Подшипник качения

 

Использование: машиностроение, в частности подшипники качения, работающие в условиях постоянно заложенной смазки, к которым предъявляются дополнительные требования по возможности пополнения смазывающим веществом. Сущность изобретения: в подшипнике качения, содержащем наружное и внутреннее кольца, размещенные между ними тела качения и два уплотнения, закрепленные на одном из колец и состоящие из защитных шайб и соединенных с ними эластичных губ, герметично контактирующих с другим из колец, в эластичной губе выполнена, по крайней мере, одна беззазорная прорезь. В теле защитной шайбы выполнен, по крайней мере, один паз, который размещен таким образом, что в сборном подшипнике качения он своим контуром охватывает контур беззазорной прорези эластичной губы. 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к подшипникам качения, работающим в условиях постоянно заложенной смазки, к которым предъявляются дополнительные требования по возможности пополнения смазывающим веществом.

Известен подшипник качения, содержащий уплотнительные эластичные кольца, армированные каждое металлической шайбой, установленные в кольцевых канавках, расположенных на наружном кольце подшипника качения по обеим сторонам от тел качения, и взаимодействующие с внутренним кольцом подшипника качения [1] Долговечность подшипника качения такой конструкции в основном ограничивается работоспособностью смазочного материала, который закладывается во внутреннюю полость подшипника качения один раз. В процессе работы подшипника качения происходит утрата смазочного материала и потеря им своих смазочных свойств, что в конечном счете приводит к преждевременному выходу подшипника качения из строя. Пополнение подшипника качения свежим смазывающим материалом невозможно по той причине, что он выполнен неразборным и рассчитан на одноразовое заполнение смазывающим материалом при изготовлении. При этом в подшипнике качения не предусмотрены средства для периодического пополнения его смазывающим материалом.

Известны также другие технические решения, направленные на повышение надежности и долговечности подшипника качения за счет периодического пополнения его смазывающим веществом. Одним из таких технических решений является подшипник качения с устройством для его смазки, содержащим корпус, размещенные в корпусе вал и уплотнение, крышку, смонтированную на корпусе с образованием полости для смазки, заключенную между валом, подшипником качения и уплотнением крышки, в которой расположен упругий элемент, скрепленный с валом и снабженный консольно закрепленными по его внутреннему диаметру со стороны подшипника качения упругими лепестками и выполненными с замкнутыми в радиальном направлении прорезями, при этом упругие лепестки смонтированы с возможностью перекрытия упомянутых прорезей [2] Недостатком такой конструкции является то, что она имеет относительно большие габаритные размеры, особенно осевые. Кроме того, смазывающий материал, постоянно находясь в полости для смазки, приходит в негодность в результате старения необратимых процессов, происходящих в смазывающем материале с течением времени и ухудшающих его смазывающие свойства. Пополнение полости для смазки свежим смазывающим материалом возможно только при разборке подшипникового узла машины. При всех своих достоинствах такой подшипник качения с устройством для смазки отличается еще повышенной сложностью изготовления и его обслуживания при эксплуатации.

Наиболее близким техническим решением, направленным на повышение надежности и долговечности подшипника качения за счет периодического пополнения подшипника качения смазывающим веществом, принятым в качестве прототипа, является подшипник качения, содержащий наружное и внутреннее кольца, размещенные между ними тела качения и два уплотнения, закрепленные на одном из колец и состоящие из защитных шайб и соединенных с ними эластичных губ, герметично контактирующих с другим из колец [3] Недостатком подшипника качения такой конструкции является то, что при пополнении его новой порцией смазывающего материала в внутреннюю полость попадают загрязнения отбрасываемые инерционными силами и скапливающиеся у кромки эластичной губы, а также частицы износа образующиеся в контакте эластичной губы и кольца. В процессе работы во внутренней полости подшипника качения под действием центробежных и инерционных сил в смазывающем материале возникают усилия, стремящиеся раскрыть герметичный контакт эластичной губы и кольца. Так как усилие поджатия эластичной губы к кольцу невелико, то смазывающий материал выбрасывается из внутренней полости подшипника качения между эластичной губой и кольцом в месте их герметичного контакта. Это требует частого пополнения подшипника качения смазывающим материалом. Задержка в добавке новой порции смазывающего материала может привести к быстрому выходу подшипника качения из строя. Чтобы обеспечить требуемую герметизацию внутренней полости подшипника качения между уплотнением и кольцом необходимо создать как можно больший натяг. Чтобы обеспечить возможность пополнения внутренней полости подшипника качения смазывающим материалом между уплотнением и кольцом необходимо установить как можно меньший натяг. Совмещение этих двух требований в одной конструкции очень сложная задача и практически трудно выполнимая. Поэтому в подшипнике качения такой конструкции приходится жертвовать или герметичностью, или возможностью пополнения смазывающим материалом, что в конечном счете одинаково приводит к снижению надежности и долговечности. Кроме того, для пополнения смазывающим материалом подшипника качения такой конструкции необходимо специальное устройство, так как обычно применяемые для этих целей масленки и шприцы не могут использоваться из-за неудобств в работе. Это связано с тем, что масленкой или шприцом невозможно подать смазывающий материал через герметичный контакт эластичной губы и кольца без значительной деформации эластичной губы, что может привести к повреждению уплотнения и самого подшипника качения. При этом под действием давления смазывающий материал попадает как во внутреннюю полость подшипника качения, так и на наружные поверхности, что приводит к излишнему расходу смазывающего материала. Кроме того, уплотнения в подшипнике качения такой конструкции имеют относительно большие осевые размеры, что не всегда оправдано.

