ПОДШИПНИК КАЧЕНИЯ Российский патент 1995 года по МПК F16C19/02 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к подшипникам качения, и может быть использовано в опорах качения, испытывающих большие радиальные нагрузки, а также двухсторонние осевые нагрузки.

Известны подшипники качения, способные воспринимать радиальные и двухсторонние осевые нагрузки, содержащие два кольца с дорожками качения и размещенные между ними сепаратор с телами качения [1]
Известные стандартные подшипники качения обладают сравнительно небольшой долговечностью, которая при прочих равных условиях зависит от числа тел качения, размещенных между кольцами.

Теоретически возможное наибольшее значение угла заполнения подшипника качения телами качения равно 360^о.

Известен также подшипник качения, содержащий два кольца с канавками и дорожками качения и размещенные между ними тела качения, например радиальный шариковый подшипник качения с канавкой для комплектования телами качения типа 900000 [2]
Долговечность таких подшипников качения увеличивается за счет увеличения количества тел качения, размещенных между кольцами. Канавка для комплектования телами качения выполнена на одноименных бортиках колец на поверхностях, обращенных друг к другу.

Недостатком подшипника качения такой конструкции является то, что канавка для комплектования телами качения нарушает целостность дорожки качения кольца, а ее поверхность на пересечении с поверхностью дорожки качения кольца образует криволинейную грань. Наличие канавки для комплектования телами качения позволяет в 1,5.2,0 раза увеличить количество тел качения, размещенных между кольцами, и значительно увеличить угол заполнения, доведя его до 360^о. Однако при действии осевых нагрузок долговечность такого подшипника качения невелика, тем более воспринимать большие осевые нагрузки подшипник качения такой конструкции не способен.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является подшипник качения, содержащий тела качения, размещенные в дорожках качения между внутренним кольцом и наружным кольцом, выполненным с отверстием для ввода тел качения и имеющим заглушку с углублением на наружной поверхности, установленную в этом отверстии [3]
Недостатком такой конструкции является то, что она не обеспечивает надежную работу подшипника качения. Это связано с тем, что в нем невозможно обеспечить точную установку заглушки в отверстии для ввода тел качения.

В процессе работы подшипника качения заглушка может произвольно или под действием сил, например, со стороны тел качения перемещаться в отверстии для ввода тел качения.

Технический результат заключается в повышении надежности и долговечности подшипника качения.

Это обеспечивается тем, что подшипник качения, содержащий тела качения, внутреннее и наружное кольца с дорожками качения, в одном из которых выполнено отверстие для ввода тел качения, и установленную в этом отверстии заглушку с углублением на ее наружной поверхности, дополнительно снабжают стопорным кольцом, охватывающим кольцо с отверстием для ввода тел качения и заглушку, в кольце с отверстием для ввода тел качения на его посадочной поверхности выполняют кольцевую канавку, ось которой соосна оси кольца, а одну из ее стенок располагают в плоскости, параллельной торцам подшипника и проходящей через зону стыка заглушки и кольца подшипника, углубление на наружной поверхности заглушки выполняют в виде уступа, торцовую поверхность которого сопрягают с дном упомянутой кольцевой канавки, а его боковую поверхность с второй стенкой этой кольцевой канавки с образованием замкнутой кольцевой канавки для установки в ней стопорного кольца. При этом заглушку выполняют с по меньшей мере одним скосом со стороны тел качения, а отверстие для ввода тел качения с по меньшей мере одним выступом со стороны тел качения, сопрягаемым со скосом заглушки.

На фиг. 1 представлен подшипник качения, разрез; на фиг. 2 заглушка; на фиг. 3 кольцо подшипника качения; на фиг. 4 вариант исполнения подшипника качения, разрез.

Подшипник качения состоит из тел качения 1, внутреннего 2 и наружного 3 кольца с дорожками качения, в одном из которых выполнено отверстие 4 для ввода тел качения и установлена заглушка 5 с углублением 6 на ее наружной поверхности. Подшипник качения снабжен стопорным кольцом 7, охватывающим кольцо с отверстием 4 для ввода тел качения и заглушку 5.

В кольце с отверстием для ввода тел качения на его посадочной поверхности выполнена кольцевая канавка 9, ось которой соосна оси кольца, а одна из ее стенок расположена в плоскости, параллельной торцам подшипника, и проходит через зону стыка заглушки 5 и кольца подшипника. Углубление 6 на наружной поверхности заглушки 5 выполнено в виде уступа, торцовая поверхность которого сопряжена с дном кольцевой канавки 8, а его боковая поверхность со второй стенкой кольцевой канавки с образованием замкнутой кольцевой канавки с установкой в ней стопорного кольца 7. При этом заглушка 5 выполнена со скосом 9 со стороны тел качения 1, а отверстие 4 для ввода тел качения с выступом 10 со стороны тел качения, сопряженным со скосом заглушки.

Тем самым устраняется возможность контакта тел качения с криволинейной гранью на дорожке качения кольца и на желобке заглушки 5. Кроме того, заглушка 5 не может произвольно выпадать из отверстия для ввода тел качения. Перемещение заглушки по действием сил невозможно, так как этому перемещению препятствует стопорное кольцо 7, которое соединяет кольцо с отверстием 4 для ввода тел качения и заглушку в одно целое. Поворот заглушки также невозможен потому, что этому повороту препятствует стопорное кольцо 7, которое одной своей частью расположено в канавке 8 кольца с отверстием 4 для ввода тел качения, а другой в углублении 6 заглушки. Поэтому, чтобы переместить или повернуть заглушку, необходимо деформировать стопорное кольцо 7, для чего требуется значительное усилие. В подшипнике качения, установленном в узел машины, это сделать практически невозможно. А в подшипнике качения, не установленном в узел машины, имеется только одна потребность в том, чтобы заглушка не выпадала из отверстия 4 для ввода тел качения и занимала строго определенное положение относительно поверхностей кольца с отверстием для ввода тел качения. Это все обеспечивается установкой стопорного кольца в углубление 6 на заглушке 5 и в канавку 8, выполняемую на кольце с отверстием для ввода тел качения.

