Радиально-упорный шарикоподшипник и способ его сборки

 

Использование: машиностроение, в подшипниках, воспринимающих радиальную и осевую нагрузки. Сущность изобретения: подшипник содержит наружное и внутреннее кольца с дорожками качения и размещенные между ними тела качения, установленные в сепараторе. Подшипник снабжен двумя дополнительными упорными кольцами с дорожками качения. Одно из колец связано с наружным кольцом, а другое - с внутренним. Сепаратор расположен между первым упорным и наружным кольцами и вторым упорным и внутренним кольцами. Каждое упорное кольцо выполнено за одно целое с радиальным в виде треугольника с дорожками качения, расположенными со стороны гипотенузы. В кольцах со стороны шариков выполнен по меньшей мере один паз, в котором расположен элемент сепаратора. Подшипник снабжен также крепежными кольцами. В элементах сепаратора выполнены каналы, заполненные смазкой. Подшипник может быть снабжен пружиной, установленной между торцом элемента сепаратора и дном паза. 2с. и 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно к устройствам шарикоподшипников радиальной и осевой нагрузки, и может быть использовано во вращающихся частях машин и механизмов.

Наиболее близким к изобретению является шарикоподшипник радиально-упорный, содержащий наружное и внутреннее кольца с дорожками качения и помещенные между ними установленные в сепараторе шарики, а также способ его сборки, заключающийся в установке тел качения между кольцами в сепаратор.

Описанное устройство радиально-упорного шарикоподшипника имеет тот недостаток, что с увеличением контакта шарика с дорожкой качения осевая грузонапряженность возрастает вследствие уменьшения радиальной нагрузки.

Техническим результатом является повышение осевой нагрузки радиально-упорного подшипника без изменения радиальной нагрузки, т.е. повышение осевой и радиальной нагрузок, упрощение монтажа и демонтажа подшипника.

Это достигается тем, что шарикоподшипник радиально-упорный, содержащий между наружным и внутренним кольцами с дорожками качения тела качения, выполненные в виде шариков, установленных в сепараторе, снабжен двумя дополнительными упорными кольцами с дорожками качения, контактирующими с шариками, одно из упорных колец связано с наружным кольцом, а другое - с внутренним кольцом, сепаратор расположен между одним упорным кольцом и наружным кольцом и вторым упорным кольцом и внутренним кольцом. Одно упорное кольцо жестко связано с наружным кольцом, а другое жестко связано с внутренним кольцом. Связанные упорное и радиальное кольца выполнены в сечении в виде треугольника, а дорожки качения выполнены по гипотенузам.

В каждой дорожке качения колец выполнен один по крайней мере паз, в котором размещен дополнительный сепаратор. Одно кольцо выполнено состоящим из неразъемных радиального и упорного колец, а другое радиальное и другое упорное кольца выполнены разъемными. На упорных кольцах выполнены сферические дорожки качения, а на наружном или внутреннем радиальном кольце - цилиндрические дорожки качения.

Кроме того, шарикоподшипник снабжен крепежными кольцами, жестко соединенными с наружным и внутренним кольцами. В дополнительном сепараторе выполнены каналы, заполненные смазкой. Шарикоподшипник снабжен пружиной, установленной между торцовой поверхностью дополнительного сепаратора и дном паза.

Этот результат достигается также способом сборки шарикоподшипника радиально-упорного, заключающимся в установке тел качения между кольцами и в сепаратор, сначала в паз одного кольца устанавливают дополнительный сепаратор и снабжают его смазкой и устанавливают в него шарики. На них устанавливают основной сепаратор и радиальную часть второго кольца и другую часть дополнительного сепаратора со смазкой скрепляют с первой частью дополнительного сепаратора. Затем устанавливают упорную часть второго кольца и скрепляют ее с радиальной частью, а величину осевого смещения колец выбирают меньше 3/4 длины цилиндрической дорожки качения.

Hа чертеже изображен радиально-упорный шарикоподшипник.

Радиально-упорный шарикоподшипник содержит внутреннее радиальное 1 и первое упорное 2 кольца, выполненные из одного материала и представляющие в сечении треугольник, а также наружное кольцо 3 и второе упорное кольцо 4, выполненные из одного и того же материала и представляющие собой в сечении второй треугольник.

