Трёхъярусный самоустанавливающийся радиальный подшипник качения с отверстиями


 


Владельцы патента RU 2520844:

Викторов Дмитрий Алексеевич (RU)

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к подшипникам. Трехъярусный подшипник качения содержит внутреннее (1), первое промежуточное (2), второе промежуточное (3), наружное (4) кольца и размещенные между ними тела качения (5). Внутреннее (1) и промежуточные кольца (2, 3) выполнены эксцентрическими, наружное (4) - концентрическим. На утолщенных частях первого (1), второго (2) и третьего (3) колец выполнены отверстия (8, 9, 10). Технический результат: обеспечение безинерционной передачи вращательного движения от внутреннего кольца подшипника к наружному кольцу при несоосности геометрических осей внутренней поверхности внутреннего кольца и наружной поверхности наружного кольца. 1 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к радиальным шариковым подшипникам качения.

Известен радиальный шариковый подшипник [1, стр.326, рис 16.13, позиция I]. Он имеет внутреннее кольцо, фиксируемое на валу, и внешнее кольцо, которое имеет геометрическую ось, совпадающую с геометрической осью внутреннего кольца. Этот подшипник примем за аналог. Недостатком аналога является то обстоятельство, что он выполнен одноярусным и в связи с этим не может быть применен при необходимости использования двух независимых движений.

Известен трехколенный или двухъярусный шариковый подшипник [2, стр.110, рис 18]. Промежуточное кольцо в таком подшипнике приводится во вращение от специального миниатюрного двигателя.

Наиболее близким к предлагаемому является подшипник качения [3] по патенту на изобретение №2461745, опубликованному 20.09.2012 г. Этот подшипник выполнен трехъярусным с четырьмя кольцами - внутренним, двумя промежуточными и наружным, между которыми помещены тела качения. Недостатком такого подшипника является высокая инерционная способность, приводящая к его быстрому разрушению.

Задачей изобретения является обеспечение безинерционной передачи вращательного движения от внутреннего кольца подшипника к наружному кольцу при несоосности геометрических осей внутренней поверхности внутреннего кольца и наружной поверхности наружного кольца. Это достигается тем, что в утолщенных частях первого, второго и третьего колец выполнены отверстия. Это позволяет сосредоточить центр масс подшипникового узла в неподвижной точке.

Сущность изобретения заключается в том, что предлагается трехъярусный самоустанавливающийся радиальный подшипник качения, включающий внутреннее, наружное и промежуточные кольца, а также тела качения, в котором на утолщенных участках первого, второго и третьего колец выполнены сквозные отверстия, причем толщина образовавшихся стенок колец выбирается из условия равнопрочности колец при их нагружении по всему периметру колец.

Эксцентриковые кольца имеют в радиальных сечениях разную толщину стенок от минимальной до максимальной. По этой причине центр тяжести колец оказывается смещенным относительно их осей вращения. Чтобы центр тяжести совпадал с осью колец, достаточно на утолщенных участках колец убрать лишний материал, т.е. сделать отверстия. При этом уменьшается масса колец, смещается центр тяжести и несущими оказываются образовавшиеся стенки колец.

Предлагаемый трехъярусный самоустанавливающийся радиальный подшипник качения показан на чертеже, где обозначены: внутреннее кольцо подшипника 1; первое промежуточное кольцо подшипника 2; второе промежуточное кольцо подшипника 3; наружное кольцо подшипника 4; первый ярус тел качения 5, расположенный между наружной цилиндрической поверхностью внутреннего кольца 1 и внутренней цилиндрической поверхностью первого промежуточного кольца 2; второй ярус тел качения 6, расположенный между наружной цилиндрической поверхностью первого промежуточного кольца 2 и внутренней цилиндрической поверхностью второго промежуточного кольца 3; третий ярус тел качения 7, расположенный между наружной цилиндрической поверхностью второго промежуточного кольца 3 и внутренней цилиндрической поверхностью наружного концентрического кольца 4 подшипника, в утолщенной части первого кольца расположено отверстие 8, второго кольца - отверстие 9 и третьего кольца - отверстие 10. Эти отверстия выполняют так, чтобы стенки колец оказывались равнопрочными. Это связано с тем, что кольца подшипника нагружаются радиальными нагрузками. Прочность колец в каждом их радиальном сечении определяется толщиной стенки кольца. Толщина стенки, в свою очередь, определяется суммой толщин, попадающих в сечение дальнего и ближнего участков кольца, между которыми находится отверстие. Сумма площадей таких сечений во всех радиальных направлениях должна быть одинакова.

На чертеже обозначены точкой O1 геометрический центр внутренней поверхности внутреннего кольца 1 подшипника, точкой O2 - геометрический центр наружной поверхности внутреннего и внутренней поверхности первого промежуточного колец τ подшипника, точкой О3 - геометрический центр наружной поверхности первого промежуточного и внутренней поверхности второго промежуточного колец подшипника, точкой О4- геометрический центр наружной поверхности второго промежуточного и поверхности (внутренней и наружной) концентрического наружного колец подшипника. Внутреннее, первое промежуточное и второе промежуточное кольца выполняются эксцентрическими с эксцентриситетами соответственно e1, e2 и е3, а геометрические оси внутренней поверхности внутреннего кольца и наружного концентрического кольца выполнены с эксцентриситетом е4.

Работает предлагаемый подшипник следующим образом. При вращении относительно оси O1 внутреннего кольца 1 совместно с валом, на который устанавливается это кольцо (вал не показан), за счет эксцентриситета e1 наружная поверхность внутреннего кольца, первый ярус тел качения 5 и внутренняя поверхность первого промежуточного кольца 2 будут вращаться относительно подвижной геометрической оси О3. Так как первое е3, а геометрические оси внутренней поверхности внутреннего кольца и наружного концентрического кольца выполнены с эксцентриситетом e4.

