрузок - осевое в одну сторону.Figure 1 shows the rolling bearing thrust with tapered rollers full complement. Figure 2 shows a view A of figure 1, which shows a scan of the position of the
Упорный подшипник качения состоит из свободного кольца 1, тугого кольца 2, конических роликов 3, расположенных в два ряда (с шахматным расположением по 17 в каждом ряду, всего роликов 34, как пример). Ролики 3 контактируют по трем линиям каждый, с углом контакта, равного 120° (см. фиг.2). Ролики 3 по своей оси вращения содержат шар 4, который установлен в расточке ролика на подпятнике 5, последний состоит из комплекта шариков меньшего диаметра (например, 15 штук до 5 мм) и содержит смазку. Шар 4 зафиксирован в расточке кольцом запорным 6, которое установлено в кольцевой канавке.The thrust roller bearing consists of a
Подшипник качения упорный с коническими роликами бессепараторный работает следующим образом. При вращении кольца 2 (см. фиг.2) ролики 3 получают вращение (например, влево), а контактирующие с ними ролики 3 второго ряда получают вращение в противоположную сторону и обкатываются по дорожке качения неподвижного кольца 1. Ролики 3 первого ряда также обкатываются без скольжения по дорожкам качения кольца 2. Ролики двух рядов участвуют одновременно в двух движениях - вращение и перемещение по кольцу 1 и 2. При этом радиальная нагрузка от ролика 3 передается на шар 4, последний контактирует с буртом кольца и вращается вокруг собственной оси и участвует в переносном движении вместе с роликом по окружности бурта кольца. Надо отметить, что плоскость контактов одного ряда роликов со вторым проходит по продольной оси симметрии упорного подшипника. образуя единый замкнутый кольцевой комплект из конических роликов.The rolling thrust bearing with tapered rollers full complement works as follows. When the rotation of the ring 2 (see figure 2), the
Известно, что при наложении колебаний в противофазе шум взаимоуничтожается. Получаем снижение шума в пределах 20…40 дБ. Ролики 3 вращаются с одинаковой частотой вращения, но в противоположных направлениях. Ролики первого и второго ряда вращаются и перемещаются в сторону, противоположную направлению вращения кольца 2 (см. фиг.2).It is known that when superimposed oscillations in antiphase, noise cancels out. We get a noise reduction in the range of 20 ... 40 dB. The
Коэффициент трения качения по длине конического ролика различен. В целях снижения коэффициента трения качения на роликах 3 выполнены кольцевые проточки (канавки, см. фиг.1), последние расположены, например, с логарифмическим шагом.The rolling friction coefficient along the length of the conical roller is different. In order to reduce the rolling friction coefficient on the
При вращении шара 4 и шариков меньшего диаметра в подпятнике 5, а шарики в подпятнике вращаются с различной частотой, возникают акустические колебания, которые снижают величину коэффициента трения качения в ролике 3. Данное снижение позволяет увеличить частоту вращения подшипника, например, до скорости 25 м/с и более.When the ball 4 and balls of smaller diameter rotate in the thrust bearing 5, and the balls in the thrust bearing rotate at different frequencies, acoustic vibrations occur that reduce the coefficient of rolling friction in the
Великий маэстро Леонардо да Винчи ошибался, предложив ввести сепаратор в подшипник. Отсутствие сепаратора позволило устранить трение скольжения между торцами роликов и упорными бортами колец за счет введения радиальной опоры и подпятника. Контакт по трем линиям навсегда устранил перекосы и заклинивание тел качения. Расположение и взаимные контакты между роликами обеспечивают равномерную нагрузку по всем телам качения.The great maestro Leonardo da Vinci was mistaken in proposing to introduce a cage into the bearing. The absence of a separator made it possible to eliminate sliding friction between the ends of the rollers and the thrust sides of the rings due to the introduction of a radial support and a thrust bearing. Contact on three lines permanently eliminated distortions and jamming of the rolling elements. The location and mutual contacts between the rollers provide a uniform load across all rolling elements.
