ПОДШИПНИК ЛИНЕЙНЫЙ Российский патент 1999 года по МПК F16C29/06 F16C29/04 

Техническое решение относится к машиностроению и может быть использовано в металлорежущих станках, приспособлениях и других устройствах в качестве опоры для линейных возвратно-поступательных перемещений.

Известный линейный подшипник имеет корпус, внутри которого установлен цилиндрический сепаратор с закольцованными каналами для шариков. Закольцованные каналы распределены вдоль всего периметра сепаратора и выполнены шариками. Каждый канал имеет нагруженные и ненагруженные участки. При этом рядом расположенные каналы соседствуют друг с другом либо нагруженными, либо ненагруженными участками, что ведет к сложной пространственной ориентации каналов и соответственно к сложности изготовления сепаратора и невозможности его обработки без специальных приспособлений, методами механической обработки (см. заявку EP N 0430573, кл. F 16 C 29/06, публикация от 05.06.91). Кроме того, у известного подшипника выступающие внутрь направляющие поверхности корпуса для всех нагруженных каналов не представляют собой единую поверхность, что также усложняет возможность их получения методами механической обработки.

Целью настоящего технического решения является устранение указанных недостатков и упрощение конструкции, обеспечивающей изготовление данного подшипника без специальных приспособлений при единичном и мелкосерийном производстве.

Поставленная цель достигается тем, что подшипник линейный, содержащий корпус и смонтированный в нем сепаратор с замкнутыми циркуляционными каналами, заполненными шариками, характеризуется тем, что внутренняя поверхность корпуса и наружная поверхность сепаратора выполнены в виде правильного многогранника, в частности - шестигранника. Это позволяет обеспечить изготовление подшипника на станочном оборудовании, избегая изготовления специальной штамповой оснастки. Т. е. обеспечить возможность изготовления подшипника в условиях единичного и/или мелкосерийного производства. Еще одной особенностью заявленного подшипника является то, что замкнутые циркуляционные каналы выполнены на каждой границе сепаратора и ориентированы в плоскости, параллельной соответствующей грани сепаратора. Еще одной отличительной особенностью заявленного подшипника является то, что на внутренней стороне корпуса предусмотрены выступы, обеспечивающие отсутствие заклинивания и свободное перемещение шариков и возможность достигнуть заданной точности и необходимого класса чистоты на статочном оборудовании. Следующей особенностью заявленного подшипника является наличие технологических каналов на сепараторе, которые позволяют выполнить сборку подшипника. Эти канавки выполнены по оси нагруженных участков циркуляционных каналов с одной стороны сепаратора и ширина их несколько больше ширины выступов на корпусе.

На фиг. 1 показан поперечный разрез подшипника; на фиг. 2 - разрез А-А; на фиг. 3 - разрез Б-Б; на фиг. 4 - направляющий выступ корпуса; на фиг. 5 - участок сепаратора, развертка; на фиг. 6 - продольный разрез корпуса.

Линейный подшипник состоит из корпуса 1 (фиг. 1, 2) и сепаратора 2 с шариками 3. Внутренняя поверхность корпуса 1 и наружная поверхность сепаратора 2 в сечении представляют многогранник со скругленными вершинами. На внутренней поверхности корпуса 1 выполнены продольные направляющие выступы 4 (фиг. 4), равномерно расположенные по периметру, по одному на каждой грани. По краям корпуса 1 предусмотрены участки 5 (фиг. 6) без выступа, которые обеспечивают свободное перетекание шариков по каналам сепаратора.

Сепаратор 2 расположен внутри корпуса 1. На каждой грани сепаратора 2 выполнены замкнутые циркуляционные каналы для размещения шариков 3. Каждый циркуляционный канал состоит из 2-х продольных участков, нагруженного 6 (фиг. 3) и ненагруженного 7, которые соединяются на концах переходными участками 8, полукруглой формы. Нагруженный продольный участок 6 (фиг. 1) открыт в направлении внешней и внутренней поверхностей сепаратора 2, что обеспечивает контакт шариков 3 с направляющей поверхностью корпуса 1 и с валом 9, на котором установлен подшипник. Ненагруженный участок 7 замкнутого канала открыт только с внешней стороны сепаратора, и шарики 3 свободно по нему перемещаются. Осевая фиксация сепаратора 2 осуществляется по торцовым поверхностям, которые упираются с одной стороны в выступ корпуса 1, с другой - в концевую пластину 10, застопоренную кольцом 11. По краям сепаратора 2, напротив нагруженных продольных участков 6, выполнены обнижения 12 (фиг. 1, 4, 5), с целью обеспечения сборки сепаратора 2 с корпусом 1, т.е. выступы 4 корпуса 1 входят в эти обнижения 12 на сепараторе 2.

