РОЛИК ПОРШНЯ ПРЕСС-ПОДБОРЩИКА Российский патент 1996 года по МПК A01F15/04 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к узлам и деталям пресс-подборщиков, предназначенных для сельскохозяйственных работ.

Известен подшипник с наружной и внутренней обоймой, рабочая полость которого защищена шайбами (см. например подшипник серии 8000 по ГОСТ 7242-81 или подшипник серии 180000 по ГОСТ 8882-75).

Недостаток этих подшипников в том, что они не имеют возможности самоустанавливаться при воздействиях косонаправленных усилий. Это приводит к дополнительным вредным напряжениям в валах и корпусах подшипниковых узлов.

Известен подшипник типа 480000 по ГОСТ 24850-81. Он содержит внутреннюю обойму, устанавливаемую на конической втулке, и наружную обойму со сферической наружной поверхностью. Беговая дорожка и шарики защищены от попадания пыли защитными шайбами. Сферическая обойма позволяет достаточно надежно базировать валы с такими подшипниками при существенной несоосности посадочных мест в боковинах корпусов.

Известны самосмазывающиеся самоустанавливающиеся подшипники скольжения, содержащие внутреннюю обойму со сферической контактной поверхностью и наружную обойму с вкладышем твердой смазки. Эти подшипники допускают высокие давления при эксплуатации (см. например, Д. Т. Гаевик. "Подшипниковые опоры современных машин". М. Машиностроение. 1985, с. 239, рис. 111).

Недостаток таких подшипников в том, что они недолговечны в условиях работы в абразивной среде. Другой недостаток не ремонтопригодны. Недостатком является также то, что цилиндрическая поверхность наружной обоймы не позволяет применять их в сочетании со штампуемыми листовыми полукорпусами при монтаже в сварных конструкциях.

Недостатками этого подшипника являются его большие осевые габариты, что делает невозможным его применение в качестве ролика поршня пресс-подборщика в условиях дефицита пространства.

Известен ролик поршня пресс-подборщика по авт. св. СССР N 470278 кл. A 01 F 15/04.

Он включает наружную обойму в виде втулки с торцевыми проточками, куда входят отбортовками уплотнительные шайбы, с внутренними отверстиями, где размещен подшипник, удерживаемый от осевых перемещений относительно наружной обоймы стопорными кольцами, расположенными в проточках внутреннего отверстия. В этом же отверстии размещены манжетные уплотнения. В наружную обойму запрессован подшипник, играющий роль внутренней обоймы. Эта система базируется на полой оси, фиксируемой в щеках поршня. В полости подшипника размещена смазка.

Недостатком этого ролика является то, что благодаря жесткости фиксации на оси и не обладая возможностью угловых колебаний, он лишен возможности оптимального контакта с направляющей прессовальной камеры, зачастую имеющей значительную пропеллерность. Взаимодействие ролика со скрученными направляющими приводит к излишним кромочным давлениям, резко ухудшающим условия работы манжет и подшипника и к преждевременному их выходу из строя, т. е. к выходу ролика из строя.

Цель изобретения создание ролика поршня пресс-подборщика, обладающего возможностью копировать искажение направляющих, благодаря чему создаются оптимальные условия работы ролика, что повышает его надежность и долговечность. Одновременно упрощается конструкция ролика. В варианте исполнения он может быть использован в качестве подшипниковой опоры.

