SU972035A1

SU972035A1 - Опора шарошечного долота

Info

Publication number: SU972035A1
Application number: SU802991529A
Authority: SU
Inventors: Александр Миронович Рымар
Original assignee: Львовский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола
Priority date: 1980-10-08
Filing date: 1980-10-08
Publication date: 1982-11-07

Description

Изобретение относится к породоразрушающим инструментам, в частное- . ти к опорам буровых шарошечных долот.

Известна опора шарошечного долота, содержащая роликоподшипник, одна из беговых дорожек которого имеет цилиндрическую форму, а другая - бочкообразную [1].

Недостаток известной опоры заключается в значительных напряжениях на периферийных участках беговых дорожек, что приводит к преждевременному износу дорожек и тел качения и снижению долговечности работы опоры.

Известна опора шарошечного долота (2), содержащая роликовый подшипник, одна из беговых дорожек которого имеет цилиндрическую форму, а другая - бочкообразную,при этом на периферийных участках беговых дорожек выполнены галтели по логарифмической кривой. В указанной опоре уменьшается концентрация напряжений в роликоподшипниках, возникающая при перекосах и в результате так называемого краевого эффекта Г2].

Однако выполнение одной из бего- ¹вых дорожек бочкообразной симметрично относительно поперечной оси подшипника значительно увеличивает контактные напряжения за счет уменьшения площадки контакта дорожки с роликом при отсутствии перекосов в 5 подшипнике, что приводит к преждевреме'нному износу элементов подшипника и снижению долговечности работы опоры.

Целью изобретения является поЮ вышение долговечности работы опоры за счет оптимального распределения контактных напряжений вдоль образующих беговых дорожек.

Указанная цель достигается тем, что бочкообразная образующая беговой дорожки’’выполнен а несимметричной относительно поперечной оси большого роликового подшипника, причем участок образующей со стороны замкового 2Q подшипника имеет цилиндрическую часть, сопряженную с логарифмической кривой.

На фиг?1. изображена опора шарошечного долота; на фиг.2 - положение ролика и дорожки шарошки без взаимного перекоса; на фиг.3 - то же, при наличии максимального пере.коса в опоре.

Ролики 1 (фиг.1) большого роликового подшипника размещены между цилиндрической дорожкой 2 на цапфе

97203b и бочкообразной дорожкой 3 на шарошке . На периферийных участках дорох<ек 2 и 3 выполнены галтели 4-7 по логарифмической кривой. Образующая дорожки 3 шарошки выполнена несимметричной относительно попереч- 5 ной оси 3-3 подшипника, при этом участок образующей от оси 3—3 со стороны замкового подшипника выполнен по логарифмической кривой талте^ ли 6. Участок юбразующей от оси 3 —5 со стороны основания цапфы выполнен по радиусу R и по логарифмической кривой галтели 7. Величина радиуса R определяется максимальным углом перекоса Ψ (фиг.2 и 3) . ролика 1 относительно дорожки шарошки 3. Участок образующей АВ выполнен по логарифмической кривой, сопрягающейся с радиусной кривой БВ и построенной на касательной к ней в точке сопряжений Б..Участок образующей ВГ выполнен по! логарифмической кривой, построенной на цилиндрической части дорожки.

При значительных, положительных реакциях в,радиальных подшипниках *5 опоры шарошечного долота⁵ происходит параллельное смещение оси шарошки относительно оси цапфы или незначительный перекос этих осей. Выполнение логарифмической кривой ВГ, 30 • построенной на цилиндрической части дорожки 3, уменьшает пиковые напри-, жения краевого эффекта и позволяет ' получить на этом участке образующей прямоугольную площадку контакта ро- 35 лика и дорожки, площадь которой значительно превышает площадь эллиптической площадки контакта при выполнении этого участка образующей по радиусу R. .40

За счет увеличения площади контакта контактные напряжения значительно уменьшаются, что приводит к меньшему износу элементов роликоподшипника. При значительной поло- 45 жительной реакции в малом радиальном подшипнике реакция в большом . роликовом подшипнике или незначительно отличается от нуля, или становится отрицательной. 2Q

Ось шарошки перекошена относительно оси цапфы по часовой стрелке. При незначительной положительной реакции в большом роликовом подшипнике работает участок ВГ образующей, при отрицательной реакции участок АВ, расположенный в верхней, ненагруженной части опоры. И в том, и в другом случаях нет не обходимости выполнять участок ВГ по радиусу.

При значительной положительной реакции в большом роликовом подшипнике реакция в малом - незначительная или отрицательная. Ось шарошки перекошена относительно оси цапфы на максимальный угол перекоса против часовой стрелки. Ролик 1 и дорожка шарошки (фиг.2) перекошены - относительно друг друга на угол У. Участок образующей АВ воспринимает максимальные нагрузки в роликоподшипнике. Выполнение логарифмической кривой АВ на касательной к радиусной кривой БВ увеличивает площадь контакта ролика и дорожки и устраняет . пиковые напряжения краевого эффекта.. Действующие в этом случае нагрузки · на большой роликовый подшипник в :1,75-2,2 раза превышают нагрузки при работе опоры без перекоса осей, что определяет соотношение нагрузок 1;2 при определении координат логарифмических участков дорожек у замкового подшипника и у основания цапфы. Профилирование беговой дорожки шарошки выполняется на участке АГ на длине В пр «

