Упорный подшипник с коническими роликами и плавающим бортом

Изобретение относится к области машиностроения и может быть применено в опорах валов и осей. Упорный подшипник с коническими роликами и плавающим бортом содержит опорные кольца с рабочими поверхностями, установленные поочередно на валу и в корпусе, и конические ролики, установленные между кольцами. Конусы рабочих поверхностей колец и вершины конусов роликов сходятся в одной точке на оси подшипника. Опорные кольца выполнены без бортов по внешнему диаметру подшипника, а с внешними торцами конических роликов взаимодействует плавающее кольцо. Поверхность сопряжения внутренней поверхности плавающего кольца и внешнего торца конического ролика выполнены как подшипник скольжения. Технический результат - повышение надежности и долговечности упорного подшипника с коническими роликами за счет равномерного распределения нагрузки между коническими роликами. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть применено в опорах валов и осей. Сущность изобретения: подшипник содержит опорные кольца с коническими рабочими поверхностями и конические ролики, установленные между кольцами. Конусы рабочих поверхностей колец и вершины конусов роликов сходятся в одной точке на оси подшипника. Опорные кольца выполнены без бортов. По внешнему диаметру подшипника с внешними торцами конических роликов взаимодействует плавающее кольцо, выполняющее функцию плавающего борта.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к области машиностроения, и может быть применено в опорах валов и осей, и предназначено для восприятия осевой нагрузки.

Известен упорный подшипник тип 9019000 ГОСТ 3395-89, в котором борт с внешней стороны кольца служит для восприятия центробежных сил и радиальных составляющих от осевой нагрузки на подшипник.

Недостатком этого подшипника являются плохие условия смазывания торцов роликов и торцов бортов опорных колец, 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.

Целью изобретения является повышение надежности и долговечности упорного подшипника с коническими роликами за счет равномерного распределения нагрузки между коническими роликами.

Указанная цель достигается тем, что упорный подшипник с коническими роликами содержащий опорные кольца, установленные поочередно на валу и в корпусе, конические ролики, размещенные между кольцами, снабжен плавающим кольцом, размер, которого в осевом направлении соизмерим с диаметром внешнего торца ролика, а толщина в диаметральном направлении соизмерима с толщиной борта упорного подшипника, выполняющего функцию плавающего борта, взаимодействующего своей внутренней поверхностью с коническими роликами, по их внешним торцам.

Поверхность сопряжения внутренней поверхности плавающего кольца и внешнего торца конического ролика выполнены как подшипник скольжения или подшипник качения, благодаря чему улучшаются условия смазывания и улучшается распределение нагрузки на торцах конических роликов, что повышает надежность и долговечность подшипника.

Неравномерность распределения нагрузки между коническими роликами в подшипнике обусловлена неточностью изготовления конических роликов, а также возникает в результате нарушения соосности, перекосов опорных колец и других технологических и монтажных погрешностей.

Так как плавающее кольцо в отличие от борта на опорных кольцах имеет возможность изменять свое положение относительно опорных колец, то взаимодействие внешних торцов конических роликов с плавающим кольцом приводит к тому, что достигается равномерное распределение осевой нагрузки между коническими роликами и связанное с этим снижение контактных напряжений.

Если поверхность сопряжения внутренней поверхности плавающего кольца и внешнего торца конического ролика выполнены как подшипник скольжения, то маслинный клин, возникающий во время работы подшипника является дополнительным демпфирующим элементом, способствующим лучшему восприятию ударных нагрузок и более равномерному распределению нагрузки между коническими роликами.

Плавающее кольцо выполняет также функцию уплотняющего устройства, что защищает подшипник от попадания грязи и препятствует утечке смазки.

Плавающее кольцо может быть выполнено в виде гибкой оболочки.

Плавающее кольцо может быть выполнено как единое целое с сепаратором.

На чертеже показан предлагаемый упорный подшипник в разрезе.

Упорный подшипник: опорное кольцо 1 и опорное кольцо 2 с рабочими поверхностями 3. Между опорными кольцами 1 и 2 размещены конические ролики 4 и плавающее кольцо 5, взаимодействующее с внешними торцами конических роликов 4 по внутреннему диаметру плавающего кольца 5.

Упорный подшипник работает следующим образом.

Неточность изготовления конических роликов, а также возникающие в результате нарушения соосности, перекосы опорных колец и другие технологические и монтажные погрешности ведут к неравномерному распределению нагрузки между телами качения. Так как плавающее кольцо имеет возможность перемещаться в диаметральной плоскости, то тела качения, воспринимающие наибольшую нагрузку, упираясь внешними торцами в плавающее кольцо, перемещают его в диаметральной плоскости, пока нагрузка между телами качения не выровняется.

Если поверхность сопряжения внутренней поверхности плавающего кольца и внешнего торца конического ролика выполнены как подшипник скольжения, то маслинный клин, возникающий во время работы подшипника является дополнительным демпфирующим элементом, способствующим лучшему восприятию ударных нагрузок.

Если ширина плавающего кольца чуть меньше, чем диаметр внешнего торца конического ролика, то в этом случае плавающее кольцо выполняет также функцию уплотняющего устройства, что защитит подшипник от попадания грязи и сохранит смазку.

Упорный подшипник с коническими роликами и плавающим бортом имеет следующие преимущества:

1. Более равномерное распределение осевой нагрузки на каждый конический ролик, ликвидированы условия интенсивного износа и преждевременного разрушения отдельных конических роликов, повышена несущая способность упорного подшипника.

2. Если поверхность сопряжения внутренней поверхности плавающего кольца и внешнего торца конического ролика выполнены как подшипник скольжения, то уменьшаются нагрузки на конические ролики от ударных нагрузок, являющиеся источником преждевременных поломок, интенсивного износа и аварийного заклинивания упорного подшипника.

3. Не требуется высокой точности изготовления деталей упорного подшипника.

В результате реализации преимуществ достигается устойчивая надежная длительная работа упорного подшипника в условиях неравномерности распределения нагрузки между коническими роликами, обусловленная неточностью изготовления конических роликов, а также возникающих в результате нарушения соосности перекосов опорных колец и других технологических и монтажных погрешностей.

1. Упорный подшипник с коническими роликами и плавающим бортом, содержащий опорные кольца с рабочими поверхностями, установленные поочередно на валу и в корпусе, и конические ролики, установленные между кольцами, конусы рабочих поверхностей колец и вершины конусов роликов сходятся в одной точке на оси подшипника, опорные кольца выполнены без бортов по внешнему диаметру подшипника, с внешними торцами конических роликов взаимодействует плавающее кольцо, отличающийся тем, что поверхность сопряжения внутренней поверхности плавающего кольца и внешнего торца конического ролика выполнена как подшипник скольжения.

2. Подшипник по п.1, отличающийся тем, что плавающее кольцо выполнено как единое целое с сепаратором.

3. Подшипник по п.1, отличающийся тем, что плавающее кольцо выполняет функцию уплотняющего устройства.

4. Подшипник по п.1, отличающийся тем, что размер плавающего кольца в осевом направлении соизмерим с диаметром внешнего торца ролика, а толщина в диаметральном направлении соизмерима с толщиной борта упорного подшипника.

5. Подшипник по п.1, отличающийся тем, что плавающее кольцо может быть выполнено в виде гибкой оболочки.