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в периодическом пополнении его смазывающим материалом.

Это достигается тем, что в подшипнике качения, содержащем наружное и внутреннее кольца, размещенные между ними тела качения и два уплотнения, закрепленные на одном из колец и состоящие из защитных шайб и соединенных с ними эластичных губ, герметично контактирующих с другим из колец, в эластичной губе выполнена по крайней мере, одна беззазорная прорезь. В теле защитной шайбы выполнен, по крайней мере, один паз, который размещен таким образом, что он в собранном подшипнике качения своим контуром охватывает контур беззазорной прорези эластичной губы. Беззазорная прорезь выполнена в виде плоскости, части поверхности цилиндра или конуса, или любой другой поверхности, или их комбинаций. Паз выполнен в виде отверстия, канавки и собственно паза или других подобных элементов формируемых цилиндром, параллелепипедом или поверхностью любой другой формы.

В эластичной губе выполнена беззазорная прорезь с тем, чтобы уменьшить осевые размеры уплотнения. Так как для размещения беззазорной прорези в теле эластичной губы требуется немного места, особенно в осевом направлении, то размеры всего уплотнения подшипника качения можно значительно уменьшить. Это уменьшение возможно потому, что смазывающий материал подают во внутреннюю полость подшипника качения не через герметичный контакт эластичной губы уплотнения с поверхностью кольца, а через само уплотнение. Смазывающий материал продавливается через беззазорную щель в эластичной губе уплотнения, которая под действием давления и гибкости эластичной губы раскрывается и пропускает смазывающий материал во внутреннюю полость подшипника качения. При этом, чем меньше осевые размеры эластичной губы в месте расположения беззазорной прорези, тем с меньшим усилием возможна подача смазывающего материала во внутреннюю полость подшипника качения. Прорезь в эластичной губе выполнена также для того, чтобы обеспечить возможность пополнения подшипника качения смазывающим материалом с сохранением надежного уплотнения внутренней полости подшипника качения. Это объясняется тем, что прорезь в эластичной губе открывается только при пополнении подшипника качения очередной порцией смазывающего материала. Раскрытие беззазорной прорези происходит в результате определенного давления смазывающего материала, и как только это давление прекращается, прорезь самопроизвольно закрывается, становясь снова беззазорной. Так как прорезь выполнена беззазорной, то это позволяет создать надежную защиту внутренней полости подшипника качения от проникновения пыли и влаги из окружающей среды и вместе с тем обеспечивает возможность периодического пополнения подшипника качения смазывающим материалом. Это связано с тем, что нет необходимости ослаблять контакт между эластичной губой и кольцом, так как смазывающий материал подается во внутреннюю полость подшипника качения через беззазорную прорезь, а не через герметичный контакт эластичной губы с кольцом. Усилие поджатия эластичной губы уплотнения к кольцу может быть значительно увеличено, что способствует улучшению герметичности подшипника качения. Выброс смазывающего материала из подшипника качения практически невозможен, так как усилия поджатия эластичных губ к кольцу можно всегда установить несколько большими, чем усилия пытающиеся раскрыть герметичные контакты эластичных губ с кольцом. Наличие беззазорной прорези позволяет упростить условия смазки подшипника качения и применять для этих целей обычные масленки или шприцы. При этом отработанный смазывающий материал, находящийся во внутренней полости подшипника качения под действием давления новой порции смазывающего материала, поступающего через беззазорную прорезь в эластичной губе одного из уплотнений, вытесняется из подшипника качения наружу через беззазорную прорезь в эластичной губе другого из уплотнения. Если усилие давления новой порции смазывающего материала превышает усилия поджатия эластичных губ к кольцу в местах их герметичного контакта, то отработанный смазывающий материал вытесняется из внутренней полости подшипника качения также и через эти герметичные контакты, вынося с собой продукты износа, образующиеся в местах этих контактов. В теле защитной шайбы выполнен паз, который размещен таким образом, что он в собранном подшипнике качения своим контуром охватывает контур беззазорной прорези эластичной губы для того, чтобы обеспечить пополнение смазывающим материалом подшипника качения через прорезь эластичной губы за счет упругости материала эластичной губы. Эластичная губа в месте расположения прорези, изгибаясь под действием подаваемого в подшипник качения смазывающего материала, допускает его через паз в защитной шайбе и через беззазорную прорезь упругой губы. Усилие, с которым смазывающий материал подается во внутреннюю полость подшипника качения, незначительно и зависит от упругих свойств эластичной губы, и может быть обеспечено какой угодно малой величины. Обеспечение возможности пополнения подшипника качения смазывающим материалом через беззазорную прорезь в эластичной губе позволяет увеличить усилие поджатия эластичной губы уплотнения к кольцу и тем самым улучшить герметичность подшипника качения. Создание более надежной защиты внутренней полости подшипника качения, а также возможности пополнять его смазывающим материалом в конечном счете позволяет повысить надежность и долговечность подшипника качения.

