Сферический подшипник


 


Владельцы патента RU 2563295:

Акционерное общество "Производственное объединение "Уральский оптико-механический завод" имени Э.С. Яламова" (АО "ПО "УОМЗ") (RU)

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к шариковым сферическим двухрядным подшипникам качения, предназначенным для использования в узлах опор приборов, работающих в условиях высоких вибрационных нагрузок, преимущественно в узлах опор гиростабилизированных платформ разного типа, разных весов и габаритов с обеспечением необходимых требований по трем осям координат. Сферический подшипник содержит наружное кольцо, выполненное из кольцевой детали (1) с вогнутой сферической рабочей поверхностью, кольцевой детали (2) с выпуклой сферической рабочей поверхностью и кольцевой втулки (3), сопряженных между собой, а также внутреннее кольцо (4), два ряда тел качения (5, 7), выполненных в форме шара и установленных в двух сепараторах (6, 8), совмещенных друг с другом. Размещенное между сепараторами (6, 8) с телами качения (5, 7) внутреннее кольцо (4) имеет две рабочие сферические поверхности, каждая из которых сопряжена посредством соответствующего ряда тел качения (5, 7) с соответствующей рабочей сферической поверхностью наружного кольца (1, 2, 3), огибающего внутреннее кольцо (4). Все рабочие сферические поверхности колец имеют общий центр, совмещенный с центром масс прибора, находящимся за пределами подшипника. Внутреннее кольцо (4) содержит элементы крепления для соединения с балкой прибора. Втулка (3) содержит фланец (9), посредством которого подшипник крепится к узлу опоры прибора. Кольца (1, 2, 4) и втулка (3) выполнены из металла, например стали, или керамического материала. Технический результат: обеспечение стабильной работы сферического подшипника при высоких вибрационных нагрузках, возникающих в трех взаимно ортогональных осях координат. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Заявляемое техническое решение относится к области приборостроения, в частности к шариковым сферическим двухрядным подшипникам качения, предназначенным для использования в узлах опор приборов, работающих в условиях высоких вибрационных нагрузок, преимущественно в узлах опор гиростабилизированных платформ разного типа, разных весов и габаритов с обеспечением необходимых требований по трем осям координат.

Известны радиальные шариковые сферические двухрядные подшипники качения (ГОСТ 28428-90, введен 01.01.1991 г.), содержащие наружное и внутреннее кольца с рабочими сферическими поверхностями качения, установленные с возможностью поворота друг относительно друга, и два ряда тел качения, выполненных в форме шара, причем центр рабочей сферической поверхности наружного кольца совпадает с центром масс подшипника, находящимся внутри подшипника на его продольной оси.

Такие подшипники предназначены, преимущественно, для восприятия больших радиальных нагрузок и не пригодны для использования при больших осевых нагрузках.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков относится однорядный сферический роликовый подшипник качения по патенту RU №2446323 [с приоритетом от 05.10.2010, МПК F16C 19/22, F16C 33/36, F16C 33/58, опубл. 27.03.2012], содержащий наружное и внутренние кольца с рабочими поверхностями качения, тела качения в виде роликов и сепаратор для разделения тел качения. Рабочая поверхность качения наружного кольца выполнена сферической, а рабочая поверхность качения внутреннего кольца выполнена торообразной. Ролики имеют коническую форму, выпуклый профиль которых сопряжен с рабочими поверхностями качения колец подшипника. Центр сферы поверхности качения наружного кольца подшипника смещен относительно его центра масс вдоль продольной оси подшипника. Данная конструкция подшипника позволяет расширить диапазон его применения путем использования в качестве радиального, радиально-упорного, упорно-радиального или упорного.

Данное устройство выбрано за ближайший аналог.

Недостатком ближайшего аналога является невозможность восприятия знакопеременной нагрузки в продольном направлении, а также отсутствие способности роликов обеспечивать угловые перемещения относительно вынесенного центра масс в трех взаимно ортогональных направлениях оси координат без дополнительных усилий и с минимальным моментом сопротивления.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является обеспечение стабильной работы сферического подшипника при высоких вибрационных нагрузках, возникающих в трех взаимно ортогональных осях координат.

Достигаемый технический результат заключается в возможности восприятия подшипником больших радиальных и осевых нагрузок, в том числе знакопеременных, по трем осям координат с минимальным моментом сопротивления при более рациональном размещении подшипника в приборе.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что сферический подшипник содержит наружное и внутреннее кольца с рабочими сферическими поверхностями, установленные с возможностью поворота друг относительно друга, сепаратор с телами качения, которые сопряжены с соответствующими рабочими сферическими поверхностями колец подшипника, причем центр рабочей сферической поверхности наружного кольца вынесен за пределы подшипника и расположен на его продольной оси.

