Эксцентриковый подшипник качения
Полезная модель относится к машиностроению, а именно к подшипникам качения и может быть использована в механизмах, преобразующих вращательное движение в колебательное с меньшей частотой.
Эксцентриковый подшипник качения, содержит наружное и внутреннее кольца, тела качения разного диаметра и водило - сепаратор с шарнирами в центрах тел качения, выполненное, состоящим из поводков, число которых на единицу меньше числа тел качения, попарно соединяющих тела качения, шарнирно связанных между собой, причем оси шарниров одного или нескольких тел качения выполнены в виде эксцентрика, угловое положение которого относительно водила - сепаратора зафиксировано в процессе сборки подшипника, например, с помощью резьбы.
Применение предлагаемого подшипника позволит уменьшит износ сепаратора, снизить требования к точности изготовления его деталей и создаст возможность регулировки зазора в процессе эксплуатации механизма.
Полезная модель относится к машиностроению, а именно к подшипникам качения и может быть использована в механизмах, преобразующих вращательное движение в колебательное с меньшей частотой.
Известны эксцентриковые подшипники качения (например, А.с. 314048 СССР). Такой подшипник содержит наружное и внутреннее кольца, тела качения разного диаметра и сепаратор. Особенностью эксцентрикового подшипника является то, что в кинематической паре, образуемой телами качения и сепаратором, действуют значительные усилия. При скоростях скольжения равных окружной скорости тел качения эти усилия вызывают быстрый износ сепаратора и тел качения. В результате тела качения смещаются в окружном направлении, и в подшипнике возникает люфт. Таким образом, недостатком данного вида подшипников является повышенное трение тел качения о сепаратор и скорый износ подшипника.
Известным решением подобной проблемы является использование вместо сепаратора водила - обычная планетарная передача (например, Артоболевский - М.: Наука, 1981. - 400 с.). В ней водило, соединено с сателлитами с помощью шарниров, оси которых проходят внутри сателлитов. В такой схеме трение в паре водило - сателлит происходит при пониженной скорости скольжения и может быть практически устранено использованием подшипников качения. Недостатки использования водила в эксцентриковом подшипнике связаны с высокой степенью статической неопределимости такой системы. Расположение осей шарниров зависит от диаметров тел качения. Это требует неоправданно высокой точности изготовления всех деталей механизма и очень удорожает его производство.
Известны, так называемые бессепараторные подшипники качения (А.с. 1719749 СССР, А.с. 1581896 СССР), содержащие разделительные ролики и
охватывающие их кольца. Их общим недостатком является сложность конструкции и склонность к потере устойчивости системы, то есть выпадению разделительных тел качения.
Наиболее близким по конструкции к предлагаемому устройству является фрикционный редуктор (Пат. 3.380.312 США), содержащий наружное и внутреннее кольца, тела качения разного диаметра и звено, выполняющее функцию сепаратора (в конкретном редукторе - стойка), взаимодействующее с осями тел качения, причем связи осей меньших тел качения с сепарирующим звеном являются односторонними. Устройство рассчитано на работу в режиме, когда полезную нагрузку снимают с наружного кольца в виде момента, постоянного по направлению. При этом проявляется его способность к самонатяжению за счет смещения одного из малых тел качения в клиновое пространство между наружными и внутренними кольцами. При использовании данного устройства в режиме эксцентрикового подшипника дополнительное натяжение катков не нужно, так как необходимое их прижатие обеспечивается радиальными силами, приложенными к наружному кольцу. Присутствующие же степени свободы - зазоры и податливость колец лишь создают вибрацию при работе подшипника.
Таким образом, данное устройство при работе в режиме эксцентрикового подшипника имеет те же недостатки, что и механизм с жестким водилом, то есть требует увеличений точности изготовления деталей.
