RU2595140C1 - Двухрядный конический роликовый упорный подшипник с улучшенной нагрузочной способностью - Google Patents

Двухрядный конический роликовый упорный подшипник с улучшенной нагрузочной способностью Download PDF

Info

Publication number
RU2595140C1
RU2595140C1 RU2015123206/11A RU2015123206A RU2595140C1 RU 2595140 C1 RU2595140 C1 RU 2595140C1 RU 2015123206/11 A RU2015123206/11 A RU 2015123206/11A RU 2015123206 A RU2015123206 A RU 2015123206A RU 2595140 C1 RU2595140 C1 RU 2595140C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rollers
bearing
roller
equation
external
Prior art date
Application number
RU2015123206/11A
Other languages
English (en)
Inventor
Сяолань АЙ
Томас Л. БЕЙКЕР
Джесс Р. ЙОРТИ
Стефен П. ДЖОНСОН
Original Assignee
Дзе Тимкен Компани
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дзе Тимкен Компани filed Critical Дзе Тимкен Компани
Application granted granted Critical
Publication of RU2595140C1 publication Critical patent/RU2595140C1/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/50—Other types of ball or roller bearings
    • F16C19/505—Other types of ball or roller bearings with the diameter of the rolling elements of one row differing from the diameter of those of another row
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B5/00—Turning-machines or devices specially adapted for particular work; Accessories specially adapted therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/30—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for axial load mainly
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/30—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for axial load mainly
    • F16C19/305—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for axial load mainly consisting of rollers held in a cage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/34—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
    • F16C19/38—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers
    • F16C19/383—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone
    • F16C19/385—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone with two rows, i.e. double-row tapered roller bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/34—Rollers; Needles
    • F16C33/36—Rollers; Needles with bearing-surfaces other than cylindrical, e.g. tapered; with grooves in the bearing surfaces
    • F16C33/366—Tapered rollers, i.e. rollers generally shaped as truncated cones
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/46—Cages for rollers or needles
    • F16C33/48—Cages for rollers or needles for multiple rows of rollers or needles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/46—Cages for rollers or needles
    • F16C33/52—Cages for rollers or needles with no part entering between, or touching, the bearing surfaces of the rollers
    • F16C33/523—Cages for rollers or needles with no part entering between, or touching, the bearing surfaces of the rollers with pins extending into holes or bores on the axis of the rollers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/58—Raceways; Race rings
    • F16C33/583—Details of specific parts of races
    • F16C33/585—Details of specific parts of races of raceways, e.g. ribs to guide the rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2215/00—Details of workpieces
    • B23B2215/12—Bearing races
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2240/00—Specified values or numerical ranges of parameters; Relations between them
    • F16C2240/30—Angles, e.g. inclinations
    • F16C2240/34—Contact angles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2240/00—Specified values or numerical ranges of parameters; Relations between them
    • F16C2240/40—Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
    • F16C2240/70—Diameters; Radii
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2240/00—Specified values or numerical ranges of parameters; Relations between them
    • F16C2240/40—Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
    • F16C2240/70—Diameters; Radii
    • F16C2240/80—Pitch circle diameters [PCD]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2352/00—Apparatus for drilling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

