Способ повышения долговечности подшипника качения с коническими роликами

Изобретение относится к области машиностроения и может быть применено в опорах валов и осей. Способ заключается в том, что угол наклона образующей конического ролика к его оси выполняют больше половины разности углов наклона образующих дорожек качения колец с коническими рабочими поверхностями относительно оси колец α и β на угол коррекции Δ(γ1) и/или половину разности углов наклона образующих дорожек качения колец с коническими рабочими поверхностями относительно оси колец α1 и β1 выполняют меньше угла наклона образующей конического ролика к его оси на угол коррекции Δ(γ2). Технический результат - повышение надежности и долговечности подшипника качения с коническими роликами. 3 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть применено в опорах валов и осей.

Известны подшипники качения с коническими роликами, например упорный подшипник, тип 9019000 ГОСТ 3395-89.

Недостатком этих подшипников является то, что наиболее опасные контактные напряжения возникают на роликах и коническом кольце в сечении меньшего торца конического ролика, жесткие требования по соосности и перекосу опорных колец. Это приводит к неравномерной нагрузке на конические ролики, разрушению отдельных роликов и преждевременному выходу упорного подшипника из строя.

Основным требованием при конструировании подшипника качения с коническими роликами является совпадение вершин углов α, β, γ, ϕ в одной точке, лежащей на оси подшипника, где β - угол наклона образующей дорожки качения кольца с конической рабочей поверхностью к его оси; γ - угол наклона образующей конического ролика к его оси; α - угол наклона образующей дорожки качения другого кольца с конической рабочей поверхностью к его оси; ϕ - угол наклона оси ролика к оси подшипника. Углы ϕ и α определяются соответственно по формулам:

ϕ=β-γ; α=β-2γ.

Целью изобретения является повышение надежности и долговечности подшипника качения с коническими роликами за счет коррекции угла наклона образующей конического ролика к его оси γ и/или за счет коррекции половины разности углов наклона образующих дорожек качения колец с коническими рабочими поверхностями относительно оси колец α и β, вследствие чего выравниваются контактные напряжения вдоль площадки соприкасания дорожки качения колец с коническими рабочими поверхностями и коническим роликом в направлении оси ролика.

Указанная цель достигается тем, что в подшипнике с коническими роликами, содержащем кольца с коническими рабочими поверхностями, устанавливаемые на валу и в корпусе, угол наклона образующей конического ролика к его оси γ1 по сравнению со стандартным подшипником γ выполняют больше половины разности углов наклона образующих дорожек качения колец с коническими рабочими поверхностями относительно оси колец α и β на угол коррекции Δ(γ1) и/или половина разности углов наклона образующих дорожек качения колец с коническими рабочими поверхностями относительно оси колец α1 и β1 по сравнению со стандартным подшипником α и β выполняют меньше угла наклона образующей конического ролика к его оси γ на угол коррекции Δ(γ2)

Δ(γ)=Δ(γ1)+Δ(γ2)

γ=γ1-Δ(γ1)

(β-α)/2=(β1-α1)/2+Δ(γ2),

где Δ(γ)≥0 - угол коррекции;

Δ(γ)≥Δ(γ1)≥0 - угол коррекции конического ролика;

Δ(γ)≥Δ(γ2)≥0 - угол коррекции кольца с коническими рабочими поверхностями;

α1, β1 - угол наклона образующих дорожек качения скорректированных колец с коническими рабочими поверхностями относительно оси колец;

γ1 - угол наклона образующей скорректированного конического ролика к его оси.

Величину угла коррекции Δ(γ) для компенсации неравномерности контактных напряжений вдоль площадки соприкасания дорожки качения колец с коническими рабочими поверхностями и коническим роликом в направлении оси ролика без учета краевого эффекта задают такой, чтобы при приложении к подшипнику номинальной или расчетной нагрузки величина контактного напряжения вдоль площадки соприкасания дорожки качения колец с коническими рабочими поверхностями и коническим роликом в направлении оси ролика была постоянной.

Угол коррекции Δ(γ) компенсирует неравномерность контактных напряжений вдоль площадки соприкасания дорожки качения колец с коническими рабочими поверхностями и коническим роликом в направлении оси ролика без учета краевого эффекта, а также неравномерность динамической грузоподъемности контакта конического ролика в направлении оси ролика с рабочими поверхностями колец.

Предложенный способ рассмотрен на примере работы упорного роликоподшипника с коническими роликами. Угол коррекции Δ(γ) рассчитан на компенсацию неравномерности контактных напряжений вдоль площадки соприкасания дорожек качения колец с коническим роликом в направлении оси ролика без учета краевого эффекта и приложение к подшипнику нагрузки, эквивалентной динамической грузоподъемности подшипника. При приложении к подшипнику нагрузки эквивалентной динамической грузоподъемности подшипника величина контактного напряжения вдоль площадки соприкасания дорожек качения колец с коническим роликом в направлении оси ролика остается постоянной без учета краевого эффекта. При уменьшении нагрузки на подшипник контактное напряжение вдоль площадки соприкасания перераспределяется в сторону увеличения контактного напряжения со стороны торца конического ролика большего диаметра по отношению к величине контактного напряжения у торца конического ролика со стороны меньшего диаметра без учета краевого эффекта, так как условия работы конического ролика со стороны большего диаметра более легкие, то такое перераспределение контактного напряжение вдоль длины ролика не уменьшает долговечности подшипника.

