RU2814937C1 - Шарикоподшипник - Google Patents
Шарикоподшипник Download PDFInfo
- Publication number
- RU2814937C1 RU2814937C1 RU2022131653A RU2022131653A RU2814937C1 RU 2814937 C1 RU2814937 C1 RU 2814937C1 RU 2022131653 A RU2022131653 A RU 2022131653A RU 2022131653 A RU2022131653 A RU 2022131653A RU 2814937 C1 RU2814937 C1 RU 2814937C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- balls
- load
- series
- ball bearing
- bearings
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 6
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области машиностроения. Шарикоподшипник, собранный с применением полых шариков. При незначительной внешней рабочей нагрузке ее будут воспринимать только шарики, установленные с натягом, и при этом ввиду отсутствия конструктивного зазора обеспечивать точное вращение вала, установленного в таких подшипниках. При возрастании до некоторой величины рабочей нагрузки полые шарики упруго деформируются настолько, что в процесс восприятия нагрузки вступают шарики, предварительно установленные с конструктивным зазором, и весь комплект шариков солидарно воспринимает рабочую нагрузку. При уменьшении нагрузки происходит обратный процесс. Подшипник как бы переходит из более легкой серии нагрузок в более тяжелую серию и обратно, например, из сверхлегкой серии в особо легкую серию и обратно. Достигается повышение точности вращения вала, снижение радиального зазора, увеличение грузоподъемности. 3 ил.
Description
Изобретение относится к машиностроению, в частности к производству подшипников.
Современная и перспективная техника, использующая скорости перемещения 15-20 махов и более остро нуждается в высокооборотистых подшипниковых узлах, имеющих высокую нагрузочную способность и способных обеспечить высокую надежность и долговечность транспортных систем, в частности, летательных аппаратов. Однако при частотах вращения десятки и даже сотни тысяч оборотов в минуту кольца подшипников испытывают огромные перегрузки за счет воздействия на них тел качения, формируется узкая область концентраторов напряжений, что приводит к фреттинг-коррозии и быстрому их разрушению. Причиной этого в значительной степени является использование в шарикоподшипниках массивных сплошных (монолитных) шариков, способствующих развитию больших центробежных сил. Такие шарики имеют чрезвычайно высокую жесткость и не способны гибко адаптироваться путем объемной деформации к изменяющимся условиям работы. Использование монолитных шариков вынуждает, во избежание возникновения заклинивания подшипника, предусматривать в нем радиальный зазор, достаточный по величине для компенсации влияния погрешностей размеров и формы комплектующих деталей и неизбежного их теплового расширения. Наличие радиального зазора приводит к погрешностям в работе подшипникового узла в виде биения установленного в нем вала и, как следствие, вибраций. Кроме того, жесткая конструкция шариков и неизменные условия их взаимодействия с кольцами подшипника, в частности, условия контактирования и трения, вынуждают конструкторов использовать в механизмах подшипники тяжелых серий для восприятия рабочих нагрузок в широком диапазоне их величин, даже если повышенные нагрузки возникают лишь периодически и не являются превалирующими. Подстраиваться под условия работы такие подшипники не могут.
Одним из перспективных направлений исправления подобных ситуаций является использование облегченных тел качения, в частности, полых шариков. Кроме уменьшенной массы, полые шарики обладают пониженной жесткостью, что позволяет при воздействии на них рабочей нагрузки упруго деформироваться не столько в контактной зоне, сколько во всем объеме, увеличивая площадь пятна контакта с кольцами подшипника, более равномерно самим воспринимать эту нагрузку и распределять ее по поверхности колец подшипника. Кроме этого, способность полых шариков упруго деформироваться позволяет значительно уменьшить величину конструктивного радиального зазора в шарикоподшипнике и даже предусмотреть конструктивный натяг в сопряжении шариков с дорожками качения его колец.
Патентный поиск не позволил выявить прямых аналогов предлагаемого технического решения.