Изобретение относится к двухрядным коническим роликовым упорным подшипникам. Двухрядный конический роликовый упорный подшипник (10) содержит нижнюю пластину (11), имеющую внутреннюю и внешнюю конические дорожки (12, 13) качения; верхнюю пластину (14), имеющую плоскую дорожку (15) качения, соответствующие ряды внутренних и внешних роликов (16, 17), в которых наибольший диаметр внутренних роликов (16) не меньше, чем наибольший диаметр внешних роликов (17). Ролики (16, 17) представляют собой конические ролики с внешним концом каждого ролика с большим диаметром, чем его внутренний конец. Когда подшипник полностью собран, вершины роликов (16, 17) направлены в одну и ту же точку (A) на оси (X) подшипника (10), причем несущая нагрузочная способность подшипника максимизирована в соответствии с уравнением:
Figure 00000011
, которое задает соотношения диаметров между роликами (16, 17) и в котором Di=EE′ является диаметром ролика (16) на большом конце роликов (16), D0=DD′ является диаметром ролика (17) на большом конце роликов (17), α - половина конусного угла для роликов (17), а β - половина конусного угла для роликов (16). Технический результат: увеличение нагрузочной способности подшипника без сопутствующего увеличения его размеров. 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА СООТВЕТСТВУЮЩИЕ ЗАЯВКИ
[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет по предварительной патентной заявке США, No. 61/839,451, названной "Двухрядный конический роликовый упорный подшипник с улучшенной нагрузочной способностью", поданной 26 июня 2013, которая полностью включена сюда посредством ссылки.
ИЗВЕСТНЫЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Настоящее изобретение относится к двухрядным коническим роликовым упорным подшипникам; и, более конкретно, двухрядным коническим роликовым упорным подшипникам, имеющим увеличенную нагрузочную способность без сопутствующего увеличения размеров подшипника.
[0003] Увеличивающийся спрос на удельную мощность в механических системах часто требует, чтобы роликовый элемент подшипника выдерживал увеличенные нагрузки, занимая то же самое, и в некоторых случаях меньшее, пространство. Например, в нефтегазовой промышленности осевая нагрузка на верхний привод увеличивается на 20%; хотя при этом размер оболочки для опорного подшипника остается тем же самым. И это позволяет избежать переработки конструкции системы привода. Вследствие этой и подобных ситуаций изготовители подшипников вынуждены удовлетворять этот образовавшийся спрос на разработку новых подшипников, имеющих улучшенную несущую нагрузочную способность, при этом занимая то же самое пространство, что и предыдущие подшипники, имеющие меньшую несущую нагрузочную способность.
[0004] Роликовые упорные подшипники имеют более высокую осевую несущую нагрузочную способность, чем их шарикоподшипниковые аналоги. Кроме того, конические роликовые упорные подшипники часто оказываются предпочтительными относительно цилиндрических упорных подшипников по существу из-за чистых вращательных движений между телом ролика (то есть роликовым элементом) и его дорожкой качения. Это движение чистого вращения следует из так называемой "коньковой" конструкции, как показано на Фиг. 1. В коньковой конструкции диаметр прокручивающегося элемента (ролика) R сужается вниз к коньковой вершине однорядного упорного подшипника ВА. Это приводит к снижению эффективного радиуса контакта, когда область контакта между роликом R и его дорожкой качения W придвигается поближе к оси X подшипника. Это, в свою очередь, отрицательно влияет на нагрузочную способность подшипника. Настоящее изобретение обращено к новой конструкции, которая преодолевает этот недостаток однорядных конических упорных роликовых подшипников. Ранее также осуществлялись попытки увеличения допустимой нагрузки для двухрядного упорного подшипника. См., например, японскую патентную публикацию 2007270968А, в которой используются и игольчатые ролики, и конические ролики.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0005] Настоящее изобретение относится к двухрядному коническому роликовому упорному подшипнику, который занимает ту же самую пространственную оболочку, что и однорядный упорный подшипник, который может выдерживать только меньшую нагрузку. Подшипник включает в себя нижнюю пластину с внутренней и внешней коническими дорожками качения, верхнюю пластину с плоской дорожкой качения, ряд одинаково сформированных внутренних роликов и ряд одинаково сформированных внешних роликов. Подшипник может дополнительно включать в себя внутренний сепаратор для разделения роликов, формирующих ряд внутренних роликов, и внешний сепаратор для разделения роликов, формирующих ряд внешних роликов. Когда подшипник полностью собран, вершины соответствующих внутренних и внешних роликов направлены в одну и ту же точку на оси подшипника.