Для устранения этих недостатков в эксцентриковом подшипнике качения, содержащем наружное и внутреннее кольца, тела качения разного диаметра и водило - сепаратор с шарнирами в центрах тел качения, водило - сепаратор выполнено состоящим из поводков, число которых на единицу меньше числа тел качения, попарно соединяющих тела качения, шарнирно связанных между собой, причем оси шарниров одного или нескольких тел качения выполнены в виде эксцентрика, угловое положение которого
относительно водила - сепаратора зафиксировано в процессе сборки подшипника, например, с помощью резьбы.
Выполнение осей тел качения в виде эксцентриков позволяет, регулируя в процессе сборки подшипника расстояния между центрами тел качения в соответствии с конкретными размерами добиться, равномерного нагружения тел качения при отсутствии люфта. Регулирование подшипника может также проводиться при техническом обслуживании и ремонте машины.
Наиболее просто и эффективно упомянутое регулирование происходит на подшипнике, содержащем три тела качения разного диаметра (кстати, характеризующимся максимумом передаточного числа - отношения частоты вращения внутреннего кольца к частоте вращения водила - сепаратора). В нем водило - сепаратор выполнено, состоящим из двух поводков, шарнирно связанных между собой в центре одного из тел качения, а ось другого тела качения изготовлена в виде эксцентрика.
На фиг.1 показан эксцентриковый подшипник с шестью телами качения; на фиг.2 - эксцентриковый подшипник качения с тремя телами; на фиг.3 - его разрез по А-А.
Подшипник, изображенный на фиг.1 содержит внутреннее кольцо 1, наружное кольцо 2, шесть тел качения разного диаметра 3 и пять поводков 4, соединяющих тела качения. При этом четыре оси 5 выполнены эксцентричными, а две оси 6 - нет. Все оси тел качения снабжены игольчатыми подшипниками 7.
Эксцентриковый подшипник качения работает следующим образом. При движении внутреннего кольца 1, вращающегося с угловой скоростью w1 , тела качения, увлекаемые силами трения, катятся по наружному кольцу 2. При этом водило - сепаратор вращается с угловой скоростью wh. Передаточное число U механизма:
U=w1/wh=1+d 2/d1, где d1 и d2 - рабочие диаметры колец 1 и 2.
Регулировка подшипника осуществляется поворотом эксцентричных осей 8 до устранения люфта между телами качения 3 и кольца и с
последующей фиксацией эксцентриков 8 относительно сепаратора с помощью резьбы.
Подшипник, изображенный на фиг.2 содержит три тела качения 9, 10, 11 и два поводка 12, 13, попарно соединяющие тела качения. Ось 14 малого тела качения 9 выполнена эксцентричной, а две другие 15, 16 - нет. Регулировка производится поворотом эксцентричной оси 14, которая затем фиксируется относительно сепаратора с помощью гаек 17 (фиг.3).
Надо заметить, что в данной симметричной схеме расположения тел качения, размещение эксцентрика внутри большого тела качения 11 не обеспечивало бы регулировку зазора в подшипнике. В каком из малых тел качения находится эксцентричная ось принципиально безразлично, но из конструктивных соображений предпочтительно - в крайнем, то есть 9.
Применение предлагаемого подшипника позволит уменьшит износ сепаратора, снизить требования к точности изготовления его деталей и создаст возможность регулировки зазора в процессе эксплуатации механизма.
1. Эксцентриковый подшипник качения, содержащий наружное и внутреннее кольца, тела качения разного диаметра и водило-сепаратор с шарнирами в центрах тел качения, отличающийся тем, что водило-сепаратор выполнено состоящим из поводков, число которых на единицу меньше числа тел качения, попарно соединяющих тела качения, шарнирно связанных между собой, причем оси шарниров одного или нескольких тел качения выполнены в виде эксцентрика, угловое положение которого относительно водила-сепаратора зафиксировано в процессе сборки подшипника, например, с помощью резьбы.
2. Эксцентриковый подшипник качения по п.1, отличающийся тем, что содержит три тела качения разного диаметра, а водило-сепаратор выполнено состоящим из двух поводков, шарнирно связанных между собой в центре одного из тел качения, при этом ось шарнира другого тела качения изготовлена в виде эксцентрика
