Радиально-упорный шарикоподшипник с нелинейным демпфером

 

Союз Советских

Социалистииеских

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 29.11.74(21) 2079265/02 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (43) Опубликовано 06.06 77.Бюллетень № 21 (45) Дата опубликования описания18.07,77 (1l) 56102 3

-.. т м4 иоо1етм

{51) М. Кл.е

F 16 С 19/00

Iосударственный комитет

Совета Министров СССР

ll0 делам изобретений и открытий (53) УЛК 6 1.822.7 (088.8) Г. В. Морозов, В. Г. Баранов, В. Г. Иванников, А. М. Варыцптикова и О. М. Домашев (72) А втор ы изобретения (71) Заявитель (54) РАДИАЛЬНО-УПОРНЫЙ ШАРИКОПОДШИПНИК С НЕЛИНЕЙНЫМ

ДЕМПФЕРОМ

Изобретение относится к подшипникам качения, касается шарикоподшипников с демпфирующими кольцами и может быть использовано в опорах для высокоскоростных машин и агрегатов. 5

Основным фактором, ограничивающим срок службы подшипников качения являются напряжения, возникающие в .поверхностном слое дорожек качения. Для разгрузки подшипников в агрегатах с высокоскорост- тп ными роторными системами в опоры вводят дополнительную упругость.

Известны демпфирующие устройства шарикоподшипниковых опор, в которых дополнительная упругость вводится в опоры путем установки специальных упругих элементов 111. Введение дополнительных демпфирующих элементов вызывает усложнение конструкции и увеличение ее габаритов.

Уменьшение контактных напряжений может быть достигнуто за счет деформации колец под нагрузками, в результате чего нагрузка распределяется »а большей поверхности дорожки качения, 25.Известен шарикоподшипник, содержащий по крайней мере одно кольцо с кольцевой канавкой на наружной поверхности и шарики. Кольцо под нагрузкой может прогибаться, как двухопорная балка, что снижает напряжения в точках контакта его с шариками (2). Недостатком известного шарикоподшипника является то, что характеристика податливости его колец близка к линейной и при прохождении ротором резонансных частот или при эволюции объекта амплит „да колебания ротора весьма значительна, динамические нагрузки могут превысить допустимые, ухудшается работа лабиринтных уплот нений, возможно их разрушение при касании, Белью изобретения является повышение надежности и увеличение срока службы работы радиально-упорного шарикоподшипника.

Для этого в предлагаемом шарикоподшит1нике наибольшая глубина канавки распололожена в плоскости, проходящей через точки контакта шариков с дорожкой качения конт

561023 з 4 цв, е профиль канавки выполнен по кривой закона Вейбупле у - — — exp —— где х и у — координаты кривой профиля.

На фиг. 1 представлен разрез предпоженного радиально-упорного подшипника с нелинейным демпфером; не фиг. 2 — схема деформации кольце шарикоподшипника; на фиг. 3 — нелинейная характеристика ксцтьца с проточкой, профиль которой выпопнен по кривой закона Вейбулле, и линейная характеристике кольце с проточкой прямоугольного профиля.

Радиально-упорный шврикоподшипник содержит внутреннее 1 и наружное 2 кольца, имеющие соответственно кольцевые проточки 3 и 4, опорные поверхности 5 и 6, контактирующие с посадочными поверхностями 7 и 8 сопряженных деталей 9 и 10, а также дорожки качения 11 и 12 дпя шариков 13, размещенных в сепараторе 14, При построении профиля проточки по кривойй закона Be йбулл е у= — — ехр -— положитепьный параметр а принимается равным половине ширины кольцевой проточки: <3 Р/2 где — ширина проточки, м м, е положительный параметр Ь уменьшенный не единицу, обратно пропорционален величине угла контакта шерике с дорожкой качения кольце: о- j - < //, где f3 — угол контакта, град.

Шерикоподшипник работает следующим образом. Нагрузка К со стороны вана передается через опорные поверхности 5 внутреннего кольца и дорожку качения 11 на шарики 13 и далее через дорожку качения 12 наружного кольца 2 на его опорные поверхности 6, соприкасающиеся с посадочной поверхностью 8 корпуса. Под действием нагрузки происходит одновременная деформация внутреннего и неружног. конец. Каждое кольцо, имеющее по две опорные поверхности, разделенные копьцевой проточкой, изгибаются в поперечном сечении как двухопорные балки. По мере возрастания нагрузки происходит уменьшение глубины копьцевых канавок. Максимальный прогиб колец в радиальном направлении ограничен посадочными поверхностями 7 и 8 сопрягаемых деталей 8 и 10. Применение радиально-упорного шарикоподшипника с нелинейным демпфером позволит уменьшить амплитуду колебания ротора при прохождении ротором резонансных частот, снизить динамические нагрузки, повысить надежность работы лабиринтных уплотнений. Подшипник, имеющий нелинейный демпфер с ограничителем прогиба позволяет уменьшить амплитуду колебания ротора, имеющего рост дисбапанса в процессе эксплуатации. Нелинейная характеристика подшипника может быть подобрана таким образом, что прогибы и нагрузки на опоры не будут превосходить допустимых значений во всем рабочем щ диапазоне оборотов.

Формула из обре те ни я

Радиально-упорный шарикоподшипник с нелинейным демпфером, содержащий внутреннее и наружное кольца с кольцевыми канавками на наружных поверхностях и шарики, отличающийся тем, 30 что, с целью повышения надежности работы подшипника, наибольшая глубина канавки ресположена в плоскости, проходящей через точки контакта шариков с дорожкой качения кольце, в профиль канавки выпол35 нен по кривой закона Вейбулла

У =,„,„«P где х и у — координаты кривой профиля, 40 а — попожительный параметр закона, равный поповине ширины канавки, Ь - положительный параметр уменьшенный на единицу, прямо пропорционапьный обратной величине угла контакта шариков

45 с дорожкой качения кольца.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Пвтент США !4 3738717, кл 308122, 1972 r.

50 2. Патент Швейцарии No459671,,кл. 47 в 7, 1868 г.

Состави те пь И, Коже вник ов

Редактор Е. Братчикова Техред H. Андрейчук Корректор A. Власенко

Заказ 1384/118 Тираж 1 154 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиап ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4