Однорядный радиальный роликовый подшипник
Полезная модель относится к подшипникам качения и может быть использована в опорах валов и осей различных машин. Технический результат выражается в снижении контактных напряжений на рабочем режиме и повышении долговечности подшипника. Однорядный радиальный роликовый подшипник содержит внутреннее кольцо, ролики, сепаратор и наружное кольцо. Поверхность беговой дорожки наружного кольца выполнена цилиндрической. Образующие поверхностей ролика и беговой дорожки внутреннего кольца имеют цилиндрический участок в средней части и по два профилированных участка, которые описываются логарифмической кривой вида у=aфln(х/(lT +lф)) - для ролика и у=aкln(х/(lTк +lфк)) - для внутреннего кольца, где аф - координата профиля ролика, ак - координата профиля внутреннего кольца, lT и lTк - размеры фасок на торцах ролика и внутреннего кольца соответственно, l ф и lфк - длины бомбины ролика и внутреннего кольца соответственно, при этом координаты профилей ролика и внутреннего кольца отсчитываются от соответствующего торца ролика, а координаты профилей определяются по формулам: 
где 
ф, - величина бомбины для ролика, и 
где к - величина бомбины для внутреннего кольца. 1 н.п.ф 2 илл
Полезная модель относится к подшипникам качения, и может быть использована в опорах валов и осей различных машин.
Известен аналогичный однорядный радиальный роликовый подшипник с короткими цилиндрическими роликами (Черменский О.Н., Федотов Н.Н. Подшипники качения: Справочник-каталог. - М.: Машиностроение, 2003. - 576 с.; ил.). Недостатком этого является неудовлетворительная работоспособность при перекосах колец, возникающая вследствие деформаций деталей подшипникового узла.
Ближайшим аналогом является подшипник с бомбинированными роликами (Лейф Левиншал. Шпиндельные узлы для станков с высокими эксплуатационными характеристиками. - Прецизионные подшипники СКФ, Швеция, - 1992. - 143 с.), в которой образующая поверхности ролика выполнена радиусной или логарифмической кривой. Недостатком этого подшипника является неопределенность размеров бомбины и отсутствие зависимости их от величин перекосов, нагрузки и скорости вращения. При этом завышенное значение величины бомбины приводит к увеличению напряжений в контактах и снижению работоспособности. Кроме того, не учитывается различие в перекосах ролика относительно внутреннего и наружного колец под действием центробежных сил при высоких скоростях вращения.
В основу полезной модели поставлена задача повышения работоспособности подшипника за счет выбора оптимального профиля образующей поверхности ролика и колец.
Технический результат выражается в снижении контактных напряжений на рабочем режиме и повышении долговечности подшипника.
Сущность технического решения характеризуется тем, что однорядный радиальный роликовый подшипник содержит внутреннее кольцо, ролики, сепаратор и наружное кольцо, поверхность беговой дорожки наружного кольца выполнена цилиндрической, а образующие поверхностей ролика и беговой дорожки внутреннего кольца имеют цилиндрический участок в средней части и по два профилированных участка, которые описываются логарифмической кривой вида
у=aфln(х/(l T+lф)) - для ролика и
у=a кln(х/(lTк+lфк)) - для внутреннего кольца,
где aф - координата профиля ролика,
aк - координата профиля внутреннего кольца,
lT и lTк - размеры фасок на торцах ролика и внутреннего кольца соответственно,
lф и lфк - длины бомбины ролика и внутреннего кольца соответственно,
при этом координаты профилей ролика и внутреннего кольца отсчитываются от соответствующего торца ролика, а координаты профилей определяются по формулам:
где ф - величина бомбины для ролика, и
где к - величина бомбины для внутреннего кольца.
В однорядном радиальном роликовом подшипнике величина бомбины для ролика ф находится из условия обеспечения заданного уровня напряжений на торце ролика в контакте с наружным кольцом при эксплуатационных значениях угла перекоса колец, скорости вращения и радиальной нагрузки на подшипник, а величина бомбины для внутреннего кольца к находится из условия обеспечения заданного уровня напряжений на торце ролика в контакте с внутренним кольцом при эксплуатационных значениях угла перекоса колец, скорости вращения, радиальной нагрузки на подшипник и установленном значении бомбины для ролика.
Сущность технического решения поясняется чертежами, где:
на фиг.1 показана схема профилированного ролика;
на фиг.2 показана схема профилированного внутреннего кольца.
