ПОДШИПНИКОВЫЙ УЗЕЛ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ДИСКА Российский патент 2011 года по МПК A01B71/04 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, к подшипникам для почвообрабатывающих дисков сельскохозяйственных машин и орудий.

Известны конструкции подшипниковых узлов почвообрабатывающих дисков сельскохозяйственных машин, в корпусах которых на радиально-упорных подшипниках закреплена ось с почвообрабатывающим диском [полезная модель №75820, А01В 21/08; 82404, А01В 7/00]. Решение обеспечивает жесткость опоры при восприятии опрокидывающего (изгибающего) момента, но снижает несущую способность комплекта подшипников, установленных рядом в корпусе узла, так как осевая нагрузка от одного из подшипников дополнительно нагружает осевой силой другой подшипник, уже воспринимающий осевую нагрузку от воздействия диска. Требуется частая регулировка зазора в комплекте подшипников.

Наиболее близким техническим решением является предложение по установке спаренных (сдвоенных) радиально-упорных подшипников в фиксирующей опоре и плавающего подшипника в другой опоре [Орлов П.И. Основы конструирования: Справочно-методическое пособие. В 2-х кн. Кн. 2 Под. ред. П.Н.Учаева. - 3-е изд., исправл. - М.: Машиностроение, 1988. Типовые подшипниковые узлы. С.446; 447. Полезная модель 66142, А01В 7/00]. Схема рекомендуется при значительном расстоянии между опорами, больших осевых нагрузках и при необходимости точной осевой фиксации вала.

Задачей изобретения является упрощение узла при повышении несущей способности подшипникового узла в условиях действия опрокидывающего момента, вызываемого односторонней осевой силой, приложенной к периферии диска.

Указанная задача решается тем, что в известном подшипниковом узле [Орлов П.И. с.446, 447], содержащем корпус с установленной в нем на подшипниках осью с диском, одна из подшипниковых опор плавающая и может быть представлена любым радиальным подшипником, в том числе и сферическим, а другая опора фиксирующая с возможностью восприятия радиальной и односторонней осевой сил и может быть представлена любой комбинацией радиальных и упорных подшипников, в том числе одним радиально-упорным подшипником, причем или хотя бы одна из опор установлена с возможностью ограничения перемещения оси в направлении, противоположном действию односторонней осевой силы, приложенной к диску, или ось в этом направлении взаимодействует с корпусом посредством ограничительного упорного подшипника. Необходимая величина зазора в этом направлении е=0,15…1 мм (е=0,0015l, где l - расстояние между опорами), компенсирующая технологические погрешности линейных размеров, температурные удлинения, а в случае применения цилиндрических роликовых подшипников с однобортным кольцом обеспечивается зазором между кольцом или осью, или корпусом, а также между бортиком и роликами.

На чертеже представлен вариант схемы подшипникового узла; диск указан частично.

Подшипниковый узел почвообрабатывающего диска содержит корпус 1 с установленной в нем осью 2 с диском 3 посредством подшипников 4 и 5. Подшипник 4 представлен радиальным (в том числе возможна установка сферического подшипника) и составляет с корпусом плавающую опору. В кружках, обозначенных буквой А, указаны места, в которых возможно ограничение перемещения оси в направлении, противоположном действию односторонней осевой силы, приложенной к диску. Подшипник 5 представлен радиально-упорным подшипником и составляет фиксирующую опору с возможностью восприятия радиальной и осевой односторонней сил.

Возможна установка радиально-упорного подшипника 5 в сферический корпус 6 с целью придания ему свойства самоустанавливаемости. Возможные осевые усилия, возникающие в нерабочем состоянии и действующие в направлении, противоположном действию односторонней осевой силы, будут восприниматься сопрягающимися деталями в местах «А», в нормальном рабочем состоянии между которыми должен быть зазор е=0,15…1 мм.

Работа подшипникового узла почвообрабатывающего диска осуществляется следующим образом. При работе диска на его периферии возникает сила, которую можно разложить по ортогональным направлениям. Тангенциальная сила вращает диск с осью; вертикальная - нагружает опоры. Односторонняя осевая создает опрокидывающий момент с одновременным действием на подшипниковый узел вдоль оси вращение диска. Опрокидывающий момент нагружает разные опоры радиальными разнонаправленными силами.

Плавающая опора воспринимает только радиальные силы, а фиксирующая - и радиальные и осевые силы.

Радиально-упорный подшипник фиксирующей опоры может работать в нормальных условиях только тогда, когда соотношение осевых (F_a) и радиальных (F_r) сил будет удовлетворять соотношению F_a/F_r>tgα.

Это условие выполнимо, если выполняется соотношение между длиной опоры (l) и диаметром (D) диска.

l=0,5KDtgα,

где α - угол контакта радиально-упорного фиксирующего подшипника;

К - коэффициент натяга радиально-упорного подшипника, 1<К<2,5.

В этих условиях радиально-упорный подшипник будет работать со стабильным оптимальным натягом, без зазора, что увеличивает срок службы подшипника наряду с установкой его в сферическую опору.

В корпусе подшипникового узла почвообрабатывающего диска установлена на подшипниках ось с диском. Одна из опор оси плавающая, другая - фиксирующая. Фиксирующая опора воспринимает радиальную и одностороннюю осевую силы. В направлении, противоположном действию односторонней осевой силы, перемещение оси ограничено опорами или ось взаимодействует с корпусом посредством ограничительного упорного подшипника. Фиксирующая опора представлена радиально-упорным подшипником. Расстояние между опорами связано с диаметром диска и углом контакта фиксирующего подшипника. Хотя бы одна опора выполнена самоустанавливающейся. Упрощается конструкция, повышается несущая способность подшипникового узла в условиях действия опрокидывающего момента. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Подшипниковый узел почвообрабатывающего диска, содержащий корпус, установленную в него на подшипниках ось с диском, отличающийся тем, что одна из опор оси плавающая, а другая опора фиксирующая, с возможностью восприятия радиальной и односторонней осевой сил, причем или хотя бы одна из опор установлена с возможностью ограничения перемещения оси в направлении, противоположном действию односторонней осевой силы, или ось в этом направлении взаимодействует с корпусом посредством ограничительного упорного подшипника.

2. Подшипниковый узел почвообрабатывающего диска по п.1, отличающийся тем, что фиксирующая опора представлена радиально-упорным подшипником, а расстояние (1) между опорами связано с диаметром (D) установленного на оси диска соотношением
l=0,5KDtgα,
где α - угол контакта фиксирующего радиально-упорного подшипника;
K - коэффициент натяга радиально-упорного подшипника, 1<K<2,5.

3. Подшипниковый узел почвообразующего диска п.1, отличающийся тем, что хотя бы одна опора выполнена самоустанавливающейся.