РАДИАЛЬНО-УПОРНЫЙ ШАРИКОВЫЙ ПОДШИПНИК Российский патент 1997 года по МПК F16C19/14 

Изобретение относится к опорам вращающихся деталей, а именно к подшипникам качения, более конкретно к радиально-упорным подшипниками, служащим опорами валов и осей с возможностью восприятия как радиальной, так и осевой нагрузок.

Наиболее близким по технической сущности, выбранным в качестве прототипа, является радиально-упорный шариковый подшипник, имеющий из двух колец по крайней мере одно кольцо однобортиковое, помещенные в дорожки качения шарики и сепаратор, их разделяющий.

Недостатком известного подшипника является то, что, совершая сложное движение, т. е. вращаясь вокруг трех осей одновременно, шарик в радиально-упорном подшипнике находится в наиболее экстремальных условиях эксплуатации из всех конструкций шариковых подшипников, при отсутствии одного из бортиков, выгоняя смазку из дорожки качения центробежными силами, возникающими при вращении шарика в радиально-упорном шариковом подшипнике во всех трех плоскостях. Из-за постоянного "голода" в отношении смазки уменьшается срок службы, снижается динамическая работоспособность радиально-упорного шарикового подшипника.

Задача, на решение которой направлено изобретение, является создание радиально-упорного шарикового подшипника, в котором за счет конструктивных особенностей, при прочих равных условиях эксплуатации были бы созданы лучшие условия для смазки шариков и дорожек качения за счет уменьшения выброса смазки из дорожки качения, как следствие достигнуто было бы увеличение срока службы, повышение динамической работоспособности радиально-упорного шарикового подшипника.

Решение задачи, предлагаемое заявителем, заключается в том, что в конструкцию радиально-упорного шарикового подшипника, имеющего по крайней мере из двух колец одно кольцо однобортиковое, помещенные в дорожки качения шарики и сепаратор, введены, согласно изобретению, отличительные признаки, а именно: однобортиковое кольцо снабжено установленным со стороны, противоположной бортику, радиально выступающим и неподвижно соединенным с ним кольцевым элементом, при этом расстояние между параллельными плоскостями, размещенными касательно к дну дорожки качения кольца, в котором установлен кольцевой элемент в точке, расположенной на оси симметрии подшипника, и к выступающей части внутренней поверхности кольцевого элемента, равно (0,15 0,4) диаметра шарика, а расстояние между плоскостью, проходящей перпендикулярно продольной оси подшипника и через ось симметрии дна дорожки качения, и параллельной ей плоскостью, проходящей касательно к выступающей части со стороны шариков боковой поверхности кольцевого элемента, равно (0,3 0,7) диаметра шарика.

Вновь введенный неподвижно устанавливаемый кольцевой элемент на безбортиковой стороне однобортикового кольца создает условия для улучшения смазки шариков и дорожек качения, уменьшая выброс смазки из дорожки качения через безбортиковую сторону кольца вращающимся во всех трех плоскостях шариком, что существенно улучшает условия работы элементов радиально-упорного шарикового подшипника и при прочих равных условиях эксплуатации позволяет увеличить срок службы на 15 20% и повысить динамическую работоспособность радиально-упорного шарикового подшипника на 20 30%
На фиг. 1, 2, 3 представлены варианты выполнения радиально-упорного шарикового подшипника с расположением неподвижно устанавливаемого кольцевого элемента соответственно на внутреннем, наружном, обоих кольцах; на фиг. 4, 5, 6 виды в сечении (увеличено) различных вариантов выполнения собственно кольцевого элемента.

Примеры осуществления.

Радиально-упорный шариковый подшипник содержит наружное 1 и внутреннее 2 кольца, помещенные в дорожки качения шарики 3 и сепаратор 4, разделяющий последние. По крайней мере одно из колец (наружное, внутреннее или оба кольца) выполнено однобортиковым, т. е. бортик 5 имеется только с одной стороны, с другой стороны дорожки качения 6 однобортикового кольца выполнен так называемый "замок" 7, являющийся известным, выполненным заодно с кольцом стопорным элементом, предотвращающим самопроизвольную разборку радиально-упорного шарикового подшипника за счет того, что диаметр по "замку" 7 меньше диаметра по дну дорожки качения.