Отличительные особенности заявленного подшипника: правильный многогранник (сепаратор 2 и внутренняя поверхность корпуса 1), наличие на внутренней поверхности корпуса 1 выступа 4 на каждой грани, а также наличие обнижения 12 позволяют изготовить подшипник, кроме массового производства, также в условиях единичного и/или мелкосерийного производства с использованием станочного оборудования.

Выступы 4 выполнены по оси нагруженных участков 6 циркуляционных каналов, поверхность выступов является частью поверхности круглого цилиндра, единого для всех выступов и получена с высокой точностью и высоким классом чистоты поверхности.

Линейный подшипник работает следующим образом. При поступательном движении вала 9, нагруженные шарики, находящиеся в контакте с валом 9 и выступами 4 корпуса 1, двигаются по продольной части канала в том же направлении. Движение от нагруженных шариков передается ненагруженным шарикам, которые двигаются по другой продольной части канала и по переходным участкам 8. Таким образом, осуществляется движение шариков 3 по замкнутым циркуляционным каналам. Шарики, перешедшие с нагруженного продольного участка 6 на переходный участок 8, теряют контакт с направляющей поверхностью 4 корпуса 1 и валом 9 и становятся ненагруженными наоборот, шарики, перешедшие с противоположного переходного участка 8 на нагруженный участок 6, приобретают этот контакт и становятся нагруженными, так шарики меняются ролями. Постоянно в контакте с направляющей поверхностью 4 и валом 9 находятся шарики шести продольных нагруженных участков 6, что обеспечивает равномерную нагрузку на шарики и надежную работу линейного подшипника.

Производство предлагаемого линейного подшипника возможно на неспециализированных предприятиях мелкими сериями и поштучно, без специальных приспособлений, что расширяет возможности применения шариковых направляющих.

На Волжском автозаводе по данному техническому решению разработана техническая документация, изготовлены опытные образцы подшипников, которые успешно используются в качестве направляющих для колонок в загрузчиках штучных заготовок.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в металлорежущих станках, приспособлениях, подшипниковых узлах. Цель изобретения - возможность изготовления линейного подшипника без специальных приспособлений при единичном и мелкосерийном производстве. В цилиндрическом корпусе смонтирован сепаратор. Внутренняя поверхность корпуса и наружная поверхность сепаратора в сечении представляют шестигранник со скругленными вершинами. На каждой грани сепаратора выполнены замкнутые циркуляционные каналы с продольными и переходными участками, заполненными шариками. Каждый замкнутый канал имеет первый нагруженный продольный участок, содержащий ряд нагруженных шариков, и второй ненагруженный или возвратный участок, содержащий ряд ненагруженных шариков. При этом нагруженный участок замкнутого канала открыт в направлении внешней и внутренней поверхностей сепаратора, что обеспечивает контакт шариков с направляющей поверхностью корпуса и с поверхностью вала, на котором установлен подшипник. Ненагруженный участок замкнутого канала открыт только с внешней стороны сепаратора и шарики свободно по нему перемещаются. Для более равномерного нагружения шариков на каждой грани внутренней поверхности корпуса выполнены направляющие выступы, что позволяет достичь высокой точности изготовления и высокого класса чистоты направляющей поверхности простыми методами обработки. Направляющие выступы на корпусе выполнены напротив нагруженных участков кольцевых каналов сепаратора. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Подшипник линейный, содержащий корпус и смонтированный в нем сепаратор с замкнутыми циркуляционными каналами с продольными и переходными участками, заполненными шариками, отличающийся тем, что внутренняя поверхность корпуса и наружная поверхность сепаратора выполнены в виде правильного многогранника, например шестигранника, а циркуляционные каналы выполнены на каждой грани сепаратора и ориентированы в плоскости, параллельной плоскости соответствующей грани сепаратора. 2. Подшипник по п. 1, отличающийся тем, что на внутренней поверхности корпуса выполнены направляющие выступы для нагруженных шариков и поверхность этих выступов является частью поверхности круглого цилиндра, единого для всех выступов. 3. Подшипник по п.1, отличающийся тем, что на сепараторе по оси нагруженных участков замкнутых циркуляционных каналов с одной стороны выполнены обнижения в виде канавки по ширине выступа на корпусе.