При повышенных радиальных нагрузках применяют роликовые подшипники с облегченными роликами. В роликовых подшипниках применяют полые ролики с отношением внутреннего диаметра к наружному 0,4-0,5 (выигрыш в центробежных силах 30-40%) [3]. Преимуществом полых роликов является возможность их охлаждения маслом изнутри. Но, тем не менее, для их работы необходим значительный радиальный зазор между телами качения и кольцами.
Известны подшипники с витыми роликами (ГОСТ 3015220) - это опоры качения, конструкция которых рассчитана на радиальные нагрузки, а также на негативные воздействия, такие как вибрации и удары (фиг.1). Они не работают с осевыми и комбинированными усилиями, а также не могут обеспечить жесткую фиксацию вала. Эти детали используют в тихоходных узлах вращения, где нет необходимости в высокой точности и скоростных характеристиках, а важна стойкость к механическим воздействиям и невосприимчивость к загрязнениям.
Известны также конструкции подшипников с полыми шариками [4,5]. Целью их использования является уменьшение веса подшипникового узла. В этих конструкциях так же, как и в прочих подшипниках качения, предусмотрен радиальный зазор, существенно снижающий точность вращательного движения установленных в них валов.
Отдаленным аналогом предлагаемого устройства (прототипом) чисто формально может служить шарикоподшипник ГОСТ 8338-75 (фиг.2).
Представленный на фиг.2 шарикоподшипник имеет традиционные свойства, недостатки которых не могут быть устранены путем варьирования его размерными параметрами.
Задача заявляемого технического решения вытекает из недостатков аналога и направлена на устранение его недостатков.
Поставленная задача решается следующим образом.
Поскольку способность полых шариков упруго деформироваться позволяет значительно уменьшить величину конструктивного радиального зазора в шарикоподшипнике и даже предусмотреть конструктивный натяг в сопряжении шариков с дорожками качения его колец, то это, несомненно, приведет к повышению точности вращения вала, установленного в таких подшипниках, а негативные процессы, связанные с наличием погрешностей формы комплектующих деталей и тепловым расширением, будут парироваться гибкой объемной деформацией шариков. Разумеется, наличие исходного упругого натяга в собранном подшипнике вызывает некоторое увеличение силы трения качения. Влияние этого обстоятельства на работоспособность подшипникового узла можно существенно снизить, если собирать шарикоподшипник с использованием комбинированного комплекта шариков: половина от общего числа шариков в комплекте должна быть собрана с конструктивным натягом с кольцами, а вторая половина - с конструктивным зазором, при этом эти шарики должны чередоваться.
Разумеется, этот принцип сборки может быть реализован только при четном количестве шариков в комплекте.
Предлагаемое техническое решение иллюстрируется фигурой 3, на которой изображен разрез шарикоподшипника по оси дорожки качения.
На фиг.3 изображено: между наружным кольцом 1 и внутренним кольцом 2 установлены 12 полых шариков 3, 4 и т.д. Половина из них собрана с кольцами с конструктивным натягом N, например, шарик 3 (жирными точками обозначены зоны площадок контакта, образованных при начальной упругой деформации шариков), а другая половина комплекта, например, шарик 4, собрана с конструктивным зазором S. При этом шарики, образующие в сопряжении с кольцами натяг, чередуются с шариками, образующими с кольцами зазор.
Описанный метод комплектования шарикоподшипника полыми шариками приведет к следующему: при незначительной внешней рабочей нагрузке ее будут воспринимать только шарики, установленные с натягом и, при этом, ввиду отсутствия конструктивного зазора, обеспечивать точное вращение вала, установленного в таких подшипниках. При возрастании до некоторой величины рабочей нагрузки полые шарики упруго деформируются настолько, что в процесс восприятия нагрузки вступают шарики, предварительно установленные с конструктивным зазором, и весь комплект шариков солидарно воспринимает рабочую нагрузку. При уменьшении нагрузки происходит обратный процесс. Подшипник как бы переходит из более легкой серии нагрузок в более тяжелую серию и обратно, например, из сверхлегкой серии в особо легкую серию и обратно или из особо легкой - в легкую и обратно. В таком режиме прочностные и динамические свойства подшипника используются значительно более эффективно.