На фиг. 1 представлен подшипник качения в разрезе; на фиг.2 узел I на фиг.1; на фиг.3 подшипник качения, вид со стороны торца.

Подшипник качения состоит из наружного кольца 1, внутреннего кольца 2, тел качения 3, и двух уплотнений 4, закрепленных на наружном кольце 1. Каждое уплотнение 4 состоит из защитной шайбы 5 и соединенной с ней эластичной губы 6, герметично контактирующей с внутренним кольцом 2. В эластичной губе выполнена беззазорная прорезь 7, а в теле защитной шайбы 5 выполнен паз 8, который размещен таким образом, что он в собранном подшипнике качения своим контуром охватывает контур беззазорной прорези 7 эластичной губы 6.

Подшипник качения работает следующим образом.

При вращении внутреннего кольца 2 между эластичной губой 6 уплотнения 4 и внутреннего кольца 2 имеет место подвижный герметичный контакт, который обеспечивает требуемую герметизацию внутренней полости подшипника качения. Вращающиеся детали, внутреннее кольцо 2 и тела качения 3 постоянно перемешивают смазывающий материал, находящийся во внутренней полости подшипника качения. Под действием центробежных и инерционных сил смазывающий материал разбрасывается по внутренней полости подшипника качения, отводя тепло от трущихся поверхностей и смазывая детали. Пополнение подшипника качения смазывающим материалом может производиться как при неработающем узле, в который установлен подшипник качения, так и при его работе, если доступ к подшипнику качения не требует остановки и разборки узла.

Пополнение подшипника качения смазывающим материалом может производиться с помощью шприца или масленки следующим образом. Шприц устанавливают напротив паза 8 защитной шайбы 5 и, создавая давление через паз 8 защитной шайбы 5 и беззазорную прорезь 7 эластичной губы 6, во внутреннюю полость подшипника качения подают смазывающий материал. Весь процесс пополнения подшипника качения смазывающим веществом может происходить без существенной разборки узла. При этом детали подшипника качения не подвергаются демонтажу и сам он может оставаться в узле.

Формула изобретения

ПОДШИПНИК КАЧЕНИЯ, содержащий наружное и внутреннее кольца, размещенные между ними тела качения и два уплотнения, закрепленные на одном из колец и состоящие из защитных шайб и соединенных с ними эластичных губ, герметично контактирующих с другим из колец, отличающийся тем, что в эластичной губе выполнена по крайней мере одна беззазорная прорезь, а в теле защитной шайбы выполнен по крайней мере один паз, который размещен таким образом, что он в собранном подшипнике качения своим контуром охватывает контур беззазорной прорези эластичной губы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3