Между первым треугольного сечения кольцом 1-2 и вторым треугольного сечения кольцом 3-4 помещены тела качения, выполненные в виде шариков 5, связанных между собой первым сепаратором 6 и/или вторым сепаратором 7.

Первый основной сепаратор 6 помещен в паз 8, образованный на стыке первого треугольного в сечении колец 1-2 и второго треугольного в сечении колец 3-4. Второй дополнительный сепаратор 7 помещен в паз 9, выполненный между кольцами 1 и 2, а также между кольцами 3 и 4.

Каждое кольцо 1-4 снабжено сферическими дорожками качения 10, выполненными радиусом не меньше радиуса шариков 5 и расположенными по гипотенузе колец 1-2 и 3-4 треугольного сечения.

Для упрощения монтажа-демонтажа радиально-упорного шарикоподшипника радиальная часть 3 треугольного в сечении кольца 3-4 снабжена цилиндрической дорожкой 11 качения. Для упрощения сборки шарикоподшипника радиальная часть 3 и упорное кольцо 4 выполнены сопряженными по поверхностям 12, соединенным между собой винтами, болтами и т.п. элементами крепления. Кольца 1-2 и 3-4 треугольные в сечении снабжены дополнительными крепежными кольцами 13 и 14, в которых выполнены отверстия, через которые пропущены элементы крепления, показанные осевыми линиями 15 для крепления шарикоподшипника соответственно к валу 16 и корпусу 17, обеспечивая упрощение монтажа-демонтажа.

Для обеспечения автоматизации смазки шариков 5 в одном из пазов 8 или 9 помещены сепараторы 6 или 7, снабженные смазкой 18.

Сборка шарикоподшипника радиально-упорного заключается в размещении в дорожках качения 10 шариков 5 радиального внутреннего 1 и упорного 2 колец. Затем на тела качения устанавливают второе треугольное в сечении кольцо 3-4. Размещают шарики 5 соответственно пазам первой части сепаратора 6. Вставляют вторую часть сепаратора 6 и скрепляют с первой частью.

Для цельного сепаратора 6 радиально-упорный шарикоподшипник собирают в следующей последовательности: на кольцо 1-2 треугольного сечения устанавливают сепаратор 6 и в его ячейки устанавливают шарики 5, а кольцо треугольное в сечении 3-4 устанавливают дорожкой качения 11 на тела качения 5.

При выполнении шарикоподшипника с двумя сепараторами 6 и 7 треугольное в сечении кольцо 3-4 выполняют разъемным по плоскости 12, а сборку производят в следующей последовательности: сначала в паз 9 колец 1-2 устанавливают одну часть сепаратора 7, устанавливают сепаратор 6 сплошной конструкции. В ячейки сепараторов 6 и 7 устанавливают шарики 5, а затем - наружное кольцо 3, предварительно его разогрев, если оно снабжено сферической дорожкой качения 10.

Затем устанавливают вторую часть сепаратора 7 и соединяют ее с первой частью, далее устанавливают упорное кольцо 4 и соединяют с радиальной частью 3. При выполнении сепаратора 7 только для целей смазки шариков 5 разрез кольца 3-4 по плоскости 12 не выполняют, а сепаратор 7 выполняют из двух несоединенных частей, а между дном паза 9 и торцом сепаратора 7 устанавливают пружину, выполненную в виде волнистого пружинного кольца (на чертеже не показано). При этом сборку шарикоподшипника выполняют следующим образом. Сначала в паз 9 устанавливают пружину и первую половину сепаратора 7, затем - сепаратор 6 и в его ячейки - шаpики 5, на шарики - нагретое кольцо 3-4 с вставленной в паз 9 второй частью сепаратора 7. При наличии осевого перемещения вала 16 радиальную дорожку качения 11 наружного кольца 3 выполняют цилиндрической.

Установку радиально-упорного шарикоподшипника производят на посадках без натяга на вал 16 и в корпус 17, которые закрепляют элементами крепления, пропущенными в отверстиях крепежных колец 13 и 14, или устанавливают на одной из шарикоподшипниковых посадок. Демонтаж производят либо с использованием съемника, а при наличии крепежных колец 13 и 14 путем отвинчивания винтов с последующим извлечением подшипника с посадочных мест.