Работает предлагаемый подшипник следующим образом. При вращении относительно оси O1 внутреннего кольца 1 совместно с валом, на который устанавливается это кольцо (вал не показан), за счет эксцентриситета е1 наружная поверхность внутреннего кольца, первый ярус тел качения 5 и внутренняя поверхность первого промежуточного кольца 2 будут вращаться относительно подвижной геометрической оси О2. Так как первое промежуточное кольцо 2 выполнено с эксцентриситетом е2, его наружная цилиндрическая поверхность совместно со вторым ярусом тел качения 6 и наружной цилиндрической поверхностью второго промежуточного кольца 3 будет вращаться относительно подвижной геометрической оси О3. Наружная поверхность второго промежуточного кольца 3, соединенная через третий ярус тел качения 6, как и наружная и внутренняя цилиндрические поверхности наружного концентрического кольца будет вращаться относительно неподвижной оси O4, отстоящей от неподвижной геометрической оси внутренней поверхности O1 внутреннего кольца 1 подшипника на величину эксцентриситета e4. Таким образом, неподвижные оси O1 и O4, а также подвижные геометрические оси О2 и О3 образуют между собой подвижный шарнирный четырехзвенник O1O2O3O4. Стороны этого четырехзвенника соответственно равны O1O2=e1, O2O32, О3O4=e3, O1O4=e4. Полная проворачиваемость подшипника может быть обеспечена тем, что шарнирный четырехзвенник O1O2O3O4 будет выполнен как двухкривошипный, т.е такой, при размерах звеньев которого и звено O1O2, и звено О4О3 будут проворачиваться на полный оборот. Это обстоятельство обеспечивается тем, что сумма эксцентриситетов (e1+e2) выбирается большей, чем сумма эксцентриситетов (е34), т.е (е1+e2)>(e3+e4).

Источники информации

1. Иванов М.Н. Детали машин: Учеб. Для студентов высш. Техн. Учеб. Заведений. - 5-е изд., перераб. - М.: шк., 1991. - 383 с.: ил.

2. Шестов С.А. Гироскоп на земле, в небесах и на море. - М.: Знание, 1989.- 192 с.

3. Патент РФ №2461745 от 01.06.2011.

4. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин: Учеб. для вузов. - 4-е изд., перераб. и доп.- М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат.лит., 1988. - 640 с.

Трехъярусный самоустанавливающийся радиальный подшипник качения, включающий внутреннее, наружное и промежуточные кольца, а также тела качения, отличающийся тем, что на утолщенных участках первого, второго и третьего колец выполнены сквозные отверстия, причем толщина образовавшихся стенок колец выбрана из условия равнопрочности колец при их нагружении по всему периметру колец.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области разработки производства, эксплуатации узлов трения - подшипников чистого качения и может быть использовано в технологических, энергетических, транспортных машинах и найти применение во всех отраслях машиностроения.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к подшипникам. .

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к подшипникам. .

Изобретение относится к подшипникам качения с промежуточными обоймами и предназначено для высокооборотных газотурбинных и воздушных турбореактивных двигателей, а также для подводных лодок.

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

Изобретение относится к направляющему устройству вала с колебательным движением вокруг точки, расположенной на оси вала, причем это устройство может быть использовано, в частности, для придания интенсивной вибрации трубкам, содержащим биологические образцы для дробления образцов посредством стеклянных или керамических микрошариков, содержащихся в трубках с образцами.

Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно к системам подшипников с плавающим кольцом. .

Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно к системам подшипников с плавающим кольцом. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к системам из нескольких подшипников качения с промежуточным плавающим кольцом, вращающимся с промежуточной скоростью.

Изобретение относится к улавливающему подшипнику для улавливания роторного вала машины. Улавливающий подшипник (2) имеет проходящие вокруг воображаемой геометрической средней оси (М) первое опорное тело (7) и роликовые тела (5).

Изобретение относится к вращающимся вводам для подачи или отвода среды, находящейся под давлением, в аксиальную полость, соответственно, из аксиальной полости вращающейся детали машины со стационарным, не вращающимся элементом вращающегося ввода, вращающимся элементом вращающегося ввода и с опорными средствами, а также уплотнительными средствами, действующими в радиальной плоскости уплотнения между вращающимся элементом вращающегося ввода и не вращающимся элементом вращающегося ввода.

Изобретение относится к отрасли машиностроения и может быть использовано в высоконагруженных подшипниковых узлах, например в энергетическом, шахтном оборудовании, в машинах морских и речных судов, для восприятия больших осевых и радиальных нагрузок.

Изобретение относится к конструкции радиальных подшипников. .

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

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в производстве подшипников качения. .

Изобретение относится к точному машиностроению. .

Изобретение относится к подшипникам, используемым для поддержки вращающихся узлов. .

Изобретение относится к области мапшностроения, а именно к подшипникам качения. .

Изобретение относится к устройствам управления аэродинамическими поверхностями сверхзвуковой ракеты. Блок рулевого привода состоит из вала, установленного в корпус с возможностью поворота, аэродинамической поверхности, жестко закрепленной на валу, рулевого агрегата, колец, жестко скрепляемых между собой и устанавливаемых в корпус ракеты, роликов и сепараторов. Шток рулевого агрегата шарнирно соединен с рычагом. В кольцевой полости, образованной канавкой на валу и коническими дорожками качения на кольцах, размещены ролики так, что каждый последующий ролик перпендикулярен предыдущему. Между роликами установлен сепаратор. Изобретение направлено на работу при значительных аэродинамических нагрузках. 2 ил.
Наверх