Однобортиковое кольцо (наружное, внутреннее или оба кольца) оснащено установленным со стороны, противоположной бортику 5, кольцевым элементом 8, неподвижно соединяемым с однобортиковым кольцом. Неподвижность соединения элемента 8 с кольцом достигают известными способами за счет упругих свойств элемента путем обеспечения достаточного натяга, запрессовкой, клеевым и сварным соединением (последнее точками лучевой сварки). Кольцевой элемент 8 может быть выполнен из маслобензостойкой резины 7223-1 по ТУ 38.1051789-87, полиамида стеклонаполненного ПА 66-1-ЛО22-СВ3О ТУ 6-06-6015226-1-88, фторопласта-4 по ГОСТ 10007-72, текстолита по ТУ 37.006.067-79. Кольцевой элемент 8 может быть изготовлен методом вытачивания или литья, в последнем случае может быть выполнен с арматурой или без оной; может быть выполнен металлическим, например, из деформируемого алюминиевого сплава штамповкой из листа с последующей запрессовкой в соответствующую канавку в кольце.

Форма поперечного сечения элемента 8 может быть круг, квадрат, эллипс, овал, треугольник и различные комбинации фигур.

Кольцевой элемент 9 установлен таким образом, что расстояние между параллельными плоскостями, размещенными касательно к дну дорожки качения кольца, в котором установлен кольцевой элемент, в точке, расположенной на оси симметрии подшипника, и к выступающей части внутренней поверхности кольцевого элемента, равно (0,15 0,4) диаметра шарика.

Меньшая, чем 0,15 величена не дает возможности улучшить смазку рабочих поверхностей подшипника в достаточной степени для получения заметных перечисленных сопутствующих эффектов. Большая, чем 0,4 величина не дает возможности получить дополнительный эффект при том, что конструктивно трудно осуществима из-за габаритных размеров сепаратора. Оптимальной величиной является 0,3 диаметра шарика.

Кольцевой элемент 10 смонтирован таким образом, что расстояние между плоскостью, проходящей перпендикулярно продольной оси подшипника и через ось симметрии дорожки качения, и параллельной ей поверхностью, проходящей касательно к выступающей части со стороны шариков боковой поверхности кольцевого элемента, равно (0,3 0,7) диаметра шарика.

Меньшая граница величины определяется тем, что ближе расположить элемент не представляется возможным из-за наличия шарика. Большая граница величины определяется тем, что влияние элемента 8 на оборот смазки резко убывает с увеличением указанного расстояния. Оптимальной величиной является расстояние, равное 0,5 диаметра шарика.

Использование: в опорах вращающихся деталей, а именно в радиально-упорных шариковых подшипниках. Сущность: радиально-упорный шариковый подшипник имеет одно однобортиковое кольцо, помещенные в дорожки качения шарики и разделяющий их сепаратор. Однобортиковое кольцо снабжено установленным со стороны, противоположный бортику, радиально выступающим и неподвижно соединенным с ним кольцевым элементом. Расстояние между параллельными плоскостями, размещенными касательно к дну дорожки качения кольца, в котором установлен кольцевой элемент, в точке, расположенной на оси симметрии подшипника, и к выступающей части внутренней поверхности кольцевого элемента, равно /0,15 - 0,4/ диаметра шарика. Расстояние между плоскостью, проходящей перпендикулярно продольной оси подшипника и через ось симметрии дна дорожки качения, и параллельной ей плоскостью, проходящей касательно к выступающей части со стороны шариков боковой поверхности кольцевого элемента, равно /0,3 - 0,7/ диаметра шарика. Вновь введенный элемент улучшает смазку рабочих поверхностей, так как уменьшает выброс смазки из дорожки качения через безбортиковую сторону кольца вращающимся во всех трех плоскостях шариком, что при прочих равных условиях эксплуатации позволяет увеличить срок службы на 15 - 20% и повысить динамическую работоспособность радиально-упорного шарикового подшипника на 20 - 30%. 6 ил.

Радиально-упорный шариковый подшипник, имеющий из двух колец по меньшей мере одно кольцо однобортиковое, помещенные в дорожки качения шарики и разделяющий их сепаратор, отличающийся тем, что однобортиковое кольцо снабжено установленным со стороны, противоположной бортику, радиально выступающим и неподвижно соединенным с ним кольцевым элементом, при этом расстояние между параллельными плоскостями, размещенными касательной к дну дорожки качения кольца, в котором установлен кольцевой элемент, в точке, расположенной на оси симметрии подшипника, и к выступающей части внутренней поверхности кольцевого элемента равно 0,15 0,4 диаметра шарика, а расстояние между плоскостью, проходящей перпендикулярно продольной оси подшипника и через ось симметрии дна дорожки качения, и параллельной ей плоскостью, проходящей касательно к выступающей части со стороны шариков боковой поверхности кольцевого элемента, равна 0,3 0,7 диаметра шарика.