В отличие от ближайшего аналога заявляемый подшипник содержит два ряда тел качения, выполненных в форме шара, которые установлены в двух сепараторах, совмещенных друг с другом, а размещенное между сепараторами с телами качения внутреннее кольцо имеет две рабочие сферические поверхности, каждая из которых сопряжена посредством соответствующего ряда тел качения с соответствующей рабочей сферической поверхностью наружного кольца, огибающего внутреннее кольцо, причем центр всех рабочих сферических поверхностей подшипника совпадает с центром масс прибора.

При этом наружное кольцо заявляемого подшипника может состоять из кольцевой детали с вогнутой сферической рабочей поверхностью, кольцевой детали с выпуклой сферической рабочей поверхностью и кольцевой втулки с фланцем, сопряженных между собой.

Кроме того, внутреннее кольцо заявляемого подшипника может содержать элементы крепления для соединения с балкой прибора, а сферические кольца и втулка могут быть выполнены из металла, например стали, или керамического материала.

Два ряда тел качения, выполненных в форме шара, позволяют уменьшить нежелательные радиальные перемещения.

Для каждого ряда тел качения предназначен свой сепаратор.

Совмещение сепараторов обеспечивает согласованное движение шаров.

Сопряжение посредством соответствующего ряда тел качения парных рабочих сферических поверхностей наружного и внутреннего колец позволяет увеличить величину допустимого угла поворота одного кольца подшипника относительно другого.

Совмещение центра всех рабочих сферических поверхностей подшипника с центром масс прибора, находящимся за пределами подшипника, позволяет за счет увеличения угла контакта шарикового подшипника значительно увеличить величину нагрузок (особенно осевой) во всех трех взаимно ортогональных осях координат и обеспечить более компактное и удобное размещение подшипника в приборе.

Сущность заявленного технического решения поясняется чертежом.

На фиг. изображена схема общего вида сферического подшипника с разрезом.

Сферический подшипник содержит наружное кольцо, состоящее из кольцевой детали 1 с вогнутой сферической рабочей поверхностью, кольцевой детали 2 с выпуклой сферической рабочей поверхностью и кольцевой втулки 3, соединенных между собой, а также внутреннее кольцо 4 с наружной и внутренней рабочими сферическими поверхностями, верхний ряд тел качения 5, выполненных в форме шара и расположенных в верхнем сепараторе 6, нижний ряд тел качения 7, выполненных в форме шара и расположенных в нижнем сепараторе 8. Причем внутреннее кольцо 4 размещено между сепараторами 6 и 8 с соответствующими рядами тел качения 5 и 7 и закреплено на балке прибора (на фиг. не показано). Наружное кольцо, сформированное деталями 1, 2, 3, огибает внутреннее кольцо 4. Втулка 3 фланцем 9 крепится к узлу опоры прибора (на фиг. не показано).

Устройство работает следующим образом.

При изменении положения прибора в пространстве относительно заданного направления по любой из осей координат наружное кольцо, сформированное деталями 1, 2, 3 вместе с размещенными в сепараторах 6 и 8 рядами шаров соответственно 5 и 7, поворачивается вокруг центра сфер О. При этом внутреннее кольцо 4, закрепленное на балке прибора, остается неподвижным. При повороте деталей 1, 2, 3 наружного кольца относительно внутреннего кольца 4 шарики 5 и 7, находящиеся в контакте с соответствующими рабочими сферическими поверхностями качения, катятся по ним, увлекая за собой соответствующие сепараторы 6 и 8, что обеспечивает плавный поворот с минимальным сопротивлением. Раньше, чем шарики 5 и 7 достигнут края соответствующих сферических поверхностей качения, наружное кольцо деталью 1 встает на упор, образованный внешней балкой прибора (на фиг. не показано).

Поскольку положение прибора в соответствии с внешними условиями может также измениться и по другим осям координат, заявляемый сферический подшипник, аналогично приведенному описанию, будет выдерживать соответствующие данным положениям нагрузки, в том числе, в отличие от аналога, знакопеременные и значительные осевые.

Данная конструкция устройства обеспечивает соблюдение всех заданных конструктивных, технологических и эксплуатационных характеристик подшипника, обладает технологичностью, прошла необходимые испытания и предназначена для промышленного производства.