[0006] Различные соотношения относительно размеров и форм роликов используются для максимизации нагрузочной способности подшипника.
[0007] Подшипник, выполненный в соответствии с настоящим раскрытием, имеет увеличенную несущую нагрузочную способность по сравнению с таковой для однорядного упорного подшипника, даже при том, что двухрядный конический роликовый упорный подшипник занимает ту же самую оболочку, что и однорядный упорный подшипник.
[0008] Результатом является подшипник, который не должен быть выполнен большим, чтобы выдержать большие нагрузки, которым он подвергается.
[0009] Другие цели и признаки будут частично очевидны и частично выделены ниже.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0010] Фиг. 1 изображает вид сечения однорядного упорного подшипника предшествующего уровня техники.
[ООН] Фиг. 2 - перспективный вид двухрядного упорного подшипника с пространственным разделением деталей из настоящего раскрытия.
[0012] Фиг. 3 - вид сечения двухрядного упорного подшипника.
[0013] Фиг. 4 - перспективный вид внутреннего сепаратора подшипника.
[0014] Фиг. 5 - перспективный вид внешнего сепаратора подшипника.
[0015] Фиг. 6 - вид сечения, подобный Фиг. 3, и показывающий различные параметры, используемые для максимизации несущей нагрузочной способности двухрядного упорного подшипника.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0016] Нижеследующее подробное описание иллюстрирует изобретение посредством неограничительного примера. Это описание, безусловно, позволит специалисту в данной области техники реализовать и использовать изобретение, причем приводится несколько вариантов реализации, адаптации, вариации, альтернативы и примеры использования изобретения, включая в себя предполагаемый наилучший вариант осуществления изобретения. Кроме того, следует понимать, что изобретение не ограничивается в своем применении деталями конструкции и конфигурациями компонентов, приводимых в нижеследующем описании или показанных на чертежах. Изобретение применимо к другим вариантам реализации и может быть реализованным, или выполненным, различным образом. Кроме того, следует понимать, что используемая здесь фразеология и терминология служит описательным целям и не должна рассматриваться как ограничивающая.
[0017] Относительно Фиг. 2 и 3, вариант реализации двухрядного конического упорного роликового подшипника обозначен в целом как 10. Подшипник 10 содержит нижнюю пластину 11, имеющую внутреннюю и внешнюю коническую дорожку 12 и 13 качения, соответственно, верхнюю пластину 14, имеющую плоскую дорожку 15 качения, ряд одинаково сформированных внутренних роликов, или роликовых элементов 16, и ряд одинаково сформированных внешних роликов, или роликовых элементов 17. Внутренние и внешние ряды роликов концентрически размещаются в подшипнике 10. Внутренние ролики 16 разделены кольцевым внутренним сепаратором 18 (см. Фиг. 4) и размещаются на внутренней дорожке 12 качения. Внешние ролики 17 разделены кольцевым внешним сепаратором 19 (см. Фиг. 5) и размещаются на внешней дорожке 13 качения.
[0018] Внутренние и внешние ролики 16, 17 являются коническими роликами, причем каждый ролик имеет коническое тело. Большой конец каждого ролика имеет больший диаметр, чем его малый конец, причем внешний конец каждого ролика является сферическим внешним концом 16s, 17s соответственно (см. Фиг. 3). Нижняя пластина 11 включает в себя внутреннее ребро 20 и внешнее ребро 21. Как показано на Фиг. 2, внутреннее ребро 20 имеет коническую грань 20f, на которой находится сферический конец каждого внутреннего ролика 16. Как также показано на Фиг. 2, внешнее ребро 21 имеет коническую грань 21f, на которой находится сферический конец каждого внешнего ролика 17. И внутренние ролики 16, и внешние ролики 17 имеют центральные отверстия (16h и 17h соответственно, см. Фиг. 3) для приема цилиндрических штырей 23 и 25, соответственно вытянутых от соответствующих внутреннего и внешнего сепараторов 18, 19.
[0019] Как показано на Фиг. 4, внутренний сепаратор 18 имеет основное кольцо 22 с множеством фиксирующих штырей 23, проходящих радиально наружу от внешней грани 22о основного кольца. Каждый фиксирующий штырь 23 сопрягается с внутренним роликом 16 на малом внутреннем конце роликов. Как показано на Фиг. 5, внешний сепаратор 19 имеет основное кольцо 24 с множеством фиксирующих штырей 25, проходящих радиально внутрь от внутренней грани 24i основного кольца. Каждый фиксирующий штырь 25 сопрягается с внешним роликом 17 на большом конце роликов.