Наличие выступа 10 и сопряженного с ним скоса 9 позволяет обеспечить фиксацию заглушки в строго определенном положении, из которого она не может произвольно или под действием сил сместиться как в сторону тел качения, так и в противоположную сторону. Это позволяет устранить возможность контакта тел качения с криволинейными гранями на дорожке качения кольца и на желобке заглушки. При этом заглушка 5 может быть установлена в отверстии для ввода тел качения без натяга, что способствует уменьшению напряжений, действующих в кольце подшипника качения. Это возможно потому, что поверхность желобка заглушки и поверхность дорожки качения кольца с отверстием для ввода тел качения точно устанавливаются друг относительно друга, благодаря тому, что отверстие для ввода тел качения снабжено выступом, а на заглушке выполняют скос, и поверхности которых сопрягают. Отсутствие этих элементов, а также одного из них не позволяет зафиксировать заглушку в строго определенном положении.

Форма и размеры стопорного кольца и кольцевой канавки не влияют на надежность и долговечность подшипника качения и поэтому могут быть выполнены в поперечном сечении круглыми, прямоугольными или любой другой формы. Форма и размеры выступа, выполняемого в отверстии для ввода тел качения, и скоса на заглушке также не влияют на надежность и долговечность подшипника качения и поэтому могут быть выполнены любой формы, например кольцевыми, сферическими с диаметром сферы, равным диаметру тел качения. При этом, однако, должно обеспечиваться соответствие формы и размеров стопорного кольца и замкнутой кольцевой канавки, а также выступа отверстия для ввода тел качения и скоса заглушки с тем, чтобы детали подшипника качения могли выполнять свои функции.

Подшипник качения работает следующим образом.

При вращении внутреннего кольца 2 движение от него посредством дорожки качения передается телам качения 1, которые обкатываются по дорожке качения наружного кольца, взаимодействуя с желобком заглушки, установленной в отверстии 4 для ввода тел качения. Перемещение и поворот заглушки от действия сил со стороны тел качения не происходит. Этому перемещению и повороту препятствует стопорное кольцо 7, установленное в кольцевую канавку 9 кольца и в углубление 6 заглушки 5, а также выступ 10 отверстия 4 для ввода тел качения 1, сопряженный со скосом 9 заглушки 5.

Таким образом, установка стопорного кольца в углубление заглушки и в канавку кольца с отверстием для ввода тел качения и выполнение в отверстии для ввода тел качения выступа, а на заглушке скоса позволяет предотвратить возможность поворота и перемещения заглушки в отверстии как без нагрузки, так и при действии нагрузки. Тем самым, устраняется возможность возникновения циклических перегрузок на площадках контакта тел качения с дорожкой качения кольца с отверстием для ввода тел качения, что в конечном счете повышает надежность и долговечность подшипников качения.

Использование: в области машиностроения, в частности в подшипниках качения, испытывающих большие радиальные нагрузки, а также двухсторонние осевые нагрузки. Сущность: подшипник качения содержит тела качения, внутреннее и наружное кольца с дорожками качения, внутреннее и наружное кольца с дорожками качения. В одном из колец выполнено отверстие для ввода тел качения, в нем установлена заглушка с углублением на ее наружной поверхности. Подшипник дополнительно снабжен стопорным кольцом, охватывающим кольцо с отверстием для ввода тел качения и заглушку. В кольце с отверстием для ввода тела качения на его посадочной поверхности выполняют кольцевую канавку, ось которой соосна оси кольца. Одну из ее стенок располагают в плоскости, параллельной торцам подшипника и проходящей через зону стыка заглушки и кольца подшипника. Углубление на наружной поверхности заглушки выполняют в виде уступа, торцевую поверхность которого сопрягают с дном кольцевой канавки, а его боковую поверхность со второй стенкой этой канавки с образованием замкнутой кольцевой канавки для установки в ней стопорного кольца. При этом заглушку с по меньшей мере одним скосом со стороны тел качения, а отверстие для ввода тел качения с по меньшей мере одним выступом со стороны тел качения, сопрягаемым со скосом заглушки. Такое выполнение повышает надежность и долговечность подшипника. 4 ил.

ПОДШИПНИК КАЧЕНИЯ, содержащий тела качения, внутреннее и наружное кольца с дорожками качения, в одном из которых выполнено отверстие для ввода тел качения, и установленную в этом отверстии заглушку с углублением на ее наружной поверхности, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен стопорным кольцом, охватывающим кольцо с отверстием для ввода тел качения и заглушку, в кольце с отверстием для ввода тел качения на его посадочной поверхности выполнена кольцевая канавка, ось которой соосна с осью кольца, а одна из ее стенок расположена в плоскости, параллельной торцам подшипника и проходящей через зону стыка заглушки и кольца подшипника, углубление на наружной поверхности заглушки выполнено в виде уступа, торцевая поверхность которого сопряжена с дном упомянутой кольцевой канавки, а его боковая поверхность с второй стенкой этой кольцевой канавки с образованием замкнутой кольцевой канавки для установки в ней стопорного кольца, при этом заглушка выполнена с по меньшей мере одним скосом со стороны тел качения, а отверстие для ввода тел качения выполнено с по меньшей мере одним выступом со стороны тел качения, сопряженным со скосом заглушки.