Для достижения этой цели ролик поршня выполнен в виде подшипника скольжения с внутренней и наружной обоймами, которые контактируют по сфере, образуя пространственный шарнир. Торцы наружной обоймы имеют проточки большого и меньшего диаметров, концентричные сфере контакта обойм. В проточке меньшего диаметра размещены упругие (из резины, полиуретана или тому подобных материалов) уплотнения плоского или круглого поперечного сечения или манжеты. Эти уплотнения скользят по сфере внутренней обоймы с некоторым натягом, а в проточке внешней обоймы натяг больший, чем обеспечивается предпочтительное скольжение уплотнения по сфере внутренней обоймы и подвижность уплотнения относительно наружной обоймы. Однако возможно скольжение относительно внешней обоймы. В проточке большего диаметра закреплена защитная шайба, которая ограничивает подвижность упругого уплотнения в осевом направлении, одновременно являясь дополнительным уплотнением. Для осуществления собираемости ролика наружная обойма снабжена пазом, выполненным вдоль оси отверстия. Ширина паза несколько больше ширины внутренней обоймы. Этот паз заполнен смазкой, которая представляет собой смесь консистентной смазки типа солидол, литол-24, циатим-201 с металлоплакирующей присадкой. Металлоплакирующая присадка составляет 2 4 по весу смазки. В качестве присадок используются мелкодисперсные порошки бронз, латуней, меди. Возможно использование баббитов или меди. Наличие присадок уменьшает требования к шероховатости контактирующих поверхностей обойм. Они надежно разделяют атомы металла обойм, обеспечивая безызносное трение в условиях граничного режима смазки, когда неустойчив масляный клин. Такая смазка обеспечивает работоспособность подшипниковой пары после долгого стояния, а также в условиях больших нагрузок.

Жесткие шайбы, размещаемые в проточках большего диаметра наружной обоймы, могут быть выполнены из пластмасс типа текстолита, полиамидов, полиэтилена или других аналогичных материалов, достаточно жестких, но обладающих низким коэффициентом трения при скольжении по закаленной стали или чугуну.

Эти шайбы могут быть из листовой стали или из бронзы, латуни и т. д. В случае изготовления их из стали или другого материала, обладающего высоким коэффициентом трения по металлу внутренней обоймы ролика, на них может быть нанесена наварка упругого уплотняющего материала, например резины, в зоне меньшего отверстия шайбы так, чтобы контакт этой шайбы с металлом внутренней обоймы подшипника осуществлялся резиной с некоторым натягом.

Эти шайбы закрепляются в проточке наружной обоймы металла и могут они быть изготовлены чашеобразной формы, когда наружный диаметр их несколько меньше малого диаметра проточки.

Проточка же на торце внешней обоймы выполнена в виде усеченного конуса, малым основанием, обращенным к внешней стороне обоймы. После сборки шайба деформируется до плоской формы, наружный диаметр ее увеличивается и запрессовывается в проточке, обеспечивая надежное закрепление.

Наружная обойма ролика по внешнему диаметру может быть выполнена цилиндрической, торообразной или сферической формы. В случае выполнения ее сферической, ролик может быть использован в качестве подшипника, закрепляемого в боковинах рамных конструкций посредством легких штампованных корпусов, весьма технологичных.

Внутренняя обойма ролика по внутреннему, посадочному, отверстию может быть снабжена полостью для размещения в ней дополнительного количества смазки. Эта полость сообщается со сферической поверхностью отверстиями.

Внутренняя обойма в интересах технологичности может быть выполнена составной, состоящей из одинаковых частей сферы, обращенных большими основаниями друг к другу. Диаметр этих оснований равен диаметру сферы. В этом случае материал этих частей может быть разным.

С целью увеличения площади контакта внутренней обоймы с наружной, то есть в целях снижения контактных напряжений, паз во внешней обойме, служащий для сборки внутренней обоймы, может быть выполнен под углом к оси ролика.

Предложенный ролик поршня имеет повышенную долговечность вследствие надежного уплотнения и надежной смазки трущихся поверхностей. Металлоплакирующая присадка обеспечивает условия атомарного переноса, способствующие безызносной работе пар трения, что крайне важно для ролика, работающего в режиме повышенной запыленности, переменного вращения и скачкообразно меняющихся нагрузок. Этот ролик без пересадок может быть применен в качестве самоустанавливающегося подшипника с наружной сферической поверхностью. Благодаря этому качеству для его монтажа в боковинах сварных узлов достаточно легких штампованных листовых полукорпусов, в которых обойме подшипника нет необходимости колебаться (что характерно в случае применения подшипников по ГОСТ 24850-81) при несоосностях посадочных мест. Необходимая подвижность узла обеспечивается по сферическому контакту пары наружная - внутренняя обоймы. Вследствие допустимости больших контактных напряжений, обусловленных наличием металлоплакирующей присадки в массе смазки, ролик, воспринимающий большие нагрузки при сравнительно больших скоростях движения, может иметь небольшие осевые габариты, соответствующие серийным подшипникам.