[0020] Когда подшипник 10 полностью собран, как показано на Фиг. 6, вершины внутренних роликов 16 и внешних роликов 17 направлены по существу в одну и ту же точку на оси X подшипника.
[0021] Что касается правой половины на Фиг. 6, для максимизации несущей нагрузочной способности подшипника 10 рекомендуется выполнение следующего соотношения:
Figure 00000001
где Di=EE′ является диаметром ролика на большом конце внутренних роликов 16, D0=DD′ является диаметром ролика на большом конце внешних роликов 17, α - половина конусного угла для внешних роликов, β - половина конусного угла для внутренних роликов (см. Фиг. 6). Как будет ясно специалистам в данной области техники, диаметр ролика для внутреннего ролика 16 не меньше такового для внешних роликов 17. Затем, характеристический коэффициент ролика может быть задан как эффективная длина ролика, разделенная на диаметр его большего конца. Соответственно характеристические коэффициенты для внутренних и внешних роликов выражаются как
Figure 00000002
Figure 00000003
где li и l0 - эффективные длины ролика для внутренних и внешних роликов, соответственно. С учетом геометрии и нагрузочной способности характеристический коэффициент ρ0 ролика для внешних роликов 17 выбирается в соответствии со следующим соотношением:
Figure 00000004
[0022] Характеристический коэффициент р0 для внешнего ролика также выбирается относительно характеристического коэффициента внутренних роликов ρi, числа роликов Zi для внутренних роликов 16 и числа Z0 роликов для внешних роликов 17 так, что выполняется следующее неравенство:
Figure 00000005
где
Figure 00000006
[0023] Число роликов Zi для внутренних роликов меньше, чем число Z0 для внешних роликов. Для максимизации несущей нагрузочной способности двухрядного конического роликового подшипника 10 желательно максимизировать следующую функцию F,
Figure 00000007
[0024] Для практических рассмотрений рекомендуются следующие геометрические соотношения
Figure 00000008
Figure 00000009
Figure 00000010
где α, D0, ρ, и Z0 - независимые переменные, значения которых могут быть взяты от ответствующего однорядного упорного конического роликового подшипника (не показан), имеющего подобную пространственную оболочку; β, Di, ρ0, ρi и Zi - зависимые величины, значения которых определены так, что F в уравнении (4) максимизировано, и соотношения, сформулированные в уравнениях (5)-(7), выполнены.
[0025] Практически, максимизация F может быть выполнена итерационно максимизацией первого члена в уравнении (4) при одновременной минимизации второго члена в этом уравнении. Первое дает Zi и последнее вместе с уравнением (6) дает β. Другие параметры (Di, ρ0, ρi) затем получаются с использованием уравнений (5)-(7).
[0026] Специалисты в данной области техники увидят, что многорядные (три или более рядов) конические роликовые упорные подшипники могут быть созданы, используя тот же самый формат конструкции и следуя подобной методике конструкции и анализа, которые используются для изготовления двухрядного подшипника 10.
[0027] Специалистам в данной области техники будет ясно, что подшипник 10 может быть полностью комплементарным подшипником; в этом случае не требуются сепараторы. Кроме того, ролики могут иметь слой покрытия для минимизации трения во время возможных контактов ролика с роликом.
[0028] Специалистам в данной области техники будет ясно, что многорядный конический роликовый упорный подшипник 10 может быть изготовлен различными производственными способами. Один из производственных способов включает в себя горячую штамповку, термообработку и последующую токарную обработку для твердых деталей. Дорожки 12, 13, и 15 качения и ребра 20, 21 выполняются операцией токарной обработки твердых деталей после термообработки, выполняемой для придания надлежащей поверхностной твердости. Макропрофили, а также микропрофили могут быть помещены на дорожки 12, 13, и 15 качения, чтобы уменьшить контактные напряжения. Операция токарной обработки для твердых деталей может быть выполнена на токарном станке с числовым программным управлением (CNC) для большей точности и надежности. Затем, дорожки 12, 13, и 15 качения могут быть последовательно отшлифованы после операции токарной обработки для твердых деталей, чтобы дополнительно улучшить качество поверхности.
[0029] Различные признаки и преимущества изобретения сформулированы в нижеследующих пунктах формулы.

