Способ снижения уровня вибрации подшипника качения

 

Сущность изобретения: для снижения уровня вибрации подшипника качения величину радиального зазора между телами качения и кольцами подшипника выбирают равной So Рк/а (10/Z), где Р - радиальная нагрузка на подшипник, Н; a,n,m - постоянные коэффициенты, зависящие от типа подшипника; k - коэффициент контактной податливости, Z- число тел качения. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)я F. 16 С 43/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4907999/27 (22) 05.02.91 . (46) 15.12.92. Бюл. М 46 (71) Институт машиноведения им.А.А.Благонравова (72) Э.Л.Айрапетов, В.И.Апархов, Л.В,Осипов, А.С.Мухитдинов, Т.Н,Мельникова, P.P.Àxàòoâ, М;И.Ковалевский и Ф.Г.Нахатакян (56) В,Ф;Журавлев, B.Á.Áàëüìoíò. Механика шарикоподшипников гироскопов. M.: Машиностроение. 1986, с.225.

2,Приборные шарикоподшипники под. ред., К.В.Явленского и др. M.: Машиностроение, 1981, с,174.

Ь,Э.Л.Айрапетов и др., Статическое нагружение опор качения. Сборник науч. трудов

"Повышение работоспособности композиционных материалов, узлов и машин". Мин; обр. УЗССР, Ташпи, Ташкент, 1989, с.88.

Ф;В.Ф.Журавлев, В.Б,Бальмонт. Механика шарикоподшипников гироскопов, М.; Машиностроение, 1986, с.227.

Изобретение относится к машиностроению.

Известен способ снижения уровня вибрации подшипников, заключающийся в снижении возбуждения подшипников качения технологическими методами, т.е. путем повышения точности изготовления (11. Однако данный способ не охватывает силового возбуждения, обусловленного переменной в процессе работы подшипников жесткостью в радиальном направлении в силу дискретности тел качения.Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является спо(54) СПОСОБ СНИЖЕНИЯ УРОВНЯ ВИБРАЦИИ ПОДШИПНИКА КАЧЕНИЯ (57) Сущность изобретения: для снижения уровня вибрации поДшипника качения величину радиального зазора между телами качения и кольцами подшипника выбирают равной So = (Рк/а . (10/2)"), где P — радиальная нагрузка на подшипник, Н; а,n,m— постоянные коэффициенты, зависящие от типа подшипника; k — коэффициент контактной податливости, Z- число тел качения. 3 ил. со6 снижения уровня вибрации подшипника, заключающийся в регулировке радиального зазора (41.

Способ основан на изменении путем преднатяга жесткости подшипника и от.стройки, тем самым частот возмущений от частот собственных колебаний системы.

Однако, данный способ имеет следующий недостаток, он эффективен только на одном режиме по оборотам и для какой-либо одной возмущающей силы. При полигармоническом характере возбуждения необходимо снижение каждого источника в отдельности.

1781477

Целью предложенного способа являет- Величинаотносительногосмещения ко ся снижение одного из основных источни- лец при вибрации подшипника выразится ков вибрации подшипников, обусловленной следующим образом д„с„ретным числом тел качения, что пр о- д $/so =(cos — goosy)/ñîs — =05sln (2) ж кх дит к переменной по углу поворота радиаль- 5

z Т ной жесткости подшипников, а при наличии . При этом при прохожде

П и этом и и и охождении тела качеа о-- ежду телами качения ния через линию действия радиальной силы и кольцами привф ит и к периодическому P наружное и внутреннее кольЧа РасходЯтиэменению положенйя колец подшипников ож нй колец подшипников ся, а через угловую координату ж/2 — сбли ос те но ругдруга, .: - 10 жаются, т,е. действие геометрического . ПостЪвленная цель достигается тем, что Фактора обратно жесткостному. велйчийу Радиального зазора S> между те- Приравнивая величины д =ду, можно лами качения и кольцами подшипника вы- . добиться исключения возбуждения колеба- б по предложенной зависимости . ний на частоте ай "мелькания" тел качения.

На фиг,1 представлена схема нагруже- 15 Для шарикоподшипника из (1) и (2) имения подшипника качения с расположением ем

ocsi шарика на линии действия нагруз- . е13 =0,152(Р/е)06иль1(658зь )МО Р/2 ки (p- О); на фиг.2 — то же, с симметричным

Расположением шариков Относительно ли р счет ле о части (3) при ва„ирова нии тел качения Z от 8 до 20 показал, что с

На фиг.3 изображены экспериментальона может бйть заменена. степенной функций на расчетных нагрузках.

