Подшипник качения

 

Использование: в машиностроении для шариковых подшипников. Сущность: сепарирование рабочих тел качения подшипника качения обеспечено игольчатыми роликами с конусообразными концами. В боковых опорных кольцах, жестко связанных с наружным кольцом подшипника, выполнены кольцевые канавки треугольного сечения для размещения в них конусов игольчатых роликов. Углы конусообразных концов игольчатых роликов составляют (30-35)^o. Угол кольцевой в поперечном сечении треугольной канавки -(40-45)^o. Такое выполнение приводит к снижению потерь на трение и металлоемкости. 3 з.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к машиностроению для шариковых и роликовых подшипников.

Известен подшипник качения, содержащий наружное кольцо с жестко связанными с ним боковыми опорными кольцами, внутренне кольцо и размещенные между ними рабочие тела качения, дистанционированные сепарирующими роликами.

К недостаткам известного подшипника относятся большой диаметр и масса сепарирующих роликов, что связано со значительным расстоянием между соседними шариками, наличие сил, выталкивающих сепарирующий ролик в сторону внутреннего кольца, что связано с радиальном фиксацией сепарирующих роликов в подшипнике, наличие конструктивных затруднений при размещении сепарирующих роликов в подшипнике.

Технический результат изобретения состоит в устранении присущих прототипу недостатков, что в конечном счете приведен к снижению металлоемкости сепарирующего устройства подшипника.

Это достигается благодаря тому, что в подшипнике качения, содержащем наружное кольцо с жестко связанными с ним боковыми опорными кольцами, внутреннее кольцо и размещенные между ними рабочие тела качения, дистанцированные сепарирующими роликами, последние выполнены в виде игольчатых роликов с конусообразными концами, а боковые опорные кольца выполнены с кольцевыми канавками треугольного сечения, при этом концы игольчатых роликов расположены в упомянутых кольцевых канавках. Кроме того, угол конусообразных концов сепарирующих игольчатых роликов может составлять 30.35^o, а угол кольцевой в поперечном сечении треугольной канавки 40.45^o. При большом расстоянии между соседними рабочими телами качения могут быть расположены три сепарирующих игольчатых ролика.

На фиг. 1 проиллюстрирован подшипник качения с сепарирующимиигольчатыми роликами на примере однорядного шарикового подшипника, работающего на консистентной смазке; на фиг.2 показано взаимное расположение игольчатого ролика и рабочих тел качения в подшипнике качения по изобретению; на фиг.3 -представлено в увеличенном масштабе сочленение сепарирующего игольчатого ролика и кольцевой канавки бокового опорного кольца; на фиг.4 -представлена ситуация возможного расположения сепарирующего игольчатого ролика; на фиг.5 -вариант исполнения подшипника качения с тремя сепарирующими игольчатыми роликами.

Подшипник качения содержит наружное 1 и внутреннее 2 кольца и размещенные между ними рабочие тела 3 качения, дистанцированные сепарирующими игольчатыми роликами 4 с конусообразными концами. В наружном кольце 1 жестко смонтированы боковые опорные кольца 5, выполненные с кольцевыми канавками 6 треугольного сечения, в которых располагают концы игольчатых роликов 4.

На фиг.3 показано в увеличенном масштабе сочленение сепарирующей иголки 3 и кольцевой канавки бокового опорного кольца 4.

Угол конических концов сепарирующих игольчатых роликов 4 составляет 30. 35^o. Угол кольцевой в поперечном сечении треугольной канавки 40.45^o. Таким образом, минимальный угловой зазор между конусом сепаpирующего ролика и поперечным сечением кольцевой канавки составляет 5^o.

Кончик конуса сепарирующего игольчатого ролика и дно треугольной канавки округлены радиусом rск 0,2 rси.

Принцип работы сепарирующего устройства основан на отделении (разобщении) зоны качения от зоны скольжения. В "точке" контакта цилиндрической части сепарирующего игольчатого ролика с рабочим телом качения имеет место почти чистое качение, а в точке контакта кончика сепарирующего ролика с канавкой (см.фиг.3) скольжение. Такое разделение обеспечивается существенным превышением радиуса цилиндрическойчасти сепарирующего ролика (rси) над радиусом точки контакта ее кончика с канавкой (rк) В результате там, где действуют значительные силы (контакт соседствующих рабочих тел качения с сепарирующим роликом), будет происходить качения и потери энергии окажется незначительной. Там же, где действуют незначительные силы (центробежное давление сепарирующего ролика на канавки), относительные потери на трение будут сравнительно высокими, а абсолютные -незначительными. В конечном счете потеря энергии на трение в подшипнике окажется меньше, чем в известном.

В шариковом подшипнике с предлагаемым сепарирующим устройством, при его быстром трогании не исключен односторонний выбор суммарного зазора между шариками и сепарирующими роликами (). В результате один из сепарирующих игольчатых роликов, утратив контакт с соседствующими шариками, может повернуться на некоторый угол и выпасть из кольцевых канавок.

Чтобы это не произошло, необходимо выдержать определенное соотношение размеров. Воспользовавшись фиг.4, на которой показан сепарирующий игольчатый ролик в повернутом положении, находим: h_к=₁+₂+₃+₄ (1), (1) где ₁- максимальный осевой люфт иголки в канавках, ₂- осевое смещение кончика иголки вследствие углового поворота, ₃- конструктивный запас, ₄- зона округления выходных кромок канавки, если канавка штампованная.

(2) (3) и L_цил= 2tg (R_ш+), (4)
где Lцил минимальная длина цилиндрической части сепарирующего игольчатого ролика.

Если расстояние между соседними шариками значительно, то размещение между ними сепарирующего ролика встречает затруднения, проиллюстрированные на фиг.5. Центр сепарирующего ролика О¹ нельзя расположить на линии, соединяющей центры шариков, так как цилиндрическая часть сепарирующего ролика "врезается" в тело внутреннего кольца.

Сепарирующий ролик (показан пунктиром) приходится удалять от внутреннего кольца подшипника, что связано с возникновением выталкивающей силы.

Эти затруднения устраняется установкой между соседними шариками трех сепарирующих роликов. При этом давление кончика отдельно взятой сепарирующей иголки на кольцевую канавку уменьшается в 9 раз. Центр середины сепарирующего ролика O¹₂ незначительно возвышается от линии О-О, что допустимо.

Такое выполнение подшипника качения приводит к снижению металлоемкости, экономии смазки.

Формула изобретения

1. Подшипник качения, содержащий наружное кольцо с жестко связанными с ним боковыми опорными кольцами, внутреннее кольцо и размещенные между ними рабочие тела качения, дистанцированные сепарирующими роликами, отличающийся тем, что сепарирующие ролики выполнены в виде игольчатых роликов с конусообразными концами, а боковые опорные кольца выполнены с кольцевыми канавками треугольного сечения, при этом концы игольчатых роликов расположены в упомянутых кольцевых канавках.

2. Подшипник качения по п. 1, отличающийся тем, что угол конусообразных концов игольчатых роликов составляет 30 35^o, а угол кольцевой в поперечном сечении треугольной канавки 40 45^o.

3. Подшипник качения по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что при большом расстоянии между соседними рабочими телами качения расположены три игольчатых ролика.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5