Claims (12)

1. Двухрядный конический роликовый упорный подшипник, содержащий:
нижнюю пластину, имеющую внутреннюю и внешнюю конические дорожки качения;
верхнюю пластину, имеющую плоскую дорожку качения;
соответствующие ряды внутренних и внешних роликов, в которых наибольший диаметр внутренних роликов не меньше, чем наибольший диаметр внешних роликов; при этом упомянутые внутренние и внешние ролики представляют собой конические ролики с внешним концом каждого ролика с большим диаметром, чем его внутренний конец; и
когда подшипник полностью собран, вершины внутренних и внешних роликов направлены в одну и ту же точку на оси подшипника;
причем несущая нагрузочная способность подшипника максимизирована в соответствии с уравнением
Figure 00000011

которое задает соотношения диаметров между внутренними и внешними роликами и в котором Di=EE′ является диаметром ролика на большом конце упомянутых внутренних роликов, D0=DD′ является диаметром ролика на большом конце упомянутых внешних роликов, α - половина конусного угла для внешних роликов, и β - половина конусного угла для внутренних роликов.
2. Подшипник по п. 1, дополнительно включающий в себя внутренний сепаратор, в котором установлены ролики, содержащие внутренний ряд роликов, и внешний сепаратор, в котором установлены ролики, содержащие внешний ряд роликов.
3. Подшипник по п. 1, в котором характеристические коэффициенты для внутренних и внешних роликов выражаются как
Figure 00000012
Figure 00000013

где li и l0 - эффективные длины ролика для соответствующих внутренних и внешних роликов с характеристическим коэффициентом ρ0, для упомянутых внешних роликов выбирающимся в соответствии со следующим соотношением:
Figure 00000014
4. Подшипник по п. 3, в котором характеристический коэффициент ρ0 для внешнего ролика дополнительно выбирается относительно характеристического коэффициента внутренних роликов ρi, числа роликов Zi, содержащих ряд внутренних роликов, и числа роликов Z0, содержащих ряд внешних роликов, так, что выполняется следующее неравенство
Figure 00000015

где
Figure 00000016
5. Подшипник по п. 4, в котором число роликов Zi, содержащее ряд внутренних роликов, меньше, чем число роликов Z0, содержащее ряд внешних роликов.
6. Подшипник по п. 5, в котором максимизация несущей нагрузочной способности двухрядного конического роликового подшипника требует максимизации следующей функции F:
Figure 00000017
7. Подшипник по п. 6, дополнительно включающий в себя следующие геометрические соотношения:
Figure 00000018