Claims

(54) ОПОРА ШАРШЕЧЯОГО ДОЛОТА Изобретение относитс к породоразрушающим инструментам, в частноети к опорам буровьах шарс иечных долот Известна опора шаротечного долота , содержаща роликоподшипник, одна из беговых дорожек которого имее цилиндрическую форму, а друга - боч кообразную 1. Недостаток известной опоры заключ етс в значительных напр жени х на периферийных участках беговых дорожек , что приводит к преждевременному износу дорожек и тел качени и снижению долговечности работы оиоры Известна опора шарошечного долота (2), содержаща роликовый подшип ник, одна из беговых дорожек которо го имеет цилиндрическую форму, а друга - бочкообразную,при этом на периферийных участках беговых дорожек выполнены галтели по логарифмической кривой. В указанной опоре уменьшаетс концентраци напр жений в роликоподшипниках, возникающа при перекосах и в результате так называемого краевого эффекта
2. Однако выполнение одной из беговых дорожек бочкообразной симметрич но относительно поперечной оси подшипника значительно увеличивает кон тактные напр жени за счет уменьшени площадки контакта дорожки с роликом при отсутствии перекосов в подшипнике, что приводит к преждевременному износу элементов подшипника и снижению долговечности работы опоры. Целью изобретени вл етс повышение долговечности работы -опоры за счет оптимального распределени контактных напр жений вдоль образующих беговых дорожек. Указанна цель достигаетс тем, что бочкообразна образующа беговой дорожки выполнен а нecи лмeтpичнoй относительно поперечной оси большого роликового подшипника, причем участок образующей.со стороны замкового подшипника имеет цилиндрическую часть, сопр женную с логарифмической кривой. На фиг.г. изображена опора шарошечного долота; на фиг.2 - положение ролика и дорожки шарошки без взаимного перекоса; на фиг.3 - то же, при наличии максимального перекоса в опоре. Ролики 1 (фиг.1) большого роликового подши-пника размещены между цилиндрической дорожкой 2 на цапфе , И бочкообразной дорожкой 3 на шарошке . На периферийных участках дорох ек 2 и 3 выполнены галтели 4-7 по логарифг сической кривой. Образующа дорожки 3 шарошки выполнена несимметричной относительно поперечной оси подшипника, при этом участок образующей от оси Г-3 со стороны замкового подшипника выполнен по логарифмической кривой талте ли 6. Учаса-ок образующей от оси со стороны основани цапфы выполнен по радиусу R и по логарифмической кривой галтели 7. Величина радиуса R определ етс максимальным углом перекоса Ч (фих.З и 3) . ролика 1 относительно дорожки шарошки
3. Уча ток образующей АБ выполнен по логар мической кривой, сопр гающейс с ра диусной кривой БВ и построенной на касательной к ней в точке сопр жени Б..Участок образующей ВГ выполнен по логарифмической кривой, построенной на цилиндрической части дорожки. При значительных, положительных реакци х в,радиальных подшипниках опоры шарошечного долота происходит параллельное смещение оси шарошки относительно оси цапфы или незначительный перекос этих осей. Выполнение лoгapиф шчecкoй кривой ВГ, .построенной на цилиндрической части дорожки 3, уменьшает пиковые напр жени краевого эффекта и позвол ет получить на этом участке образующей пр моугольную площадку контакта ролика и дорожки, площадь которой зна чительно превышает площадь эллиптической площадки контакта при выполнении этого участка образующей по радиусуR. За счет увеличени площеади контакта контактные напр жени значительно уменьшаютс , что приводит к меньшему износу элементов роликоподшипника . При значительной положительной реакции в малом радиальном подшипнике реакци в большом . роликовом подшипнике или незначительно отличаетс от нул , или становитс отрицательной, Ось шарошки пег екошена относительно оси цапфы по часовой стрелке При незначительной положительной реакции в большом роликовом подшипнике работает участок ВГ образующей , при отрицательной реакции участок АН, расположенный в верхней . Ненагруженной части опоры. И в том, и в другом случа х нет необходимости выполн ть участок ВГ по радиусу. При значительной положительной реакции в большом роликовом подшипнике реакци в малом - незначительна или отрицательна . Ось шарошки перекошена относительно оси цапфы на максимальный угол перекоса против часовой стрелки. Ролик 1 и дорожка шарошки (фиг.2) перенесены -относительно друг друга на угол /. Участок образующей АВ воспринимает максимальные нагрузки в роликоподшипнике . Выполнение логарифмической кривой АБ на касательной к радиусной кривой В.Э увеличивает площадь контакта ролика и дорожки и устран ет . пиковые напр жени краевого эффекта. Действующие в этом случае нагрузки . на большюй роликовый подшипник в 1,75-2,2 раза превышают нагрузки при работе опоры без перекоса осей, что определ ет соотношение нагрузок 1;2 при определении координат логарифмических участков дорожек у замкового подшипника и у основани цапфы, Профили 5 )ование беговой дорожки шарошки выполн етс на участке АГ на длине ЬПР.М. Формула изобретени Опора шарсшечного долота, содержаща замковый подшипник, малый роликовый подшипник ибольшой роликовый подшипник, одна из беговых дорожек которого имеет цилиндрическую, а друга - бочкообразную форму с их периферийными: участками, выполненными по логарифмической кривой., отличающ-а с тем, что, с целью повышени долговечности опоры за счет оптимального распределени контактных напр жений вдоль образующих беговых дорожек, бочкообразна образующа беговой дорожки, выполнена несимметричной относительно поперечной оси большого роликового, подшипника , причем участок образующей со стороны замкового пода1ипника имеет цилиндрическую часть, сопр женную с логарифмической кривой. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 274024, кл, Е 21 В 10/22, 1967, 2 о Авторское свидетельство СССР № 794152, кл, Е 21 В 10/22, 1977 (прототип)с

2

фиг.

фуг-З