ПОДШИПНИК КАЧЕНИЯ ДЛЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ Российский патент 2007 года по МПК C21D9/40 F16C33/12 

Область изобретения

Изобретение относится к подшипнику качения, используемому в летательных аппаратах, в частности вертолетах.

В летательных аппаратах существуют особые требования к легкости конструкции. По этой причине подшипники качения, используемые в этих летательных аппаратах, должны отвечать требованиям в отношении легкости конструкции. При одновременно возросших требованиях в отношении производительности подшипников качения возникла проблема, заключающаяся в том, что обычные закаленные стали для подшипников качения из-за трещин, возможно, возникающих при высоких нагрузках, больше не могут применяться.

В DE 8711624 U описан подшипник качения для применения в самолетах, который отвечает требованиям относительно легкости конструкции, однако имеет очень трудно изготавливаемую форму. Несмотря на сложную форму этого подшипника качения или подшипниковых колец требованиям к минимально возможной склонности к трещинообразованию эта форма не отвечает.

Задача изобретения

Задачей изобретения является создание подшипника качения одно- или двухрядного с тонкостенными вращающимися кольцами для применения в самолетах, при котором опасность возникновения трещин уменьшена.

Описание изобретения

Эта задача решается, согласно изобретению, тем, что вращающиеся кольца выполнены из мартеновской закаленной стали и имеют поверхностную твердость ≥ 613 HV (56 HRC) в зоне поверхностей дорожек качения, разность (Δ) между поверхностной твердостью и твердостью сердцевины составляет Δ ≥ 150 HV (9 HRC), при этом твердость сердцевины (8) ≥ 285 HV (28 HRC) получена под дорожкой качения на глубине между 8% диаметра тела качения и 90% толщины стенки, а отношение диаметра Т_k делительной окружности к диаметру D_w тела качения составляет (T_k/D_w)>20.

Сущность изобретения состоит в том, что вращающиеся кольца подшипника качения закаляют в краевом слое. За счет этой закалки краевого слоя можно даже у тонкостенных материалов уменьшить опасность возникновения трещин. За счет меньшей сердцевинной твердости вращающихся колец предотвращается дальнейшее распространение трещин, начинающихся на поверхностях дорожек качения или при контакте обката.

Особенно положительные свойства колец, согласно изобретению, возникают при поверхностной твердости в зоне вращающихся колец колец > 613 HV (56 HRC), а также сердцевинной твердости тонкостенных колец > 285 HV (28 HRC). Сердцевинная твердость достигается на глубине между 8% диаметра тела качения и 90% толщины стенки дорожки качения на ее дне.

В этой связи о тонкостенных вращающихся кольцах речь идет тогда, когда диаметр (Т_k) делительной окружности по отношению к диаметру (D_w) тела качения больше или равен 20 (T_k/D_w ≥ 20).

Предпочтительным является то, что твердость при глубине 4% от диаметра D_w тела качения самое большее на 70 HV (4 HRC) ниже, чем на поверхности.

Целесообразным является то, что вращающиеся кольца выполнены из коррозионностойкой стали.

Также целесообразным является то, что вращающиеся кольца имеют крепежные фланцы и/или элементы жесткости.

Кроме того, предпочтительным является то, что тела качения выполнены из закаленной мартеновской стали для подшипников качения или из закаленной в краевом слое стали, или из коррозионностойкой стали, или из керамики, а также то, что тела качения выполнены в виде шариков или в виде роликов.

Сущность изобретения поясняется ниже чертежами, на которых показано:

Фиг.1: однорядный радиальный шарикоподшипник в разрезе.

Фиг.2: двухрядный радиально-упорный шарикоподшипник в разрезе.

На фиг.1 изображен однорядный радиальный шарикоподшипник 1. Показаны наружное кольцо 3, внутреннее кольцо 4 и тела качения 6. Зона поверхностной твердости 7 ≥ 613 HV обозначена вокруг зоны дорожки качения. Зона сердцевинной твердости 8 примыкает к зоне поверхностной твердости 7. Указаны положения диаметра Т_k делительной окружности и диаметра D_w тела качения. Диаметр Т_k делительной окружности отнесен к центру двух противоположных шариков.

На фиг.2 изображен двухрядный подшипник качения в виде двухрядного радиально-упорного шарикоподшипника. Общее наружное кольцо 5 включает в себя две дорожки качения, в которых обкатываются шарики 6. Этот двухрядный радиально-упорный шарикоподшипник 2 содержит два внутренних кольца 4. Положения диаметра Т_k делительной окружности и диаметра D_w тела качения аналогичны фиг.1. Зона поверхностной твердости ≥ 613 HV изображена в зоне дорожки качения как внутреннего кольца 4, так и наружного кольца 5. Показана взаимосвязанная зона поверхностной твердости двух соседних дорожек 7а качения. У деталей с двумя дорожками качения существует также возможность размещения зоны поверхностной твердости 7 отдельно вокруг дорожек качения.

Изобретение относится к подшипнику качения, используемому в летательных аппаратах, в частности вертолетах. Подшипник качения одно- или двухрядный содержит тонкостенные вращающиеся кольца, причем вращающиеся кольца состоят из мартенситной закаленной стали и имеют следующие признаки: поверхностная твердость ≥ 613 HV (56 HRC) в зоне поверхностей дорожек качения, твердость сердцевины ≥ 285 HV (28 HRC), разность (А) между поверхностной твердостью и твердостью сердцевины ≥ 150 HV (9 HRC), твердость сердцевины получают на глубине между 8% диаметра тела качения и 90% толщины стенки под дорожкой качения, отношение диаметра Т_k делительной окружности к диаметру D_w тела качения ≥20. Конструкция подшипника уменьшает опасность возникновения трещин. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Подшипник качения одно- или двухрядный (1, 2) с тонкостенными вращающимися кольцами (3, 4, 5), отличающийся тем, что вращающиеся кольца (3, 4, 5) выполнены из мартенситной закаленной стали и имеют поверхностную твердость (7, 7а) ≥ 613 HV (56 HRC) в зоне поверхностей дорожек качения, разность (Δ) между поверхностной твердостью и твердостью сердцевины составляет Δ ≥ 150 HV (9 HRC), при этом твердость сердцевины (8) ≥ 285 HV (28HRC) получена под дорожкой качения на глубине между 8% диаметра тела качения и 90% толщины стенки, а отношение диаметра Т_k делительной окружности к диаметру D_w тела качения (T_k/D_w) ≥ 20.2. Подшипник по п.1, отличающийся тем, что твердость при глубине 4% от диаметра D_w тела качения самое большее на 70 HV (4 HRC) ниже, чем на поверхности.3. Подшипник по п.1, отличающийся тем, что вращающиеся кольца (3, 4, 5) выполнены из коррозионностойкой стали.4. Подшипник по п.1, отличающийся тем, что вращающиеся кольца (3, 4, 5) имеют крепежные фланцы и/или элементы жесткости.5. Подшипник по п.1, отличающийся тем, что тела (6) качения выполнены из закаленной мартенситной стали для подшипников качения или из закаленной в краевом слое стали, или из коррозионностойкой стали, или из керамики.6. Подшипник по п.5, отличающийся тем, что тела качения выполнены в виде шариков.7. Подшипник по п.5, отличающийся тем, что тела качения выполнены в виде роликов.