На кольцах 1 и 2 с внешней стороны выполнены по три цековки (см. фиг.1) для фиксации от проскальзывания колец 1 и 2 при эксплуатации.On the
По причине разности допусков на изготовление деталей подшипника перед эксплуатацией проводят операцию притирки роликов с дорожками качения колец. После чего шум при работе снижается от 20 до 40 дБ.Due to the difference in tolerances for the manufacture of bearing parts before operation, the grinding operation of the rollers with raceways of the rings is carried out. After that, the noise during operation is reduced from 20 to 40 dB.
Отсутствие сепаратора устраняет вибрацию от вращения последнего и устраняет скольжение его в точках и плоскостях касания с подвижными деталями.The absence of a separator eliminates vibration from the rotation of the latter and eliminates its sliding at points and planes of contact with moving parts.
Предложенный упорный подшипник может работать и на реверсивных режимах, так как сепаратор отсутствует, а ролики зафиксированы. В целом упорный подшипник увеличивает надежность и долговечность от 3 до 5 лет за счет увеличения числа роликов на 80…100%.The proposed thrust bearing can also work in reverse modes, since there is no cage, and the rollers are fixed. In general, a thrust bearing increases reliability and durability from 3 to 5 years by increasing the number of rollers by 80 ... 100%.
Известно, что кристаллическая решетка металла способна достраиваться и восстанавливаться. В процессе длительной работы на дорожках качения колец проявляются мениски в местах кольцевых проточек на роликах 3. В этом случае подшипник будет исполнять "басовую партию″, тональность будет возрастать, что сигналит операторам - дорожки качения требуют подшлифовки. Долговечность подшипника растет до 10 лет.It is known that the crystal lattice of a metal is capable of being completed and restored. In the process of long work on the raceways of the rings, menisci appear in the places of the annular grooves on the
Ролики могут быть заменены на материал мартенситной группы.The rollers can be replaced with martensitic material.
Есть еще один парадокс. Для преодоления трения покоя (fS=100…1) при пуске подшипника необходимо в масло внести добавку - абразив (с размером корунда от 5 до 10 мкм) в целях увеличения коэффициента сцепления роликов между собой и дорожками качения. Иначе подшипник может "свалиться" в режим трения скольжения. Лучшей смазкой будет разработка Новосибирского академгородка, последняя содержит зародыши алмазов размером 20…30 Å. Это то, что надо для упорного подшипника перед пуском и во время работы - последние успехи нанотехнологий.There is another paradox. To overcome the static friction (f S = 100 ... 1) when starting the bearing, it is necessary to add an additive to the oil - an abrasive (with corundum size from 5 to 10 microns) in order to increase the coefficient of adhesion of the rollers to each other and to the raceways. Otherwise, the bearing may “fall” into the sliding friction mode. The development of the Novosibirsk Academgorodok will be the best lubricant; the latter contains diamond embryos measuring 20 ... 30 Å. This is what you need for a thrust bearing before start-up and during operation - the latest advances in nanotechnology.
Хорошими свойствами как смазка обладает и кремний - органическая жидкость (ПМС-60000) с подслоем Литола 24 или ТАД-17.Silicon - an organic liquid (PMS-60000) with a Litol 24 or TAD-17 sublayer also has good properties as a lubricant.
Известно, что от 30 до 40% от всех техногенных катастроф приходится на подшипники качения (стандартные подшипники). За 10 лет в автомобильных авариях у нас погибло 520 тысяч человек. А заводы по-прежнему выпускают подшипники - машины - трения.It is known that from 30 to 40% of all technological disasters occur in rolling bearings (standard bearings). Over 10 years, 520 thousand people died in car accidents. And factories still produce bearings - machines - friction.
Лучшим экономическим эффектом от внедрения будет надежность, безаварийность, долговечность, повышение грузоподъемности на 20…30% за счет увеличения числа работающих роликов в подшипнике, при тех же габаритах, а главное - сохранение жизней наших российских граждан.The best economic effect of the implementation will be reliability, trouble-free operation, longevity, increased payload by 20 ... 30% due to the increase in the number of working rollers in the bearing, with the same dimensions, and most importantly - the preservation of the lives of our Russian citizens.