1. Сферический подшипник, состоящий из наружного и внутреннего колец с рабочими сферическими поверхностями, установленных с возможностью поворота друг относительно друга, тел качения и сепаратора для разделения тел качения, при этом тела качения находятся во взаимодействии с соответствующими рабочими сферическими поверхностями колец подшипника, а центр рабочей сферической поверхности наружного кольца вынесен за пределы подшипника и расположен на его продольной оси, отличающийся тем, что содержит два ряда тел качения, выполненных в форме шара, которые установлены в двух сепараторах, совмещенных друг с другом, а размещенное между сепараторами с телами качения внутреннее кольцо имеет две рабочие сферические поверхности, каждая из которых сопряжена посредством соответствующего ряда тел качения с соответствующей рабочей сферической поверхностью наружного кольца, огибающего внутреннее кольцо, причем все рабочие сферические поверхности колец имеют общий центр, совмещенный с центром масс прибора.

2. Сферический подшипник по п. 1, отличающийся тем, что наружное кольцо состоит из кольцевой детали с вогнутой сферической рабочей поверхностью, кольцевой детали с выпуклой сферической рабочей поверхностью и кольцевой втулки, сопряженных между собой.

3. Сферический подшипник по п. 1, отличающийся тем, что внутреннее кольцо содержит элементы крепления для соединения с балкой прибора.

4. Сферический подшипник по п. 2, отличающийся тем, что втулка содержит фланец, посредством которого подшипник крепится к узлу опоры прибора.

5. Сферический подшипник по п. 2, отличающийся тем, что кольца и кольцевая втулка выполнены из металла, например стали, или керамического материала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано преимущественно в производстве, эксплуатации и ремонте подшипников. Роликоподшипник содержит наружное и внутреннее кольца с расположенными между ними роликами.

Изобретение относится к упорному одинарному шарикоподшипнику. Шарикоподшипник (1) содержит первую имеющую кольцеобразную упорную шайбу (2) и находящуюся на удалении от нее и расположенную на общей центральной оси (3) вторую имеющую кольцеобразную упорную шайбу (4).

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к сферическим шариковым подшипникам качения, и может применяться в малооборотных высоконагруженных механизмах.

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться в конструкциях машин, механизмов и, в частности, в подшипниковых узлах. Способ повышения долговечности подшипникового узла, имеющего хотя бы одну локальную зону нагружения переменной жесткости, содержащего цапфу вала, корпус и подшипник качения, заключается в том, что формирование этих зон производят в следующей последовательности: сначала в зависимости от типа-размера подшипника и действующей на него внешней нагрузки рассчитывают оптимальное распределение нагрузки между телами качения, для достижения максимальной долговечности; затем методом конечных элементов рассчитывают весь подшипниковый узел с целью определения формы и размеров зоны нагружения, ограниченной двумя дугами окружностей соответствующих радиусов и эксцентриситетов, обеспечивающей оптимальное распределение нагрузки; потом удаляют путем обтачивания и (или) шлифования металл с внутренней поверхности корпуса подшипника или с наружной поверхности внешнего кольца подшипника, или с наружной, или с внутренней поверхности кольца переменной жесткости, вставленного между корпусом и наружным кольцом подшипника.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к шариковым подшипникам качения, и может применяться в малооборотных высоконагруженных механизмах. Подшипник содержит наружное (1) и внутреннее (2) кольца с двумя дорожками качения и буртиками на каждом, тела качения в виде шариков (3).

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к шариковым подшипникам качения, и может быть использовано в малооборотных высоконагруженных механизмах.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к шариковым подшипникам качения, и может применяться в малооборотных высоконагруженных механизмах. Шариковый бессепараторный подшипник качения содержит наружное (1) и внутреннее (2) кольца с двумя дорожками качения и буртиками на каждом, и тела качения в виде шариков (3).

Изобретение относится к области машиностроения. Роликовый подшипник качения содержит наружное (1) и внутреннее (2) кольца с цилиндрическими дорожками качения, имеющими буртики, тела качения в виде роликов (3), сепаратор для разделения роликов (3).

Изобретение относится к области машиностроения. Подшипник качения содержит внутреннее кольцо (2), снабженное цилиндрической дорожкой качения с буртиками (4) с обеих сторон дорожки качения, наружное кольцо (1), снабженное цилиндрической дорожкой качения с буртиком (5) с одной стороны дорожки качения, тела качения в виде цилиндрических роликов (3) и сепаратор для разделения роликов.

Изобретение относится к области машиностроения. Роликовый подшипник качения содержит наружное кольцо (1), снабженное цилиндрической дорожкой качения с буртиками (4) с обеих сторон дорожки качения, внутреннее кольцо (2), снабженное цилиндрической дорожкой качения с буртиком (5) с одной стороны дорожки качения, тела качения в виде цилиндрических роликов (3) и сепаратор для разделения роликов (3).

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении подшипников качения. .

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).

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. .
Наверх