Подшипник качения

 

Изобретение относится к области машиностроения и приборостроения и может быть применено во всех отраслях промышленности. Суть изобретения в том, что тела качения - ролики выполнены двухступенчатыми и диаметр большей ступени ролика обкатывается только по дорожке качения наружного кольца подшипника, а диаметры меньшей ступени ролика - только по дорожкам качения внутреннего кольца с постоянной и одинаковой частотой вращения, при этом должно выполняться условие сборки подшипника: d1m/Dwm1 = D1m/Dwm2, где d1m - диаметр дорожек качения внутреннего кольца подшипника; Dwm1 - диаметр меньшей ступени ролика; D1m - диаметр дорожек качения наружного кольца подшипника; Dwm2 - диаметр большей ступени ролика. Дорожка качения внутреннего кольца подшипника выполнена с проточками для образования зазора с большим диаметром ступеней роликов. Данное исполнение позволяет телам качения - роликам при работе подшипника обкатываться по дорожкам качения без проскальзывания. Технический результат заключается в обеспечении чистого качения тел качения при обкатке их по дорожкам качения, повышении предельной частоты вращения, снижении шума при работе. 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и приборостроения и может быть использовано во всех отраслях промышленности. Изобретение относится к важнейшим структурным элементам машин и приборов и составляет основную часть узлов трения.

Известны подшипники качения, содержащие внутреннее и наружное кольца с дорожками качения, размещенные между ними тела качения, выполненные в виде роликов, установленных в гнёздах сепаратора.

Основным недостатком известных подшипников качения является отсутствие чистого трения качения. При работе известных подшипников присутствует трение качения с проскальзыванием тел качения.

Для примера возьмём подшипник качения однорядный радиальный роликовый с короткими цилиндрическими роликами №2113 по ГОСТ 8328-75(d65×D100×B18; dp = 9 мм, число роликов Z = 20). Ролик с dp = 9 мм обкатывается по дорожке качения внутреннего кольца d1m 73.5 мм. За один оборот вала ролик должен сделать Nоборотов = π 73,5/π 9 = 8,166; а по дорожке качения наружного кольца D1m = 91,5 мм ролик делает Nоборотов = π 91,5/π 9 = 10,166.

То есть ролик делает на два оборота больше - это величина проскальзывания ролика относительно дорожки качения наружного кольца подшипника (а их в подшипнике Z = 20).

Известен подшипник качения прототип по патенту FR 2699238 А кл. F16C 19/22, содержащий внутреннее и наружное кольца с дорожками качения, размещенные между ними тела качения, выполненные в виде роликов, установленных в гнездах сепаратора, у которого тела качения - ролики выполнены двухступенчатыми. Больший диаметр ступени, имеющий один участок контактирования только с дорожкой качения наружного кольца подшипника, а меньший диаметр ступени, выполненный с двумя участками, взаимодействующими только с дорожкой качения его внутреннего кольца с постоянной и одинаковой частотой вращения, при этом должно выполняться условие сборки подшипника

d1m/Dwm1 = D1m/Dwm2,

где d1m - диаметр дорожки качения внутреннего кольца подшипника;

Dwm1 - диаметр меньшей ступени ролика;

D1m - диаметр дорожки качения наружного кольца подшипника;

Dwm2 - диаметр большей ступени ролика, а дорожка качения внутреннего кольца подшипника выполнена с одной проточкой для образования зазора с большим диаметром ступени ролика.

Цель изобретения:

- обеспечение чистого качения тел качения при обкатке их по дорожкам качения как внутреннего, так и наружного колец подшипника;

- повышение предельной частоты вращения подшипника качения, например, до 333 Т^-1;

- снижение шума при работе подшипника.

Поставленные цели и технический эффект предполагаемого изобретения достигается за счет того, что на дорожке качения внутреннего кольца подшипника выполнены две дополнительные проточки, а часть роликов выполнена с двумя участками меньшей ступени, взаимодействующими с дорожками качения внутреннего кольца подшипника и одним участком большей ступени, взаимодействующим с дорожкой качения наружного кольца, а часть роликов выполнена с тремя участками меньшей ступени, взаимодействующими с дорожками качения внутреннего кольца подшипника, и двумя участками большей ступени, взаимодействующими с дорожкой качения наружного кольца.

