Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ПОДШИПНИК КАЧЕНИЯ
ПОДШИПНИК КАЧЕНИЯ

ПОДШИПНИК КАЧЕНИЯ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение используется в машиностроении для игольчатых подшипников со штампованным наружным кольцом. Сущность: игольчатый подшипник качения содержит тонкостенное наружное кольцо с криволинейным профилем дорожки качения и размещенные между ними тела качения в виде игл. Кольцо имеет прогиб профиля поперечного сечения в направлении тела подшипника на величину, большую или равную величине возможной радиальной тепловой деформации деталей подшипника в процессе эксплуатации. В торцах кольца установлены с натягом, определяемым по соответствующей формуле, шайбы из жесткого антифрикционного материала. Это ограничивает допустимый радиальный зазор, что повышает эксплуатационные свойства подшипника. 1 ил. , 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2005927
Класс(ы) патента: F16C33/58
Номер заявки: 4936350/27
Дата подачи заявки: 18.02.1991
Дата публикации: 15.01.1994
Заявитель(и): Научно-производственное предприятие нестандартных изделий машиностроения; Саратовский политехнический институт
Автор(ы): Королев А.В.; Болкунов В.В.; Королев А.А.
Патентообладатель(и): Научно-производственное предприятие нестандартных изделий машиностроения
Описание изобретения: Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкциям подшипников качения, в частности игольчатых цилиндрических подшипников со штампованным наружным кольцом.
Известны конструкции подшипника качения [1] , содержащие тонкостенное наружное кольцо, заполненное телами качения в виде игл. Наружное кольцо имеет отбортовки с двух сторон, удерживающие тела качения от выпадений из наружного кольца. Указанные подшипники сложны в изготовлении, что связано с необходимостью многопереходной штамповки наружного кольца, и имеют низкое качество, так как в процессе штамповки и термической обработки наружное кольцо теряет правильную геометрическую форму, а из-за наличия рабочего зазора между иглами тела качения в процессе эксплуатации перекашиваются к оси вращения подшипника и по краям их рабочих поверхностей и рабочей поверхности наружного кольца возникают повышенные контактные напряжения.
Известны конструкции подшипника качения, содержащие тонкостенное наружное кольцо, заполненное иглами и имеющего гладкие фланцы, удерживающие иглы от осевого перемещения, а для предотвращения выпадения игл из наружного кольца до установки подшипника на вал внутри наружного кольца размещена упругая фасонная металлическая или пластмассовая шайба. Такой подшипник проще в изготовлении, но отличается низким качеством по указанным выше причинам.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту (прототипом) является конструкция подшипника качения, содержащая тонкостенное цилиндрическое наружное кольцо, в котором размещены тела качения в виде игл и установленные с двух сторон шайбы. Обе шайбы выполнены упругими, одна из которых разрезная, а другая имеет шесть упругих отогнутых наружу лепестков.
К числу недостатков данной конструкции подшипника качения относятся низкие эксплуатационные свойства, в частности низкая долговечность и быстроходность, так как в процессе эксплуатации иглы поворачиваются в пределах их рабочего зазора, их оси располагаются под углом к оси подшипника и они контактируют с наружным кольцом только своими крайними участками, вызывая высокие контактные напряжения;
недопустимость перекоса осей наружного кольца и вала, на котором устанавливается подшипник, которые однако на практике всегда имеет место и приводит к снижению работоспособности подшипника;
невозможность установки подшипника на буртиковый гладкий вал и в гладкое отверстие в корпусе, так как упругие шайбы, установленные по торцам наружного кольца, не в состоянии обеспечить надежную осевую фиксацию игл в процессе работы подшипника.
Целью изобретения является повышение эксплуатационных свойств подшипника качения путем снижения чувствительности к монтажным перекосам, температурной деформации, а также уменьшение момента трения.
Поставленная цель достигается тем, что в подшипнике качения, содержащем тонкостенное цилиндрическое наружное кольцо, тела качения в виде игл и установлены в торцах кольца шайбы, последние выполнены из жесткого антифрикционного материала и установлены во внутренней полости кольца с натягом, определяемым по формуле
Δ= α ˙ Δt (Db + 2d), где α- коэффициент линейного расширения материала кольца и игл;
Δt - величина изменения температуры, возникающей при работе подшипника;
Db - диаметр отверстия подшипника;
d - диаметр иглы.
На чертеже изображено осевое сечение игольчатого подшипника.
