ПОДШИПНИК КАЧЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F16C19/02 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к подшипникам качения.

Известен подшипник качения, содержащий два кольца с дорожками качения, размещенный между ними сепаратор с телами качения и выполненное, по меньшей мере, на одной из контактирующих собой деталей покрытие, по меньшей сере, в один слой.

Известный подшипник качения не обладает достаточной износостойкостью и технологичностью.

Технический результат изобретения заключается в исключении указанных недостатков и увеличении площади контакта тел качения с дорожками качения колец, что позволит повысить работоспособность подшипника качения.

Это обеспечивается тем, что в подшипнике качения, содержащем два кольца с дорожками качения, размещенный между ними сепаратор с телами качения и выполненное, по меньшей мере, на одной из контактирующих между собой деталей покрытие, по меньшей мере, в один слой, последнее выполнено из материалов, состоящих из химических элементов группы мягких металлов типа меди, олова, цинка, свинца или их сплавов, а толщина покрытия установлена в пределах /0,15 5,00/ мкм, при этом меньшие значения для тел качения меньшего диаметра. Кроме того, покрытие может быть выполнено или на телах качения или на дорожке качения, по меньшей мере, одного из колец, при этом толщина покрытия в мкм соответствует соотношению t=/0,1 0,2/D_т, где D_т -диаметр тела качения, мм. Далее покрытие может быть выполнено на обеих контактирующих между собой деталях, при этом толщина покрытия в мкм соответствует соотношению t=/0,05 0,20/ D_т, где D_т диаметр тела качения, мм. Далее сепаратор может быть выполнен, по крайней мере, из материалов, содержащих химические элементы, из которых выполнено покрытие.

На фиг. 1 представлен подшипник качения, разрез; на фиг. 2 место контакта тела качения с дорожкой качения одного из колец в разрезе.

Подшипник качения содержит два кольца 1 с дорожками 2 качения, размещенный между ними сепаратор 3 с телами 4 качения. По меньшей мере, на одной из контактирующих между собой деталей, например, на дорожке качения, выполнено покрытие 5 в один слой. Покрытие 5 выполняют материалами, состоящими их химических элементов группы мягких металлов типа меди, олова, цинка, свинца или их сплавов. Толщину покрытия устанавливают в пределах /0,15 5,00/ мкм. Сепаратор 3 заполняют, по крайней мере, из материалов, содержащих химические элементы, их которых выполнено покрытие. Покрытие 5 может быть выполнено и на телах качения, при этом толщина покрытия в мкм соответствует соотношению t=/0,1 0,2/ D_т, где D_т диаметр тела качения, мм.

При выполнении покрытия на обеих контактирующих между собой деталях толщину покрытия целесообразно выдержать в пределах /0,05 0,20/ D_т.

Подшипник качения работает следующим образом. При вращении одного из колец 1 тела качения обкатываются по дорожкам 2 качения колец 1 и контактируют с ними через покрытие 5. Сепаратор 3 удерживает тела 4 качения на определенном расстоянии друг от друга. В процессе работы подшипника качения покрытие 5 на телах 4 качения и дорожках 2 качения колец 1 под действием контактных напряжений и сил трения деформируется и перераспределяется между деталями подшипника качения, более равномерно покрывая все поверхности, участвующие в контакте. Покрытие 5 осуществляет сухое трение тел качения 4 в контакте с дорожками 2 качения Колец 1. При наличии смазывающего вещества коэффициент трения в указанном контакте значительно уменьшается, а вместе с ним и момент сопротивления вращению. В результате чего повышается работоспособность подшипника качения. Изнашиваемое покрытие 5 тел 4 качения и дорожек качения 2 колец 1 постоянно подпитывается материалом сепаратора 3, переносимым телами 4 качения за счет трения из о сепаратор.

Выполнение покрытия из указанных материалов обеспечивает увеличение площади контакта тел качения с дорожками качения колец и создание на поверхностях контактирующих деталей износостойких антифрикционных покрытий. Указанные материалы, обладая высокой пластичностью, под действием нагрузок растекаются по поверхностям контактирующих деталей, заполняя все впадина и выемки и сглаживая неровности и шероховатости этих поверхностей. При этом между поверхностями деталей сохраняется слой этих материалов определенной толщины, который предохраняет детали от непосредственного контакта твердых поверхностей. Достаточно прочное сцепление указанных материалов с твердыми поверхностями контактирующих деталей позволяет избежать отслаивания покрытия, а сравнительно небольшое сопротивление сдвигу обеспечивает режим сухой смазки без значительного износа покрытия.

Меньшие значения суммарной толщины покрытия принимают для тел качения меньшего диаметра, что позволяет исключить резкое возрастание момента сопротивления вращению.

В конечном итого в подшипнике качения создаются условия, позволяющие увеличить его работоспособность.

Использование: в машиностроении, в частности в опорах качения узлов и машин. Сущность: подшипник качения содержит два кольца с дорожками качения, расположенный между ними сепаратор с телами качения и нанесенное на поверхности дорожек качения колец или тел качения, по меньшей мере, в один слой покрытие. Покрытие выполняют из материалов, состоящих из химических элементов группы мягких металлов типа меди, цинка, свинца, или их сплавов. Суммарную толщину покрытия в мкм рассчитывают по определенному соотношению и устанавливают в пределах 0,15 ... 5,00 мкм. В частности, покрытие наносят только на тела качения или только на дорожку качения, по меньшей мере, одного из колец. Сепаратор выполняют из материалов, содержащих химические элементы, из которых выполняют покрытие. Такое выполнение обеспечивает повышение работоспособности подшипника качения за счет увеличения площади контакта тел качения с дорожками качения колец. 3 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. Подшипник качения, содержащий два кольца с дорожками качения, размещенный между ними сепаратор с телами качения и выполненное по меньшей мере на одной из контактирующих между собой деталей покрытие, по меньшей мере в один слой, отличающийся тем, что покрытие выполнено из материалов, состоящих из химических элементов группы мягких металлов типа меди, олова, цинка, свинца или их сплавов, а толщина покрытия установлена в пределах 0,15 5,00 мм, при этом меньшие значения приняты для тел качения меньшего диаметра. 2. Подшипник по п. 1, отличающийся тем, что покрытие выполнено или на телах качения, или на дорожке качения по меньшей мере одного из колец, при этом толщина покрытия в мкм соответствует соотношению
t (0,1 0,2) D_т,
где D_т диаметр тела качения, мм. 3. Подшипник по п.1, отличающийся тем, что покрытие выполнено на обеих контактирующих между собой деталях, при этом толщина покрытия в мкм соответствует соотношению
t (0,05 0,20) D_т,
где D_т диаметр тела качения, мм. 4. Подшипник по пп. 1 3, отличающийся тем, что сепаратор выполнен по крайней мере из материалов, содержащих химические элементы, из которых выполнено покрытие.