Опорно-поворотное устройство

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к опорно-поворотным устройствам, воспринимающим радиальную и осевые нагрузки, а также опрокидывающий момент. Опорно-поворотное устройство позволяет реализовать для вращающихся систем одноопорное закрепление благодаря тому, что может воспринимать радиальную и осевые нагрузки, а также опрокидывающий момент. При высокой нагрузочной способности обладает технологичной конструкцией и относительно малым осевым габаритом. Это достигается тем, что опорно-поворотное устройство выполнено в виде двух концентрично расположенных колец, одно из которых с тремя взаимно перпендикулярными дорожками качения, воспринимающими радиальную и осевые нагрузки, а другое - с двумя рядами опорных подшипников, взаимодействующих с дорожками качения.

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к опорно-поворотным устройствам, воспринимающим радиальную и осевые нагрузки, а также опрокидывающий момент.

Известен опорно-поворотный подшипник (Пат. RU 2036338), содержащий кольца с дорожками качения и тела качения в виде перекрестно расположенных роликов.

Недостатком известного устройства является сложность технологии изготовления, обусловленная угловым расположением дорожек качения относительно основных плоскостей подшипника.

Известна роликовая направляющая (Крайнев А.Ф. Идеология конструирования. - М: Машиностроение - 1, 2003. Стр. 256, схема 37.11) с роликом-катком, обеспечивающим качение по двум взаимно перпендикулярным дорожкам качения, рассчитанное на преимущественное восприятие радиальной и односторонней осевой нагрузки.

Недостатком известного устройства является сложность конструкции ролика-катка и ограниченные функциональные возможности, обусловленные возможностью восприятия лишь односторонней осевой нагрузки.

Технический результат полезной модели - упрощение технологии изготовления и расширение функциональных возможностей.

Указанный технический результат достигается тем, что опорно-поворотное устройство содержит расположенные концентрично друг к другу опорные кольца, одно из которых с кольцевыми взаимно перпендикулярно расположенными дорожками качения, и взаимодействующие с ними тела качения в виде подшипников качения расположенных в два ряда с чередованием подшипников, воспринимающих радиальную нагрузку и подшипников, воспринимающих осевые нагрузки, имеющих взаимно перпендикулярное расположение осей в окнах и вырезах другого не содержащего дорожек качения кольца, причем подшипники воспринимающие разнонаправленные осевые нагрузки установлены на осях парами одинакового диаметра, при этом каждый подшипник в указанной паре взаимодействует с соответствующей своей дорожкой качения, которые расположены по разные стороны кольца, несущего подшипники, а кольцо с дорожками качения выполнено составным, причем формообразование дорожек качения, воспринимающих осевые нагрузки осуществляется прокатыванием опорно-поворотного устройства с предварительной заменой каждой пары подшипников одним, ширина которого должна быть не менее суммарной ширины двух подшипников образующих пары, при этом расстояние между кольцами, воспринимающими осевые нагрузки может изменяться посредством установки проставочных колец с одновременным поверхностным насыщением нанокристаллами с необходимыми физическими свойствами.

Сущность полезной модели поясняется рисунками, где:

на фиг. 1 изображено сечение в зоне подшипников воспринимающих осевые нагрузки,

на фиг. 2 - сечение в зоне подшипника воспринимающего радиальную нагрузку,

на фиг. 3 - опорное кольцо несущее подшипники,

на фиг. 4 - общий вид опорно-поворотного устройства,

на фиг. 5 и 6 - сечения в зоне подшипников с установленным одинарным широким подшипником для осуществления прокатывания.

Конструкция опорно-поворотного устройства представляет собой два опорных кольца 1 и 2 одно из которых кольцо 1 выполнено составным с кольцевыми дорожками качения 3 и 4, воспринимающими осевые нагрузки, и взаимно перпендикулярной дорожкой качения 5, воспринимающей радиальную нагрузку, а кольцо 2 выполнено несущим подшипники 6, воспринимающих радиальную нагрузку и парные подшипники 7, воспринимающих осевые нагрузки. Подшипники 6 и 7 расположены с чередованием на взаимно перпендикулярных осях соответственно 8 и 9 в окнах 10 и вырезах 11 кольца 2, причем установленные на одной оси парные подшипники 7 контактируют с разными дорожками качения 3 и 4 для обеспечения восприятия двухсторонней осевой нагрузки. Любое из колец 1 или 2 может быть неподвижным, а другое кольцо будет соответственно поворотным. При этом кольцо 1 может быть выполнено внутренним, а кольцо 2 - наружным или наоборот.

Вращение одного из колец 1 или 2 опорно-поворотного устройства сопровождается качением подшипников 6 и 7 по дорожкам качения 3, 4 и 5.

С целью упрощения технологии изготовления и повышения качества опорно-поворотного устройства может осуществляться упрочнение поверхности дорожек качения в собранном устройстве прокатыванием опорно-поворотного устройства с предварительной заменой каждой пары подшипников одним подшипником 12, ширина которого должна быть не менее суммарной ширины двух подшипников 7 образующих пары, при этом расстояние между кольцами, воспринимающими осевые нагрузки может изменяться посредством установки проставочных колец 13. При качении подшипника по окружности появляется большое сопротивление от верчения его относительно дорожек качения вследствие того, что подшипник будучи цилиндрическим имеет относительно большую ширину. Это вызывает пластическое деформирование рабочих поверхностей дорожек качения. За счет упрочнения поверхностей пластическим деформированием с одновременным поверхностным насыщением нанокристаллами при формообразовании поверхностей обеспечивается высокая адгезионная прочность поверхностного слоя с нанокристаллами.

Опорно-поворотное устройство позволяет реализовать для вращающихся систем одноопорное закрепление благодаря тому, что может воспринимать радиальную и осевые нагрузки, а также опрокидывающий момент. При высокой нагрузочной способности обладает технологичной конструкцией и относительно малым осевым габаритом.

1. Опорно-поворотное устройство, содержащее расположенные концентрично друг к другу опорные кольца, одно из которых с кольцевыми взаимно перпендикулярно расположенными дорожками качения, и взаимодействующие с ними тела качения в виде подшипников качения, отличающееся тем, что подшипники качения расположены в два ряда с чередованием подшипников, воспринимающих радиальную нагрузку, и подшипников, воспринимающих осевые нагрузки, имеющих взаимно перпендикулярное расположение осей в окнах и вырезах другого не содержащего дорожек качения кольца, причем подшипники, воспринимающие разнонаправленные осевые нагрузки, установлены на осях парами одинакового диаметра, при этом каждый подшипник в указанной паре взаимодействует с соответствующей своей дорожкой качения, которые расположены по разные стороны кольца, несущего подшипники, а кольцо с дорожками качения выполнено составным, причем формообразование дорожек качения, воспринимающих осевые нагрузки, осуществляется прокатыванием опорно-поворотного устройства с предварительной заменой каждой пары подшипников одним, ширина которого должна быть не менее суммарной ширины двух подшипников образующих пары, при этом расстояние между кольцами, воспринимающими осевые нагрузки, может изменяться посредством установки проставочных колец.

2. Опорно-поворотное устройство по п. 1, отличающееся тем, что прокатывание осуществляется с одновременным поверхностным насыщением нанокристаллами с необходимыми физическими свойствами.