ЛИТЕРАТУРА
1. ГОСТ 8338-75.
2. ГОСТ 3015220.
3. https://inzhener-info.ru/razdely/konstruirovanie/opory-kacheniya/bystrokhodnye-podshipniki.htm1
4. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0043164886900785#-
5. https://patents.google.com/patent/CN103671489A/en?oq=+CN103671489A
Claims (1)
- Шарикоподшипник, состоящий из наружного и внутреннего колец и полых шариков, отличающийся тем, что половина из полного комплекта шариков собрана с кольцами с натягом, а вторая половина – с зазором, при этом шарики, собранные с натягом и с зазором, чередуются друг с другом.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2814937C1 true RU2814937C1 (ru) | 2024-03-06 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1972355A (en) * | 1933-02-21 | 1934-09-04 | Frederick W Peters | Roller bearing |
SU708082A1 (ru) * | 1977-08-25 | 1980-01-05 | Предприятие П/Я В-2287 | Опора качени |
SU903602A1 (ru) * | 1979-12-29 | 1982-02-07 | за витель . |Э ffATO/T «. .,.,. nyHmmsjMi БИЙЛ. | Подшипник качени О.В.Соловьева |
RU2109178C1 (ru) * | 1996-01-23 | 1998-04-20 | Товарищество с ограниченной ответственностью "ЭМВАК" | Опора качения |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1972355A (en) * | 1933-02-21 | 1934-09-04 | Frederick W Peters | Roller bearing |
SU708082A1 (ru) * | 1977-08-25 | 1980-01-05 | Предприятие П/Я В-2287 | Опора качени |
SU903602A1 (ru) * | 1979-12-29 | 1982-02-07 | за витель . |Э ffATO/T «. .,.,. nyHmmsjMi БИЙЛ. | Подшипник качени О.В.Соловьева |
RU2109178C1 (ru) * | 1996-01-23 | 1998-04-20 | Товарищество с ограниченной ответственностью "ЭМВАК" | Опора качения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3738719A (en) | Ball bearing | |
US8523453B2 (en) | Multiple-row large roller bearing, especially axial radial bearing for the main arrangement of bearings of the rotor shaft of a wind power installation | |
US8727699B2 (en) | Rotating machinery with damping system | |
TWI499726B (zh) | 大尺寸滾動軸承及包含該大尺寸滾動軸承之風力發電設備 | |
KR102677809B1 (ko) | 각 접촉 롤러 베어링의 제조 방법 및 그 장치 | |
US4668105A (en) | Bearings for rotary machines | |
US3552812A (en) | Angular-contact bearing construction | |
US3549220A (en) | Low-stress ball bearings | |
US20160348715A1 (en) | Method for preloading a hub bearing unit | |
US9334900B2 (en) | Ball bearing cage | |
TWI771530B (zh) | 凸輪裝置 | |
RU2814937C1 (ru) | Шарикоподшипник | |
US3588205A (en) | Rolling contact bearing design which reduces bearing generated noise and fretting corrosion | |
US9599151B2 (en) | Double row preloaded ball bearing with spacer balls | |
RU2385422C1 (ru) | Подшипник гироскопа радиальный роликовый | |
CN109210074B (zh) | 用于滚动轴承的分段式保持架 | |
US3829183A (en) | Ultra high speed rolling bearing assembly | |
US3261234A (en) | Transmission bearing | |
US20050058378A1 (en) | Bearing cup rotational lock assembly | |
US11754117B2 (en) | Rolling bearing with spring system | |
RU85203U1 (ru) | Однорядный радиальный роликовый подшипник | |
RU223837U1 (ru) | Комбинированный упорно-радиальный шарико-роликовый подшипник | |
CN111828468A (zh) | 一种高精密特殊结构轴承 | |
CN104847786A (zh) | 一种稳定运转的陶瓷轴承 | |
RU212861U1 (ru) | Подшипник качения |