Подшипник качения
Предложение относится к общему машиностроению и касается изготовления подшипников качения с повышенной степенью износостойкости и надежности. Подшипник содержит наружное опорное кольцо 1 и внутреннее опорное кольцо 2, между кольцами находятся тела вращения (шарики, цилиндры, конусные тела и т.п.) 3; каждое опорное кольцо имеет наружную 4 и внутреннюю поверхность 5. Наружная поверхность является опорной для внешней нагрузки, внутренняя - для посадки на ось вращения. Эти кольца выполнены составными из двух осесимметричных колец, между которыми жестко закреплены полимерные вставки 6 из материала моноэлектрета, имеющего заряд одного знака, при этом тела вращения 3 выполнены из немагнитного материала в виде немагнитного материала в виде немагнитного сплава или в качестве углеметаллополимера. Ил. - 3; форм. 1 п.
Предложение относится к общему машиностроению и касается изготовления подшипников качения с повышенной степень износостойкости, долговечности и надежности работы в механизмах.
Многочисленные технические решения в данной области предусматривают конструктивную схему подшипников качения в виде обоймы, содержащей наружное опорное кольцо, внутреннее опорное кольцо, между которыми размещена каретка с телами вращения (шариками, роликами, усеченными конусами и т.п.). Опорные кольца служат для принятия на себя нагрузки и передачи ее на тела вращения при работе приводов, агрегатов, механизмов [SU 551036, 1977; SU 1459972, 1987; Промышленное и строительное оборудование, 
3, М. - СПб, 2003, с.163].
Последнее из указанных технических решения - подшипника качения является наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату.
Существенными и очевидными недостатками подшипника качения (прототипа, как - и аналогов) является высокая степень износа при незначительном времени работы подшипника, особенно - при знакопеременных нагрузках и реверсивности его использования, вызывающих микро разрушения поверхности тел вращения и опорных поверхностей колец, что существенно снижает срок службы всего узла, использующего такой подшипник ввиду повышенных шумов, биения, эксцентриситета вращения.
Технической задачей и положительным техническим результатом разработанного и заявляемого подшипника качения является повышение надежности и долговечности работы подшипника при реверсивных, переменных нагрузках, при колебаниях нагрузок по величине, а также повышение тактико-технических эксплуатационных характеристик.
Указанная техническая задача и результат достигаются за счет конструкции подшипника качения, содержащего наружное и внутреннее опорные кольца, каретку между ними с телами вращения, при этом наружное и внутреннее кольца подшипника выполнены составными: каждое кольцо имеет наружную и внутреннюю поверхности, их наружные поверхности являются опорными - для внешней нагрузки, а также - для опорных тел вращения, между опорными кольцами жестко закреплены полимерные встаки из материала моноэлектрета, имеющего заряд одного знака, а тела вращения подшипника выполнены из немагнитного материала: немагнитного сплава или углеметаллополимера.
Подшипник качения поясняется прилагаемыми чертежами, где:
на фиг.1 - показан его общий вид с сечением по оси;
на фиг.2 и фиг.3 - детали подшипника с телами вращения.
Подшипник содержит наружное опорное кольце 1, внутренее опорное кольцо 2, между кольцами находятся тела вращения 3 в виде шариков (фиг.2), в виде двух рядов шариков (фиг.1), в виде цилиндров (фиг.3). Каждое опорное кольцо имеет наружную поверхность 4 и внутреннюю поверхность 5. При этом наружная поверхность является опорной для внешней нагрузки (от механизма, от привода и т.п.), а внутреннюю поверхность является опорной и посадочной на ось его вращения. Указанные кольца выполнены соствными (фиг.1, 2) - из двух осесимметричных колец, между которыми жестко закреплены полимерные вставки 6 (фиг.1, 2, 3). Эти вставки выполнены из материала моноэлектрета, имеющего заряд одного знака, а тела вращения при этом выполнены из немагнитного материала: из немагнитного сплава, из углеметаллополимера и тп. материалов, не обладающих магнитными свойствами и не способными намагничиваться при работе.
Такое выполнение подшипника позволяет существенно повысить его эксплуатационные характеристики, долговечность и надежность.
Работа подшипника качения осуществляется следующим образом.
Подшипник помещают в посадочное гнезда механизма, в котором предусмотрено его использование. К внешнему кольцу 1 прикладывают нагрузку от механизма (Привода, редуктора и т.п.), внутренней поверхностью 5 подшипник плотно посажен на ось вращения (фиг.1); нагрузка вращения передается на опорные тела вращения 3 (шарики, ролики и т.п. тела вращения); для существенного снижения нагрузки на эти тела вращения 3 предназначены моноэлектретные вставки 6, имеющие заряд одного знака (или +, или -), выполненые из полимерного материала - моноэлектрета, а немагнитные тела вращения 3 не нарушают заряд вставок, что снимает значительную величину нагрузки с этих тел вращения, предупреждая их преждевременный износ и повышая надежность работы, долговечность службы в агрегатах.
Так, при плотности зарядов одного знака в объеме вставок 6 порядка 4×103 Кл/м2, стабильность работы тел вращения достигает нескольких лет (не менее 5-ти) со снижение нагрузки на эти тела вращения до 30-50% от 100% прилагаемой к кольцам 1-2 подшипника. Это приводит к снижению затрат времени на обслуживание подшипника и всего агрегата, где работают такие подшипники.
Подшипник качения, содержащий наружное и внутреннее опорные кольца, каретку между ними с телами вращения, отличающийся тем, что наружное и внутреннее кольца подшипника выполнены составными: каждое кольцо имеет наружную и внутреннюю поверхности, при этом наружные их поверхности являются опорными - для внешней нагрузки, для опорных тел вращения; между опорными кольцами жестко закреплены полимерные вставки из материала моноэлектрета, имеющего заряд одного знака, а тела вращения подшипника выполнены из немагнитного материала: немагнитного сплава или углеметаллополимера.