Радиально-упорный шарикоподшипник работает следующим образом.

При вращении вала 16 и отсутствии осевой нагрузки шарики 5 вращаются между кольцами 1 и 3 по их оси. При наличии осевой нагрузки и отсутствии радиальной нагрузки шарики 5 вращаются по осям колец 2 и 4. При номинальных и равных осевой и радиальной нагрузках шарики перемещаются по оси сепаратора 7. При отрицательной осевой нагрузке шарики перемещаются по цилиндрической 11 дорожке качения, допускается не более трех четвертей ее длины и недопустимо на всю ее длину.

При выполнении дорожки качения 10 радиальных колец 1 и 3 сферическими допускаются значительные отрицательные нагрузки по аксиальной оси, определяемые только высотой сферической дорожки качения. При вращении шариков 5 перемещаются и сепараторы 6 и 7 и сепаратор 7 обеспечивает автоматическую смазку поверхности шариков 5.

Радиально-упорный шарикоподшипник найдет применение в машинах и механизмах с тяжелыми нагрузочными характеристиками и обеспечит увеличенную динамическую нагрузку, причем величина радиальной нагрузки не изменяется при изменении осевой нагрузки.

Формула изобретения

1. Радиально-упорный шарикоподшипник, содержащий наружное и внутреннее кольца с дорожками качения и помещенные между ними, установленные в сепараторе шарики, отличающийся тем, что с целью повышения осевой нагрузки при неизменной радиальной нагрузке, он снабжен двумя дополнительными упорными кольцами с дорожками качения, контактирующими с шариками, одно из упорных колец связано с наружным кольцом, а другое - с внутренним кольцом.

2. Шарикоподшипник по п.1, отличающийся тем, что одно упорное кольцо жестко связано с наружным кольцом, другое - с внутренним кольцом - соединенные жестко упорное и радиальное кольца выполнены в сечении в виде треугольника, а дорожки качения расположены по гипотенузе.

3. Шарикоподшипник по п.1, отличающийся тем, что сепаратор расположен между одним упорным кольцом и наружным кольцом и другим упорным кольцом и внутренним кольцом.

4. Шарикоподшипник по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что с целью улучшения смазочных характеристик и уменьшения трения, в каждой дорожке качения колец выполнен по меньшей мере один паз.

5. Шарикоподшипник по пп. 1 - 4, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным сепаратором, выполненным в виде двух разъемных конических колец с ячейками под шарики, размещенных в пазах колец.

6. Шарикоподшипник по пп 1 - 5, отличающийся тем, что с целью упрощения монтажа-демонтажа, одно радиальное кольцо жестко соединено с одним упорным кольцом, а другое радиальное кольцо и другое упорное кольцо выполнены разъемными.

7. Шарикоподшипник по пп.1 - 6, отличающийся тем, что с целью упрощения монтажа-демонтажа, на упорных кольцах выполнены сферические дорожки качения, а на одном из радиальных колец выполнена цилиндрическая дорожка качения.

8. Шарикоподшипник по пп.1 - 7, отличающийся тем, что с целью упрощения монтажа-демонтажа, он снабжен крепежными кольцами, жестко соединенными с наружным и внутренним кольцами, установленными на посадках без натяга.

9. Шарикоподшипник по пп. 1 - 8, отличающийся тем, что в дополнительном сепараторе выполнены каналы, заполненные смазкой.

10. Шарикоподшипник по пп.1 - 9, отличающийся тем, что с целью улучшения смазки, он снабжен пружиной, установленной между торцевой поверхностью дополнительного сепаратора и дном паза.

11. Способ сборки радиально-упорного шарикоподшипника заключающийся в установке тел качения между кольцами и в сепаратор, отличающийся тем, что с целью упрощения монтажа с разъемным одним кольцом, в паз неразъемного кольца устанавливают первую часть дополнительного сепаратора, снабженную смазкой, основной сепаратор и в его ячейки - шарики, на них наружное кольцо и вторую часть дополнительного сепаратора, а затем упорное кольцо и скрепляют его с наружным кольцом.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что величину осевого смещения колец выбирают меньше трех четвертей цилиндрической дорожки качения одного кольца.

РИСУНКИ

Рисунок 1