На фиг. 1 показан ролик поршня пресс-подборщика в варианте исполнения с плоскими эластичными уплотнениями и шайбами, закрепленными завальцовкой; на фиг. 2. тот же ролик в варианте с торообразными эластичными уплотнениями и шайбами, закрепленными деформацией в конических проточках; на фиг. 3 шайба, удерживающая уплотнение для варианта с деформацией; на фиг. 4 вариант исполнения внутренней обоймы; на фиг. 5 внешняя обойма, вид сбоку.

Ролик содержит внутреннюю обойму 1 с посадочным отверстием 2 и наружной сферической поверхностью 3. По экватору сферы выполнена проточка 4. Обойму 1 обнимает наружная обойма 5, взаимодействующая с внутренней обоймой сферой 6. Наружная поверхность обоймы 5 может быть цилиндрической, но может быть и сферической. Наружная сфера 7 концентрична внутренней. В торцах наружной обоймы 5 выполнены проточки большего диаметра 8, в которых установлены жесткие шайбы 9 с наваренными по внутреннему диаметру упругими кольцами 10 (в случае исполнения шайб из стали).

В проточках меньшего диаметра 11 размещены эластичные уплотнения 12. Шайбы 9 зафиксированы в проточках 8 или завальцовкой 13 или путем увеличения их наружного диаметра при распрямлении отбортовки путем пластической деформации. Проточки 8 могут быть как на фиг. 1 цилиндрическими или как на фиг. 2 коническими. Завальцовка применяется в случае выполнения шайб 9 плоскими.

В обойме 5 имеется паз 14, по которому обойма 1 вводится в полость сферы 6 обоймы 5. Он же служит резервуаром для хранения смазки. Жесткая шайба 9 (в варианте изготовления из листовой стали) содержит листовую основу 15 с наваркой резины 16. Наружный диаметр шайбы Д_о несколько меньше в исходном положении меньшего диаметра конической проточки (фиг. 2).

После сборки шайба деформируется и приобретает вид, показанный на фиг. 3 штрих-пунктирной линией. В этом случае ее наружный диаметр Д₁ равен большему диаметру проточки и шайба надежно зафиксирована в обойме. Внутренний диаметр шайбы Д_вн с некоторым натягом контактирует со сферой внутренней обоймы. Внутренняя обойма 1 может иметь полость 17, где может размещаться дополнительный запас смазки, по отверстиям 18 попадающий через проточку 4 на сферу 3. Обойма 1 может быть выполнена составной из частей 19 и 20, которые могут быть исполнены из разных материалов.

Сборка ролика производится следующим образом.

Полностью готовые и смазанные по сферам контакта детали 5 и 1 собираются в комплект введением внутренней обоймы 1 в полость обоймы 5. При этом плоскость обоймы 1 перпендикулярна полости обоймы 5 и в паз 14 последней обоймы 1 вводится до совмещения осей сфер контакта 6 и 3. После этого плоскости обойм совмещаются поворотом одной из них на 90^o. Обоймы образовали подшипник скольжения с возможностью относительно вращения, но при этом обойма 1 не имеет свободы перемещения относительно обоймы 5 ни в радиальном, ни в осевом направлениях. Затем паз 14 заполняется смазкой, устанавливаются уплотнения 12 и 9, производят завальцовку 13 или деформацию шайбы 9. Ролик готов к эксплуатации и защищен от случайной разборки, так как паз 14 перекрыт уплотнениями. Ролик может быть использован как ролик. При этом он, будучи зафиксированным отверстием 2 на оси, обкатывается наружным диаметром 7 по направляющим.