Подшипник качения с коническими роликами, выполненный данным способом, имеет следующие преимущества:

1. Более равномерное распределение нагрузки вдоль площадки соприкасания дорожек качения колец с конической рабочей поверхностью и коническим роликом в направлении оси ролика.

2. Лучше воспринимает нарушение соосности, перекосов колец с коническими рабочими поверхностями и других технологических и монтажных погрешностей.

3. Уменьшается дисперсия распределения долговечности.

4. Увеличение количества скомплектованных подшипников из партии деталей.

В результате реализации преимуществ достигается устойчивая надежная длительная работа подшипника в условиях неравномерности распределения нагрузки, обусловленной неточностью изготовления конических роликов, а также возникающими в результате нарушения соосности перекосами колец и другими технологическими и монтажными погрешностями.

Способ может быть реализован на этапе комплектования деталей подшипников.

1. Способ повышения долговечности подшипника качения с коническими роликами, содержащего кольца с коническими рабочими поверхностями, устанавливаемые на валу и в корпусе, отличающийся тем, что угол наклона образующей конического ролика к его оси γ1 по сравнению со стандартным подшипником γ выполняют больше половины разности углов наклона образующих дорожек качения колец с коническими рабочими поверхностями относительно оси колец α и β на угол коррекции Δ(γ1) и/или половину разности углов наклона образующих дорожек качения колец с коническими рабочими поверхностями относительно оси колец α1 и β1 по сравнению со стандартным подшипником α и β выполняют меньше угла наклона образующей конического ролика к его оси γ на угол коррекции Δ(γ2).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что задают величину угла коррекции такой, чтобы при приложении к подшипнику номинальной или расчетной нагрузки величина контактного напряжения вдоль площадки соприкасания дорожки качения колец с коническими рабочими поверхностями и коническим роликом в направлении оси ролика была постоянной без учета краевого эффекта.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что задают величину угла коррекции такой, чтобы компенсировать неравномерность динамической грузоподъемности контакта конического ролика в направлении оси ролика с рабочими поверхностями колец.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что реализуют данный способ при комплектовании деталей подшипников для сборки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к опорно-поворотным устройствам с упругими роликами преимущественно для боевых гусеничных машин, поворотных пусковых установок и т.п., где требуется безлюфтовость.

Передача // 2126918
Изобретение относится к передаче, в частности к планетарной передаче с основным корпусом, с по меньшей мере одним выходом элементом, установленным с возможностью вращения, а также с кольцеобразным гнездом с рабочими поверхностями, выполненными в зоне выходного элемента для аналогичных цилиндру элементов качения.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к опорно-поворотным устройствам (ОПУ) строительных и грузоподъемных машин. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к опорно-поворотным устройствам строительных и грузоподъемных машин. .

Изобретение относится к машиностроению, к радиально-упорным роликоподшипникам. .

Изобретение относится к машиностроению. .

Изобретение относится к области машиностроения, a именно к радиальноупорным роликоподшипникам с перекрещивающимися осями. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в узлах с предварительным натягом

Изобретение относится к области машиностроения, а в частности к подшипникам качения, работающим в узлах машин и механизмов

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в узлах с предварительным натягом при высоких скоростях вращения

Изобретение относится к двухрядным радиально-упорным подшипникам качения, применяемых, в частности, в железнодорожных буксах

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано во всех отраслях промышленности

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано во всех отраслях промышленности

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано во всех отраслях промышленности

Изобретение относится к машиностроению, в частности к подшипниковым узлам, воспринимающим повышенные радиальные нагрузки, и может быть использовано при подготовке к эксплуатации радиально-упорных конических роликовых подшипников качения

Изобретение относится к машиностроению, а именно к упорно-радиальным подшипникам, преимущественно используемым в верхней опоре передних стоек автомобилей. Подшипник содержит верхний и нижний пластмассовые кожухи, образующие по внутреннему и наружному диаметрам защитные соединения, с закрепленными в них металлическими кольцами, между которыми размещены шарики. Защитное соединение выполнено в виде маложесткого изгиба дугообразной или V-образной формы профиля одного из кожухов, маложесткий изгиб сопряжен с цилиндрической или конической маложесткой ответной частью другого кожуха с натягом, равным ∆=(0,1…0,2)+ε, где ε - величина взаимного радиального биения защитной части кожухов. Технический результат: устранение возможности попадания в рабочую полость подшипника внешних загрязнений и влаги и предотвращение вытекания из подшипника смазки. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, конкретно к подшипникам качения. Наиболее эффективно применение разработанного подшипника в качестве игольчатого роликоподшипника. Роликовый подшипник качения содержит внутреннее кольцо (1) с дорожкой качения (3) и наружное кольцо (9) с дорожкой качения (11), имеющие единую продольную ось (6, 12), и ряд цилиндрических роликов (7) между дорожками качения (3, 11). Дорожка качения (3) внутреннего кольца (1) и дорожка качения (11) наружного кольца (9) оппозитны друг другу и выполнены в виде поверхности однополостного гиперболоида. Дорожка качения (3) внутреннего кольца (1) и дорожка качения (11) наружного кольца (9) эквидистантны на всей ширине указанных колец (1, 9), при этом центр подшипника расположен на плоскости, делящей ширину подшипника пополам. Технический результат: обеспечение восприятия осевой нагрузки катящей поверхностью цилиндрических роликов, устранение переменной жесткости подшипника по углу поворота и обусловленная ею вибрация. 2 з.п. ф-лы, 10 ил.
Наверх