На фиг.1 изображён подшипник качения радиальный роликовый без буртов на наружном кольце и тремя кольцевыми проточками на дорожке качения внутреннего кольца. На фиг.2 изображена развертка сечения А-А фиг.1.

Подшипник качения состоит из наружного кольца 1, тел качения 2 и 4, внутреннего кольца 3(сепаратор не показан). Тела качения 2 выполнены в виде двухступенчатого цилиндрического ролика, больший диаметр ступени ролика Dwm2 контактирует по линии дорожкой качения D1m наружного кольца 1 подшипника.

А меньший диаметр ролика Dwm1 выполнен с двумя участками меньшей ступени, которыми контактирует с внутренними дорожками качения по диаметру d1m.

Тела качения 4 выполнены так же двухступенчатого типа и контактируют двумя участками большей ступени Dwm2 с дорожкой качения D1m наружного кольца, и тремя участками меньшей ступени с диаметром Dwm1.

Дорожки качения внутреннего кольца 3 подшипника выполнены с тремя проточками для образования зазора с большим диаметром Dwm2 роликов 2 и 4.

Подшипник качения, изображенный на фиг.1 и 2, работает следующим образом: при вращении вала получает вращение кольцо 3, ролики 2 и 4 взаимодействуют своими участками меньшей ступени с диаметром Dwm1 только с дорожкой качения с диаметром d1m внутреннего кольца 3. Большие диаметры ступеней роликов Dwm2 взаимодействуют только с дорожкой качения наружного кольца 1 с диаметром D1m. При этом необходимо, чтобы выполнялось условие сборки d1m/Dwm1 = D1m/Dwm2 = Соnst (например, 75,112/7,388 = 91,5/9 = 10,16), где Const - постоянное число, которое может быть как целым числом так и дробным в зависимости от габаритов подшипника и его параметров.

Следует отметить, что данное условие сборки позволяет телам качения 2 и 4 обкатываться по дорожкам качения с постоянной и одинаковой частотой вращения, чем и достигается чистое качение без проскальзывания. Снижается шум при работе подшипника за счет устранения проскальзывания тел качения.

Предложенный подшипник качения может устанавливаться без наружного кольца в целях уменьшения габаритов.

Данные подшипники качения позволят поднять точность станков и повысить класс чистоты и точности обработки деталей без шлифовки - после резца, а так же увеличить срок службы подшипника благодаря уменьшению тепловыделения и шумности работы. Подшипник способен к длительной работе в условиях ограниченной смазки.

Формула изобретения

Подшипник качения, содержащий внутреннее и наружное кольца с дорожками качения, размещенные между ними тела качения, выполненные в виде роликов, установленных в гнездах сепаратора, ролики выполнены двухступенчатыми и больший диаметр ступени контактирует только дорожкой качения наружного кольца подшипника, а меньший диаметр ступени - только с дорожкой качения его внутреннего кольца с постоянной и одинаковой частотой вращения, при этом должно выполняться условие сборки подшипника:

d1m/Dwm1 = D1m/Dwm2,

где d1m - диаметр дорожек качения внутреннего кольца подшипника;

Dwm1 - диаметр меньшей ступени ролика;

D1m - диаметр дорожек качения наружного кольца подшипника;

Dwm2 - диаметр большей ступени ролика,

а дорожка качения внутреннего кольца подшипника выполнена с проточкой для образования зазора с большим диаметром ступени ролика, отличающийся тем, что на дорожке качения внутреннего кольца подшипника выполнены две дополнительные проточки, а часть роликов выполнена с двумя участками меньшей ступени, взаимодействующими с дорожками качения внутреннего кольца подшипника, и одним участком большей ступени, взаимодействующим с дорожками качения наружного кольца, а часть роликов выполнена с тремя участками меньшей ступени, взаимодействующими с дорожками качения внутреннего кольца подшипника, и двумя участками большей ступени, взаимодействующими с дорожкой качения наружного кольца.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2