Figure 00000019
и
Figure 00000020

где α, D0, ρ и Z0 - независимые переменные, значения которых получены относительно соответствующего однорядного конического роликового упорного подшипника, имеющего подобную пространственную оболочку.
8. Подшипник по п. 7, в котором значение F максимизировано посредством итерационной максимизации первого члена в уравнении для F при одновременной минимизации второго члена в уравнении; первого члена в уравнении для F, дающего значение для Zi и следующего члена в уравнении, вместе с уравнением в п. 7 для ρ0, дающего значение для β, и значений для параметров Di, ρ0 и ρi, получаемых с использованием соответствующих уравнений, приведенных в п. 7 для этих параметров.
9. Подшипник по п. 1, в котором ролики, содержащие соответствующие ряды внутренних и внешних роликов, выполнены с одинаковыми эффективными длинами.
10. Подшипник по п. 1, в котором, по меньшей мере, одна из внутренней конической дорожки качения, внешней конической дорожки качения и плоской дорожки качения выполнена токарной обработкой для деталей высокой твердости термически обработанной поверхности.
11. Подшипник по п. 10, в котором дорожка качения выполнена токарной обработкой для деталей высокой твердости на токарном станке с числовым программным управлением.
12. Подшипник по п. 10, в котором дорожки качения дополнительно подвергнуты поверхностной доводке качения после их обработки на токарном станке.
RU2015123206/11A 2013-06-26 2014-06-24 Двухрядный конический роликовый упорный подшипник с улучшенной нагрузочной способностью RU2595140C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361839451P 2013-06-26 2013-06-26
US61/839,451 2013-06-26
PCT/US2014/043840 WO2014209982A1 (en) 2013-06-26 2014-06-24 Double row tapered roller thrust bearing for improved loading capacity

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2595140C1 true RU2595140C1 (ru) 2016-08-20

Family

ID=51211341

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015123206/11A RU2595140C1 (ru) 2013-06-26 2014-06-24 Двухрядный конический роликовый упорный подшипник с улучшенной нагрузочной способностью

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9360045B2 (ru)
EP (1) EP3014133B1 (ru)
CN (1) CN104797831B (ru)
BR (1) BR112015012476B1 (ru)
RU (1) RU2595140C1 (ru)
WO (1) WO2014209982A1 (ru)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9360045B2 (en) 2013-06-26 2016-06-07 The Timken Company Double row tapered roller thrust bearing for improved loading capacity
US20160010688A1 (en) * 2014-07-10 2016-01-14 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Low friction multi stage thrust bearing
JP2017082945A (ja) * 2015-10-29 2017-05-18 Ntn株式会社 複列円すいころ軸受、軌道輪および複列円すいころ軸受の製造方法
CN105485160A (zh) * 2015-12-29 2016-04-13 瓦房店轴承集团有限责任公司 星型支柱空心滚子推力圆锥滚动轴承
CN106402151A (zh) * 2016-12-21 2017-02-15 宁波市镇海捷登应用技术研究所 一种组合轴承及用该组合轴承的转轴装置
CN107314032A (zh) * 2017-08-23 2017-11-03 淏祺教育科技（北京）有限公司 推力轴承
CN107605940A (zh) * 2017-10-24 2018-01-19 无锡民联汽车零部件有限公司 双滚道锥形滚子轴承
KR102161168B1 (ko) * 2019-10-14 2020-09-29 황윤태 교량 가설용 결합형 멀티 트랜스포터 및 이를 이용한 교량 가설 공법
EP3914831B1 (en) * 2019-12-19 2023-08-30 The Timken Company Stacked thrust tapered dissimilar series roller bearing
DE202020102283U1 (de) 2020-04-24 2021-07-27 Rollax Gmbh & Co. Kg Axialwälzlager
CN111673093B (zh) * 2020-06-15 2023-02-17 洛阳Lyc轴承有限公司 一种特大型大壁厚调心轴承外圈车加工工艺

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU183544A1 (ru) * Б. Лившиц, В. М. Кошель , В. Д. Есенович Государственный подшипниковый завод Радиалько-упорньш сферический двухрядиый роликоподшипник
US1191862A (en) * 1914-08-27 1916-07-18 William Erastus Williams Railway-car-truck center-bearing.
US3556618A (en) * 1968-12-11 1971-01-19 Torrington Co Double race screwdown thrust bearing
JP2007270968A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Jtekt Corp 複列スラスト軸受

