ПОДШИПНИК КАЧЕНИЯ Российский патент 1994 года по МПК F16C19/00 

Изобретение относится к машиностроению (подшипниковой промышленности) и может быть использовано в опорных узлах валов, эксплуатирующихся в условиях высоких динамических нагрузок, повышенной температуры, влажности и запыленности.

Известны подшипники качения, содержащие внутренние и наружные кольца, армированный сепаратор из антифрикционного материала и тела качения, расположенные в гнездах сепаратора.

С целью повышения показателей назначения в одном из известных подшипников, в гнездах арматуры выполнены щелевые отверстия для улучшения условий смазки тел качения.

В другом подшипнике антифрикционный материал помещен внутри арматуры, образованной торцевыми шайбами, снабженными гибкими пластинами, попарно кинематически связанными между собой. На одних концах пластин выполнены сквозные пазы, в которые установлены отбортовки других сопрягаемых концов пластин. На торцевых поверхностях шайб выполнены сквозные окна для закладки антифрикционного материала. Такая конструкция сепаратора уменьшает выкрашивание заполнителя за счет распределения нагрузки со стороны колец, что повышает долговечность подшипника.

В качестве прототипа рассматривается подшипник качения, сепаратор которого выполнен в виде арматуры, несущей секторы антифрикционного материала. Тела качения размещены между секторами в гнездах арматуры. Секторы имеют возможность относительно свободного, независимого перемещения в пределах зазоров, что предотвращает объемную деформацию антифракционного заполнителя, характерную для сплошного, жесткого сепаратора.

Недостатками данной конструкции являются вынужденные колебания элементов подшипника, вызывающие разрушение секторов, а при воздействии внешней нагрузки на сектора наблюдаются выкрашивание и скол антифрикционного материала.

Целью изобретения является увеличение срока службы подшипников путем снижения вынужденных колебаний системы и предохранения секторов из антифрикционного материала от внешних воздействий.

Поставленная цель достигается тем, что в подшипнике качения, содержащем внутреннее и наружное кольца, установленный между кольцами сепаратор, выполненный в виде кольцевой арматуры с равнорасположенными гнездами, разделенными перемычками, и кольцевых секторов антифрикционного материала, смонтированных на арматуре и образующих с ее гнездами гнезда для шариков и сами шарики, каждый сектор в своем объеме имеет упругие элементы в виде параллельных плоских пружин, закрепленных одним концом на обеих сторонах перемычек арматуры коаксиально кольцам, а также предохранительные пластины, каждая из которых выполнена в виде кольцевого сектора с окнами для закладки антифрикционного заполнителя и закрепленных на нем одним концом двух параллельных плоских пружин, при этом секторы установлены по торцам подшипника, свободные концы пружин каждой пластины соединены со свободными концами соответствующих пружин, закрепленных на перемычках сепаратора.

Установка предохранительных пластин (в виде кольцевых секторов) за счет параллельных плоских пружин, воспринимающих колебания секторов плюс колебания пружин, закрепленных на перемычках арматуры, позволяет значительно сократить период затухания вынужденных колебаний системы, смягчает вибрацию и биение элементов.

Предохранительная пластина, расположенная в объеме сектора антифрикционного материала, распределяет действующие концентрированные внешние нагрузки, что способствует увеличению долговечности подшипника в условиях повышенных нагрузок.

Вышеперечисленные изменения сохраняют качество смазки трущихся поверхностей подшипника.

Сущность изобретения иллюстрируется графическим изображением:
На чертеже показан предлагаемый подшипник, вид сбоку.

Подшипник качения содержит внутреннее 1 и наружное 2 кольца. Сепаратор подшипника выполнен в виде кольцевой арматуры 3, на перемычках 4 которой крепятся секторы антифрикционного материала 5, защищенные предохранительной пластиной 6 (в виде кольцевого сектора). На перемычках арматуры заклепками 7 закреплены спаренные параллельные плоские пружины 8 с отверстиями, на консольных концах которых фиксируются плоские параллельные пружины 9 предохранительной пластины. Тела качения 10 размещены в гнездах арматуры 3 между секторами 5, разделенными пазами 11 в твердом антифрикционном заполнителе. Через окна 12 может производится заполнение подшипника антифрикционным материалом марки АФЗ-3 ТУ538.401-83.

Изобретение осуществляется следующим образом.