Предложенный подшипник выполнен следующим образом.
Внутри цилиндрического тонкостенного наружного кольца 1 (см. фиг. 1) установлены ролики 2 и шайбы 3 и 4. Шайбы 3 и 4 из антифрикционного материала установлены с натягом Δ, в результате чего наружное кольцо 1 упруго деформируется, а его дорожка качения приобретает выпуклость величиной Δ/2.
В процессе работы подшипника вал, на который он насаживается (не показан), и ролики 2 разогреваются, увеличиваются в размере, но заклинивания роликов не происходит, так как осуществляется упругая деформация наружного кольца 1, возрастает диаметр дорожки качения Dд. Кроме того, если в процессе работы подшипника иглы перекашиваются, то эта погрешность компенсируется упругой деформацией дорожки качения наружного кольца 1.
В предлагаемой конструкции величина натяга, с которым шайбы устанавливаются в отверстии наружного кольца, равна возможной радиальной тепловой деформации вала и иголок, определяемой известным выражением
Δ= α ˙ Δt (Db + 2d), гдеα- коэффициент линейного расширения материала вала и игл;
Δt - величина изменения температуры, возникающей при работе подшипника.
П р и м е р.
Взят стандартный игольчатый подшипник 604601 с диаметром отверстия Do= 12,7+0,034+0,016, диаметр дорожки качения D= 15,9+0,024+0,016 , диаметр игл d = = 1,6-0,005; длина рабочей части игл l = = 14,3-0,61, число игл в подшипнике Z 28. Обычно вал, на который устанавливается подшипник, изготавливается с отклонениями по h6: Db = 12,7-0,061.
Из простых геометрических соотношений несложно определить, что для стандартного подшипника радиальный зазор
Р = D0 - Db; (1) допустимый угол перекоса осей вала и наружного кольца
α= arcsin между иглами в подшипнике образуется зазор, определяемый выражением (7):
f= (D-d)sin - d , (2) а угол поворота игл к оси наружного кольца
Θ= asrcos. (3)
В процессе работы температура подшипника может возрастать на 200-300оС, тогда
Δ= 12 10-6 250 (12,7 + 2 1,6) = 0,05 мм
Так как тепловая деформация деталей подшипника компенсируется упругой деформацией дорожки качения наружного кольца, то нет смысла обеспечивать большой начальный радиальный зазор в подшипнике предлагаемой конструкции. Поэтому для этого подшипника D0 = = 12,7+0,018, D = 15,9+0,008.
Радиальный, межигловый зазоры и угол поворота игл к оси кольца для подшипника предлагаемой конструкции рассчитываются соответственно по формулам (1), (2) и (3), а допустимый угол перекоса осей вала и наружного кольца по формуле
α= arcsin.
Результаты расчета представлены в таблице.
Как видно из данных таблицы, в подшипнике предлагаемой конструкции величина радиального зазора в среднем в два раза меньше, чем в стандартном, а это, как известно, способствует существенному повышению долговечности его работы. У этого подшипника в 7 раз выше допустимый угол перекоса, что является важным эксплуатационным свойством. Зазор между иглами и угол их поворота к оси кольца в подшипнике предлагаемой конструкции меньше, чем в стандартном, что уменьшает момент трения в подшипнике, снижает износ рабочих поверхностей, повышает долговечность работы подшипника. Этому же способствует и изготовление шайб из антифрикционного материала, например, чугуна или бронзы. (56) Подшипники качения. Справочник-каталог под ред. В. Н. Нарышкина и др. М. : Маш-ие, 1984, с. 10.
Заявка ФРГ N 2831183, кл. F 16 C 19/26, 1978.
Патент Франции N 2207552, кл. F 16 C 33/00, 1980.
Формула изобретения: ПОДШИПНИК КАЧЕНИЯ, содержащий тонкостенное наружное кольцо, тела качения в виде игл и установленные в торцах кольца шайбы, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационных свойств путем снижения чувствительности к монтажным перекосам, температурой деформации, а также уменьшения момента трения, шайбы выполнены из жесткого антифрикционного материала и установлены во внутренней полости кольца с натягом, определяемым по формуле
Δ= α˙Δt (Db+2d ) ,
где α - коэффициент линейного расширения материала и игл;
Δt - величина изменения температуры, возникающего при работе подшипника;
Dв - диаметр отверстия подшипника;
d - диаметр иглы.