Ролик может быть использован как подшипник радиальный, радиально-упорный или конический. При этом могут быть допущены большие контактные напряжения без риска появления "схватывания" или задира вследствие разграничения материалов наружной и внутренней обойм пленкой, образованной металлоплакирующей присадкой, имеющейся в смазке. Материал обойм закаленная сталь (закалка должна быть в зоне сфер контакта 3 и 6), чугун или их сочетания.

Возможно применение металлокерамики, керамики, стекла или фарфора. Естественно, в случае применения непластичных материалов типа стекла или керамики, способ завальцовки шайбы 9 неприемлем и ее закрепление должно быть осуществлено путем деформации в конических проточках наружной обоймы. Уплотнения предохраняют поверхности контакта от попадания абразива. В то же время попадание пыли в рабочую зону при твердых поверхностях контакта обойм не опасно. ЫЫЫ2 ЫЫЫ4

Использование: в сельскохозяйственном машиностроении, в частности в узлах пресс-подборщиков. Сущность изобретения: ролик включает внутреннюю и наружную обоймы с торцами и наружной поверхностью, смазку, резервуар для нее и уплотнения. Наружная и внутренняя обоймы контактируют по сфере. В торцах наружной обоймы выполнены проточки большего и меньшего диаметра, концентричные сфере контакта. В проточках меньшего диаметра установлены эластичные уплотнения круглого или прямоугольного сечения, взаимодействующие со сферой внутренней обоймы с натягом. В проточках большего диаметра закреплены завальцовкой или посредством деформации жесткие шайбы. Наружная обойма снабжена пазом, выполненным вдоль оси, ширина которого больше внутренней обоймы, паз заполнен смазкой с металлоплакирующей присадкой. Наружная поверхность наружной обоймы может быть криволинейной, в частности сферической, может быть цилиндрической. Полость отверстия сообщается со сферой контакта. Составные части внутренней обоймы являются частями сферы, обращенными большими диаметрами друг к другу. Ролик долговечен и способен воспринимать большие радиальные и осевые нагрузки. 8 з. п. ф-лы, 5 ил.

1. Ролик поршня пресс-подборщика, включающий внутреннюю обойму и наружную обойму с торцами и наружной поверхностью, смазку, резервуар для нее, уплотнения, отличающийся тем, что внутренняя и наружная обоймы контактируют по сфере, в торцах наружной обоймы выполнены проточки большего и меньшего диаметров, концентричные сфере, в проточках меньшего диаметра установлены эластичные уплотнения с натягом, взаимодействующие со сферой внутренней обоймы с натягом, в проточке большего диаметра закреплены жесткие шайбы, ограничивающие подвижность эластичных уплотнений в осевом направлении. 2. Ролик по п.1, отличающийся тем, что наружная обойма снабжена пазом, выполненным вдоль оси, ширина которого больше ширины внутренней обоймы, который заполнен консистентной смазкой с металлоплакирующей присадкой. 3. Ролик по п. 1, отличающийся тем, что жесткие шайбы выполнены из пластмассы и находятся в контакте с внутренней обоймой. 4. Ролик по п.1, отличающийся тем, что жесткие шайбы выполнены из металла и снабжены в зоне внутреннего диаметра эластичной накладкой. 5. Ролик по п.1, отличающийся тем, что жесткие шайбы закреплены в наружной обойме с увеличением их наружного диаметра, а проточки для них выполнены в виде усеченного конуса с меньшим основанием на торце обоймы. 6. Ролик по п. 1, отличающийся тем, что жесткие шайбы завальцованы во внешней обойме. 7. Ролик по п.1, отличающийся тем, что наружная поверхность наружной обоймы выполнена криволинейной. 8. Ролик по п.1, отличающийся тем, что внутренняя обойма снабжена полостью для размещения смазки, сообщающейся отверстиями со сферой. 9. Ролик по п. 8, отличающийся тем, что внутренняя обойма выполнена составной из двух частей сферы, обращенных основаниями с большими диаметрами друг к другу.