РОЛИКОВЫЙ ПОДШИПНИК Российский патент 2007 года по МПК F16C33/46 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в авиационном двигателестроении, в котором применяются высокоскоростные и высоконагруженные роликовые подшипники.

Известен роликовый подшипник, содержащий наружную и внутреннюю обоймы, разъемный сепаратор, центрированный по наружному кольцу, скрепленный заклепками, с гнездами, в которых с зазорами установлены ролики с цапфами (Подшипники качения. Справочное пособие под редакцией Спицына Н.А. и Спришевского А.И. М.: Машиностроение, 1961; Орлов П.И. Основы конструирования. М.: Машиностроение, 1977).

Окружная скорость роликов на наружной их поверхности максимальна и достигает значительных величин. По мере приближения к оси вращения роликов окружная скорость падает, становясь равной нулю на оси вращения.

В известном подшипнике ролик с цапфами должен обеспечивать контакт с отверстиями сепаратора на протяжении всего ресурса, исключая при этом контакт наружной поверхности ролика о перемычки гнезд сепаратора. Однако после наработки подшипника примерно 50 часов заканчивается процесс его приработки, и ролики начинают контактировать с поверхностью перемычек гнезд сепаратора.

Известно, что в ненагруженной зоне роликового подшипника вращение тела качения вокруг своей оси замедляется, а при входе в нагруженную зону происходит раскрутка тел качения. При раскрутке ролик ударяет перемычку сепаратора, стремясь ускорить его движение, а при замедлении ролика сепаратор ударяет ролик своей перемычкой, стремясь ускорить его движение. Следовательно, в процессе работы роликового подшипника имеет место несинхронное вращение сепаратора с вращением вокруг оси подшипника роликов. Несинхронное движение роликов и сепаратора приводит к возникновению между ними ударных нагрузок, при этом, чем больше частота вращения подшипника, тем больше величина ударных нагрузок.

Таким образом, при входе ролика в нагруженную зону происходит его раскрутка, в конце которой поверхность ролика, имеющая максимальную окружную скорость, совершает удар о перемычку сепаратора. В момент удара из зоны контакта ролика с перемычкой сепаратора происходит выдавливание масла, что сопровождается значительным увеличением между данными деталями сил трения, приводящих к проскальзыванию ролика относительно обойм подшипника и усталостному разрушению их контактирующих поверхностей. Совместное действие на перемычку сепаратора ударных нагрузок и сил трения приводит к усталостному разрушению перемычек сепаратора, а проскальзывание роликов относительно обойм подшипника приводит к усталостному разрушению материалов их контактирующих поверхностей, что снижает долговечность данных типов роликовых подшипников.

Из-за отмеченных недостатков высоконагруженного роликового подшипника в отдельных случаях имеет место его разрушение, даже при проведении контрольных испытаний новых газотурбинных двигателей.

Недостатком известного роликового подшипника является наличие ударных нагрузок между перемычками гнезд сепаратора и поверхностями роликов, имеющих максимальную окружную скорость, приводящих в момент удара к возникновению значительных сил трения, проскальзыванию роликов относительно обойм подшипника и снижению их долговечности.

Задачей настоящего изобретения является устранение недостатков известного роликового подшипника путем исключения контакта цилиндрической поверхности ролика, имеющей максимальную окружную скорость, о поверхность перемычек гнезда сепаратора.

Поставленная задача достигается тем, что сепаратор выполнен в виде двух отдельных плоских колец с пазами и отверстиями, в которые устанавливаются ролики с кольцевыми канавками.

Предложенный роликовый подшипник представлен на чертеже. Он состоит из наружной обоймы 2, двух колец сепаратора 1 и 3, ролика 4 с кольцевыми канавками 8 и внутренней обоймы 5.

Сепаратор выполнен в виде двух отдельных плоских колец 1 и 3 с пазами 7 и отверстиями 6, в которые устанавливаются ролики 4 с кольцевыми канавками 8, соединяющие плоские кольца сепаратора 1 и 3 друг с другом.

В процессе работы подшипника ролики 4 будут приводить во вращательное движение сепаратор, состоящий из плоских колец 1 и 3. Контактирование роликов 4 с отверстиями 6 колец 1 и 3 сепаратора осуществляется по диаметру, меньшему, чем наружный рабочий диаметр ролика 4, следовательно, и ударные силы и силы трения поверхностей кольцевых канавок роликов 8 об отверстия 6 колец сепаратора будут ниже, чем в известном роликовом подшипнике после наработки 50 часов. Кольцевые канавки 8 ролика 4 существенно снизят в процессе работы его перекос, а следовательно, снизятся и силы трения между торцевыми поверхностями ролика и бортиками наружной обоймы 2 подшипника. В роликовом подшипнике, представленном на чертеже, увеличился свободный объем между кольцами 1 и 3 сепаратора, что увеличит объем прокачиваемой через подшипник жидкой смазки, а следовательно, улучшит охлаждение деталей качения. Отсутствие перемычек сепаратора исключает их контакт с роликами, отпадает трудоемкая операция скрепления колец сепаратора заклепками.

Таким образом, предложенный роликовый подшипник позволит снизить ударные силы и силы трения между роликами и сепаратором и между роликами и кольцами, в нем улучшится охлаждение деталей качения подшипника и снизится масса сепаратора, что обеспечит повышение долговечности роликовых подшипников в целом.

Использование предложенного устройства позволит снизить досрочный съем с эксплуатации и внеплановый ремонт дорогостоящих газотурбинных двигателей, на которые устанавливаются высокоскоростные роликовые подшипники, что обеспечит экономию финансовых и материальных средств.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в авиационном двигателестроении, в котором применяются высокоскоростные и высоконагруженные роликовые подшипники. Роликовый подшипник содержит наружную и внутреннюю обоймы, разъемный сепаратор, скрепленный заклепками с гнездами, в которых с зазорами установлены ролики с цапфами. Сепаратор выполнен в виде двух отдельных плоских колец с пазами и отверстиями, в которые устанавливаются ролики с кольцевыми канавками. Технический результат: снижение ударных сил и силы трения между роликами и сепаратором и между роликами и кольцами, улучшение охлаждения деталей качения подшипника и снижение массы сепаратора, что обеспечивает повышение долговечности роликовых подшипников в целом. 1 ил.

Роликовый подшипник, содержащий наружную и внутреннюю обоймы, разъемный сепаратор, скрепленный заклепками с гнездами, отличающийся тем, что сепаратор выполнен в виде двух отдельных плоских колец с пазами и отверстиями, в которые с зазором устанавливаются ролики с кольцевыми канавками.