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US625021A (en) * 1899-05-16 cooper
US901223A (en) * 1906-06-11 1908-10-13 John C Barber Antifriction center bearing for cars.
US1397142A (en) * 1918-10-17 1921-11-15 Skf Svenska Kullagerfab Ab Roller-bearing
JP2006329219A (ja) * 2005-05-23 2006-12-07 Jtekt Corp スラストころ軸受
RU2384764C2 (ru) 2007-12-13 2010-03-20 Общество с ограниченной ответственностью научно-производственное объединение "ИНТЕРМАШ" Подшипник качения упорный двойной с коническими роликами бессепараторный
CN101328933B (zh) * 2008-08-04 2010-12-08 文鉴恒 高精度推力向心组合圆锥滚子轴承
CN202371000U (zh) * 2011-12-19 2012-08-08 重庆长江轴承股份有限公司 推力圆锥滚子轴承
US9360045B2 (en) 2013-06-26 2016-06-07 The Timken Company Double row tapered roller thrust bearing for improved loading capacity

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU183544A1 (ru) * Б. Лившиц, В. М. Кошель , В. Д. Есенович Государственный подшипниковый завод Радиалько-упорньш сферический двухрядиый роликоподшипник
US1191862A (en) * 1914-08-27 1916-07-18 William Erastus Williams Railway-car-truck center-bearing.
US3556618A (en) * 1968-12-11 1971-01-19 Torrington Co Double race screwdown thrust bearing
JP2007270968A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Jtekt Corp 複列スラスト軸受

Also Published As

Publication number Publication date
CN104797831B (zh) 2017-03-15
WO2014209982A1 (en) 2014-12-31
CN104797831A (zh) 2015-07-22
BR112015012476A2 (pt) 2017-07-11
BR112015012476B1 (pt) 2022-07-12
EP3014133B1 (en) 2019-03-06
US9360045B2 (en) 2016-06-07
EP3014133A1 (en) 2016-05-04
US20150292553A1 (en) 2015-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2595140C1 (ru) Двухрядный конический роликовый упорный подшипник с улучшенной нагрузочной способностью
RU2319047C2 (ru) Самоустанавливающийся подшипник качения и сепаратор для самоустанавливающегося подшипника качения
US8858086B2 (en) Rolling bearing
US9541126B2 (en) Large rolling bearing
US10054164B2 (en) Rolling bearing
WO2010066293A1 (en) Cage for rolling bearing, in particular for rolling bearing used in a wind turbine generator.
EP2711572B1 (en) Rolling bearing with lubricant pockets in the raceway
CN107830052B (zh) 一种复合轴承
US10514063B2 (en) Rolling bearing
CN106050904B (zh) 球形滚子轴承装置
KR20180034651A (ko) 각 접촉 롤러 베어링과, 이의 조립 방법 및 그 장치
CN108488227A (zh) 多列圆锥滚子轴承
US10495142B2 (en) Roller bearing comprising oblique contact rollers
US20090162001A1 (en) Tapered Roller Bearing
RU2308620C1 (ru) Подшипник а.сарычева (роликовый конический подшипник качения)
RU2607146C1 (ru) Двухрядный роликовый подшипник качения
JP2005221001A (ja) 円すいころ軸受
RU212862U1 (ru) Подшипник качения
EP4325073A1 (en) Cage for a rolling element bearing
JP5790032B2 (ja) 円すいころ軸受
RU212861U1 (ru) Подшипник качения
RU2540047C1 (ru) Сферический двухрядный подшипник качения
CN113294433B (zh) 一种螺杆钻具用推力轴承组及其修磨方法
JP5790033B2 (ja) 円すいころ軸受
JP2008133851A (ja) ころ軸受