Однорядный радиальный роликовый подшипник содержит внутреннее кольцо, ролики, сепаратор и наружное кольцо. Поверхность беговой дорожки наружного кольца выполнена цилиндрической. Образующие поверхностей ролика и беговой дорожки внутреннего кольца имеют цилиндрический участок в средней части и по два профилированных участка, которые описываются логарифмической кривой вида
у=aфln(х/(l T+lф)) - для ролика и
у=a кln(х/(lTк+lфк)) - для внутреннего кольца,
где аф - координата профиля ролика,
ак - координата профиля внутреннего кольца,
lT и lTк - размеры фасок на торцах ролика и внутреннего кольца соответственно,
lф и lфк - длины бомбины ролика и внутреннего кольца соответственно,
при этом координаты профилей ролика и внутреннего кольца отсчитываются от соответствующего торца ролика, а координаты профилей определяются по формулам:
где ф - величина бомбины для ролика, и
где к - величина бомбины для внутреннего кольца.
Профили бомбинированных участков описываются логарифмической кривой. Профиль ролика для которого принимается функция: у=а фln(х/(lT+lф)) показан на фиг.1. При этом начало оси координат приводится к торцу ролика. Точка, соответствующая концу бомбины, будет иметь координату х=l T+lф. Величина бомбины определится по формуле: ф=афln((lT+lф )/lT)
Отсюда находят параметр логарифмической кривой профиля ролика:
Профиль внутреннего кольца, для которого принимается функция: у=акln(х/(lTк+l фк)), приведен на фиг.2.
При этом начало оси координат приводится к торцу кольца. Точка, соответствующая концу бомбины, будет иметь координату х=lTк+l фк. Величина бомбины определится по формуле:
фк=aфкln((lTк+lфк )/lTк).
Отсюда находят параметр логарифмической кривой профиля внутреннего кольца:
При проектировании подшипника величина бомбины ф для ролика находится из условия обеспечения заданного уровня напряжений на торце ролика в контакте с наружным кольцом при эксплуатационных значениях угла перекоса колец, скорости вращения и радиальной нагрузки на подшипник. Величина бомбины к для внутреннего кольца находится из условия обеспечения заданного уровня напряжений на торце ролика в контакте с внутренним кольцом при эксплуатационных значениях угла перекоса колец, скорости вращения, радиальной нагрузки на подшипник и установленном значении бомбины для ролика.
По установленным характеристикам бомбины выполняется проектирование роликов и внутреннего кольца.
Таким образом, предлагаемая конструкция однорядного радиального роликового подшипника обеспечивает снижение максимальных напряжений на торце ролика с кольцами при перекосе колец с учетом условий эксплуатации подшипника и тем самым повышение его долговечности.
1. Однорядный радиальный роликовый подшипник, содержащий внутреннее кольцо, ролики, сепаратор и наружное кольцо, отличающийся тем, что поверхность беговой дорожки наружного кольца выполнена цилиндрической, а образующие поверхностей ролика и беговой дорожки внутреннего кольца имеют цилиндрический участок в средней части и по два профилированных участка, которые описываются логарифмической кривой вида
у=aфln(х/(lT+lф )) - для ролика и
у=aкln(х/(lTк+l фк)) - для внутреннего кольца,
где аф - координата профиля ролика;
ак - координата профиля внутреннего кольца;
lT и lTк - размеры фасок на торцах ролика и внутреннего кольца соответственно;
lф и lфк - длины бомбины ролика и внутреннего кольца соответственно, при этом координаты профилей ролика и внутреннего кольца отсчитываются от соответствующего торца ролика, а координаты профилей определяются по формулам:
где ф - величина бомбины для ролика, и
где к - величина бомбины для внутреннего кольца.
2. Однорядный радиальный роликовый подшипник по п.1, отличающийся тем, что величина бомбины для ролика ф находится из условия обеспечения заданного уровня напряжений на торце ролика в контакте с наружным кольцом при эксплуатационных значениях угла перекоса колец, скорости вращения и радиальной нагрузки на подшипник, а величина бомбины для внутреннего кольца к находится из условия обеспечения заданного уровня напряжений на торце ролика в контакте с внутренним кольцом при эксплуатационных значениях угла перекоса колец, скорости вращения, радиальной нагрузки на подшипник и установленном значении бомбины для ролика.