Сущйось предлагаемого способа заключаетСя в следующем..; 25 (6,579з!п У ) - 0,461(10/Z) . (4)

Снижение Уров"Я вибраЦии на частоте Объединяя (3) и (4), получим искомую связь

"мелькания" тел качения (сосеп2), где 2 — ме угеометричеСкймиинагрузочнймипа-число тел качения. а о е — частота враще- раметрами подшипника в виде ния сепаратора, осуществляется за счет взаимной компенсации возмущающих сил, 30 обусловленныхдвумя факторами ... -4,61 (10/@Q

Первый из них заключается в йериодическом изменении жесткости подшипника

Коэффициент контактной податливости тел ии тела качения черезлинию качениЯ "k" определЯетсЯ по следующей задействия Радиальной нагрузки(фиг.1). При 36 в"симости этом минимальная жесткость соответствует положению тела качения на линии действия . k 2 137.((А) о,зв . о,5 + (А)о,зв . о,5 мм1 $ нагрузки, а максимальная жесткость соот- Е В " " В н ветствует повороту сепаратора на угол ж /Z, (6) (фиг.2). ° . 40

Согласно (3) для шарикоподшипника где Е - модуль упругости, разность сближения колец при вращении 2Ан(8) 2Вн(в) суммарная кривизна навала в процессе перемещения шарика из Ружного (внутреннего) контакта соответст- положения р= 0 в положение у =л /Z co- венно в продольном и поперечном сечениях ставляет . 46 подшипника ф,/$©=0,076(Р/2), (1)... 1 + 1 где So — максимальный радиальный зазор ... - " г ч гн между шариками и кольцамй подшипника;

Р - Р /Sp l, P --радиальная нагрузка, . 2 A 1 1,, 1 1

k- коэффйциент контактной податливо- ®О rw rg>(a) г r сти элементов йодшййнйка"."". . : r> -" радиус тела качения, Второй фактор обусловлей* "Йвличием . g(s) — радиусы кривизны соответствензазоров между телами качения и кольцами но наружного и внутреннего колец в попеподшипника, которые могут быть представ- речном оси подшипника сечении, лены в виде Si - $о(соз р - cos p), 6 rg>(s) — радиус кривизны дорожек качения (продольное сечение подшипника). где p — координата l-ro тела качения по Для роликоподшип ника отношению к сечению, где приложена 6 a/So = 0,053 (Р/2) 0 внешняя сила Р.

1781477

«Р k1 где Р/Z = —.

So Z

k1 = 8,1/! Е, I — длина ролика.

Приравнивая (8) и (2), получим:

sIAг =0,106(P Z)о,861

z (8) или (9 4348 ln2 г)1/0,861 Р/2

С точностью до 0,5 g

P = — =Z ° 0,886 (10 2) ггпу =

So

8,86 (10/Z) (9) P k

8 86 (10 2) 1,г7

Выбор расчетной величины So обеспечивается осевым поджатием колец регулируемых подшипников или выбором соответствующего радиального натяга подшипников нерегулируемого типа (2).

Результаты экспериментальной проверки, приведенные на фиг.3, свидетельствуют, что снижение уровней вибраций на расчетных нагрузках составляет 9 дБ (в 2,8 раза}. Изменение радиального зазора осуществлялось осевым поджатием колец c силой P = 0,100; 200 кг.

Из (9) находим необходимую величину So для заданной нагрузки Р, при которой происходит взаимная компенсация возмущающих сил

Формула изобретения

Способ снижения уровня вибрации подшипника качения за счет подбора радиального зазора между телами качения и

5 кольцами подшипника при его сборке, о т ли ч а ю шийся тем, что, с целью снижения уровня вибрации путем исключения из спектра вибраций составляющих с частотой м

Z, где — частота вращения сепаратора, 2—

10 число тел качения, величину радиального зазора между телами качения и кольцами подшипника выбирают равной

Р k m о= га (1072

15 где Р— радиальная нагрузка на подшипник, Н;. а = 0,461, и =3,26, m =2/3 — для шари20 коподшипника; а = 8,86, n = 1,27, m = 1;0 — для роликоподшипника;

) 2,137 (А) 0,36 . B 0.5 » (А) о,36 . B о,Ь)

Е В н н В в в

25 — коэффициент контактной податливости для шарикоподшипника;

2дн(в), 2Вн(в) — суммарная кривизна наружного (внутреннего) контакта соответственно в продольном и поперечном

30 направлениях, мм;

Š— модуль упругости, Н/ммг;

k = 8,1/IE — коэффициент контактной податливости для роликоподшипников;

1 — длина ролика, мм.

1781477 о

С) о

Составитель С.Шаргалин

Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Редактор

Заказ 4265 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4(5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

М ф а е

С )