Данные упорные подшипники могут найти применение на прокатных станах, на вертлюгах, драгах, мельницах, бетонных заводах.These thrust bearings can be used on rolling mills, swivels, dredges, mills, concrete plants.
Подшипник способен безаварийно работать без смазки, например до 600 мин.The bearing is capable of trouble-free operation without lubrication, for example up to 600 min.
Число одновременно работающих конических роликов в упорном подшипнике возросло от 80 до 100%.The number of conical rollers in a thrust bearing at the same time increased from 80 to 100%.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007112894/11A RU2349803C2 (en) | 2007-04-06 | 2007-04-06 | Cageless taper-roller anti-friction thrust bearing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007112894/11A RU2349803C2 (en) | 2007-04-06 | 2007-04-06 | Cageless taper-roller anti-friction thrust bearing |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007112894A RU2007112894A (en) | 2008-10-20 |
RU2349803C2 true RU2349803C2 (en) | 2009-03-20 |
Family
ID=40040852
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007112894/11A RU2349803C2 (en) | 2007-04-06 | 2007-04-06 | Cageless taper-roller anti-friction thrust bearing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2349803C2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2537990C1 (en) * | 2013-07-03 | 2015-01-10 | Денис Николаевич Мендрух | Roller bearing |
RU2615830C2 (en) * | 2014-01-17 | 2017-04-11 | Евгений Александрович Юферев | Axial cageless bearing |
RU176062U1 (en) * | 2017-05-19 | 2017-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | RADIALLY THrust ROLLER BEARING WITH RING grooves IN CONIC PROFILE |
RU212860U1 (en) * | 2022-05-24 | 2022-08-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Friction bearing |
-
2007
- 2007-04-06 RU RU2007112894/11A patent/RU2349803C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2537990C1 (en) * | 2013-07-03 | 2015-01-10 | Денис Николаевич Мендрух | Roller bearing |
RU2615830C2 (en) * | 2014-01-17 | 2017-04-11 | Евгений Александрович Юферев | Axial cageless bearing |
RU176062U1 (en) * | 2017-05-19 | 2017-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | RADIALLY THrust ROLLER BEARING WITH RING grooves IN CONIC PROFILE |
RU212860U1 (en) * | 2022-05-24 | 2022-08-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Friction bearing |
RU212861U1 (en) * | 2022-05-24 | 2022-08-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Friction bearing |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007112894A (en) | 2008-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3302986A (en) | Double row anti-friction bearing | |
RU2349803C2 (en) | Cageless taper-roller anti-friction thrust bearing | |
RU2384764C2 (en) | Double thrust cageless rolling bearing with conic rollers | |
US3740108A (en) | Cylindrical roller bearing | |
US3020106A (en) | Bearings having balls with restrained spin axes | |
JP2021089058A (en) | Thrust receiving structure of rotor | |
US20050058381A1 (en) | Roller bearing | |
CN100472079C (en) | Roller thrust bearing | |
RU2232926C2 (en) | Antifriction bearing | |
US1877486A (en) | Antifriction journal bearing | |
JP2003299299A (en) | Rotor supporting structure for direct drive motor | |
JP2003314542A (en) | Tapered roller bearing | |
JP2012219995A (en) | Rolling bearing and manufacturing method thereof | |
US3751125A (en) | Kinematic thrust bearing with balls and rollers | |
RU2010127030A (en) | METHOD FOR ASSEMBLING PURE ROLLING BEARINGS ON THE BASIS OF STANDARD Rolling Bodies | |
US939269A (en) | Thrust-bearing. | |
Jacobson | History of rolling bearings | |
US1775408A (en) | High-speed bearing | |
CN110966307A (en) | Novel high-speed heavy-load high-speed railway bearing | |
JP2006214520A (en) | Bearing device for gear speed-increasing gear | |
JP2003120683A (en) | Thrust roller bearing | |
CN110966301A (en) | Novel high-speed rail power bearing | |
RU2226627C2 (en) | Roller bearing | |
RU2391575C2 (en) | Complex cageless bearing | |
US690626A (en) | Roller-bearing. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090407 |