На беговую дорожку наружного кольца 2 укладываются тела качения 10, которые геометрически замыкаются внутренним кольцом 1. Арматура 3 подшипника собирается в штампе последовательными операциями. Штампованный кольцевой полусепаратор, в отверстиях перемычек 4 которого установлены заклепки 7, под головкой несущие жестко связанные пары плоских пружин 8 с отверстиями в консольных концах, устанавливается в матрицу. При этом пружины 8 базируются на выступах матрицы, ориентируя полусепаратор относительно колец 1, 2 укладываемого сверху подшипника, причем тела качения располагаются в гнездах полусепаратора. На заклепках 7 монтируются с перемычками 4 второй полусепаратор и сверху вторые спаренные плоские пружины 8 с отверстиями в консольных концах, которые устанавливаются коаксиально кольцам 1 и 2 под пуансон штампа, рабочим ходом которого расклепываются заклепки 7, чем осуществляется неполная сборка арматуры сепаратора подшипника. Затем устанавливаются предохранительные пластины 6, плоские пружины 9, которых насечками фиксируются в отверстиях консольных концов плоских пружин 8. Предохранительные пластины 6, имеющие плоские пружины 9 с насечками, изготавливаются предварительно штамповкой. Заполнение подшипника антифрикционным материалом производится через окна 12 пластины, образованные плоскими пружинами, либо установка одной предохранительной пластины производится после операции заполнения.

Для формирования секторов 5 из антифрикционного материала подводят с каждого торца подшипника матрицу с выступами, расположенными в плоскостях, проходящих через ось вращения подшипника и центр симметрии каждого гнезда арматуры 3. Выступы матрицы перекрывают пространство от торцов подшипника и центр симметрии каждого гнезда арматуры 3. Выступы матрицы перекрывают пространство от торцов подшипника до арматуры 3 и шариков 10, проходя между предохранительными пластинами 6 с незначительными зазорами. При этом антифрикционный материал уплотняется. Через некоторое время происходит частичная его полимеризация до потери текучести, после чего матрицы отводятся. На месте выступов матриц, между предохранительными пластинами образуются узкие сквозные пазы 11, окончательно формирующие кольцевые секторы заполнителя с пластинами.

Заключительное отверждение заполнителя осуществляется при нагреве.

Технологические зазоры формируются приработкой - относительным вращением колец 1 и 2 в течение заданного времени, при этом поочередно секторы с пластинами страгивания меньшим, чем для сплошного сепаратора и неразрушающим его заполнитель.

В работе каждый сектор с пластиной автономно воспринимает рабочие нагрузки опорного узла и за счет жесткой связи с плоскими пружинами 6 приобретает в целом упругость, демпфируя разрушающие воздействия. Наличие плоских пружин 9 сокращает период вынужденных колебаний плоских пружин 8 и сектора в целом за счет встречного действия растяжения-сжатия в каждой паре. Пластина, расположенная в объеме антифрикционного материала, предохраняет его от воздействия внешних сил путем их распределения. В целом этом ведет к уменьшению деформаций внутри антифрикционного заполнителя, что препятствует его динамическому разрушению. При этом гарантируется поочередная ротапринтная сухая смазка колец 1 и 2.

Изобретение позволяет повысить ресурс работы подшипника качения в 1,2 раза (сравнительно с прототипом) и почти в 1,8 раза сравнительно с обычным подшипником.

Использование: в машиностроении, в опорных узлах валов, работающих в условиях высоких динамических нагрузок, повышенной температуры, влажности и запыленности. Сущность изобретения: подшипник содержит внутреннее 1 и наружное 2 кольца. Между кольцами установлен сепаратор в виде кольцевой арматуры 3 с гнездами, разделенными перемычками 4. На перемычках закреплены секторы 5 антифрикционного заполнителя. На перемычках коаксиально кольцам закреплены также параллельные плоские пружины 8. По торцам подшипника установлены предохранительные пластины 6 в виде кольцевых секторов с окнами 12 для закладки антифрикционного заполнителя. На пластинах 6 коаксиально кольцам 1 и 2 закреплены плоские параллельные пружины 9, свободные концы которых соединены со свободными концами соответствующих пружин 8, закрепленных на перемычках сепаратора. Пружины 8 и 9 размещены в объеме секторов антифрикционного заполнителя. Конструкция подшипника обеспечивает уменьшение вынужденных колебаний его составных элементов, что ведет к увеличению срока службы. 1 ил.

ПОДШИПНИК КАЧЕНИЯ, содержащий внутреннее и наружное кольца, установленный между кольцами сепаратор, выполненный в виде кольцевой арматуры с равнорасположенными гнездами, разделенными перемычками, и кольцевых секторов антифрикционного заполнителя, смонтированных на арматуре и образующих с ее гнездами гнезда для шариков, а также размещенные в гнездах сепаратора шарики, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы путем снижения вынужденных колебаний системы, он снабжен упругими элементами в виде параллельных плоских пружин, закрепленных одним концом на обеих сторонах каждой перемычки арматуры коаксиально кольцам, а также предохранительными пластинами, каждая из которых выполнена в виде кольцевого сектора с окнами для закладки антифрикционного заполнителя и закрепленных на нем одним концом двух плоских параллельных пружин, при этом секторы установлены по торцам подшипника, свободные концы пружин каждого сектора соединены со свободными концами соответствующих пружин, закрепленных на перемычках сепаратора, а сами пружины размещены в объеме секторов антифрикционного заполнителя.