ПОДШИПНИК КАЧЕНИЯ НИКОЛАЯ ЗАГУТЫ Российский патент 2015 года по МПК F16C19/00 

Изобретение относится к конструкциям подшипников качения и подвижных опор валов или вращающихся осей, и может быть применено при производстве подшипников качения. Изобретение может использоваться при изготовлении транспортирующих средств, а также при изготовлении особо чувствительных приборов и устройств, в том числе, работающих при критически высоких или низких температурах. К настоящему времени известны различные конструкции подшипников качения, в которых с целью уменьшения трения используются сепараторы различных конструкций, в том числе изготовленные из антифрикционных материалов [Д.Н. Решетов "Детали машин" - М, Машиностроение, 1989. с.314-346]. Недостатками таких подшипников является наличие трения скольжения, отсюда низкая надежность и необходимость применения смазки.

Известно устройство подшипника качения, в котором тела качения разделены отдельными элементами в виде сепаратора и выполнены в виде двух роликов, установленных с зазором друг относительно друга на параллельно расположенных осях вращения, жестко закреплены между собой, при этом суммарный диаметр двух роликов меньше диаметра тел качения [а. с. М9846836 Б.И. М926, 1981]. В данном устройстве имеет место трение скольжения между осями вращения и роликами сепаратора.

Известен двухрядный шарикоподшипник без сепаратора с промежуточными шариками. Рабочие шарики размещены в два ряда на беговых дорожках, а между ними размещен ряд промежуточных шариков меньшего размера. Эти шарики удерживаются словно обручем-кольцом, который прижимает их между рабочими шариками. Олег Лукьянов "На чем земля вертится". Саратов. Приволжское ин. изд. 1983 с.127-128].

В данном устройстве также не исключено трение скольжения уже между обручем-кольцом и внешней опорной поверхностью, потому что кольцо без скольжения по ее поверхности не будет удерживаться на промежуточных шариках.

В основу изобретения поставлена задача - расширить область применения подшипника, упростить конструкцию, увеличить его долговечность и надежность. Это достигается тем, что подшипник содержит опорные поверхности большего и меньшего диаметра и размещенные внутри них тела качения. Причем внутри, по крайней мере, одной опорной поверхности большего диаметра с возможностью взаимодействия с ней расположены по крайней мере два тела качения с зазором. В промежутке между ними размещены два валика с зазором, с возможностью взаимодействия телами качения. Валики, преимущественно, выступают по обе стороны от опорной поверхности большего диаметра и помещены своими цапфами внутри, преимущественно, двух опорных поверхностей меньшего диаметра с возможностью взаимодействия с ними. Подшипник выполнен с возможностью последовательного расположения опорных поверхностей большего и меньшего диаметра вместе с помещенными внутри них телами качения в ряд. Валики выполнены протяженными и проходят внутри всех опорных поверхностей.

На фиг. изображен пространственный вид подшипника. Подшипник качения содержит опорную поверхность большего диаметра - 1, опорную поверхность меньшего диаметра (кольца 5), два тела качения - 3, два валика - 4, с цапфами - 6.

Подшипник качения работает следующим образом. Вращение от одной из опорных поверхностей, например -1 передается двум телам качения - 3, которые прокатываются по ней и передают вращение взаимодействующим с ними двум валикам - 4 с цапфами - 6. Валики, прокатываются по телам качения и передают вращение, взаимодействующим с ними через цапфы 6 - двум кольцам - 5. Кольца 5 вращаются по часовой стрелке, а опорная поверхность - 1 вращается против часовой стрелки. Если кольца 5, выполняют функцию второй опорной поверхности зафиксировать неподвижно, то опорная поверхность - 1 будет вращаться относительно этих закрепленных неподвижно колец. В данном устройстве используются только тела качения, взаимодействующие между собой. Отсутствует трение скольжения. Тела качения - 3 прижимаются к валикам - 4 опорной поверхностью - 1, а валики - 4 прижимаются к телам качения - 3 кольцами -5. Конструкцией предусмотрено фиксированное расположение тел качения - 3 относительно опорной поверхности -1, например, с помощью дорожек качения, а также тел качения - 3 относительно валиков - 4 или, например, направляющими цапфами.

Фиксированное положение занимают и кольца - 5 относительно валиков - 4, за счет наличия на валиках цапф -6. За счет этих конструктивных особенностей создаются зазоры между опорной поверхностью - 1 и кольцами - 5; между телами качения - 3 и кольцами -5, что и обеспечивает длительную и надежную работу устройства.

Конструкция подшипника позволяет осуществлять возвратно-поступательное перемещение. Валики 4 могут быть продолжены, как показано пунктиром. При этом, если закрепить неподвижно, например, левый удлиненный конец одного из валиков - 4, а второму валику (удлиненному концу справа) придать возвратно-поступательное перемещение, то этот второй валик будет делать в пространстве движение вокруг первого неподвижного валика.

Причем второй валик не будет при этом вращаться вокруг своей оси. Второй валик, делая возвратно-поступательное перемещение относительно оси первого валика, придает вращение телам качения - 3, которые будут обкатываться вокруг первого валика и, одновременно, прокатываясь внутри опорной поверхности - 1, и передают ей вращение. Кроме того, кольца - 5, взаимодействуют через цапфы - 6 с валиками - 4 и начинают обкатываться своей внутренней поверхностью вокруг неподвижного валика и валика, который делает возвратно-поступательное перемещение.

Конструкция подшипника позволяет осуществлять возвратно-поступательное перемещение одновременно обоими валиками 4. Если левый конец одного из валиков (на Фиг. он расположен в пространстве относительно другого валика, у которого удлиненный правый конец) не закреплять неподвижно, а добавить ему также возвратно-поступательное перемещение, то оба валика - 4 будут перемещаться возвратно-поступательно относительно друг друга (подобно педалям велосипеда). При этом валики в пространстве не будут делать вращения вокруг собственной оси. Эти конструктивные особенности подшипника расширяют область его применения.

Изготовлена рабочая модель подшипника - показаны, его преимущества перед известными подшипниками.

Модель подтвердила его надежность, простоту конструкции, возможность работы без смазки, возможность работы при критически высоких и низких температурах.

Детали подшипника изготавливались из фрикционных материалов, а также эластичных и упругих. Эти конструктивные особенности позволяют использовать подшипник и как амортизатор и как опору вращения и для возвратно-поступательного перемещения, а также и как фрикционную передачу. Изготовлена простая, надежная и долговечная конструкция рольганга. Маркетинговые исследования показали широкий спектр областей применения. Возможность применения эластичных материалов делает работу подшипника бесшумной и позволяет применять его в приборах и устройствах, где бесшумность является основным требованием.

Отсутствие трения скольжения, отсюда незначительные потери на трение позволяет применить подшипник в сверхчувствительных приборах.

Изобретение относится к конструкциям подшипников качения и подвижных опор валов или вращающихся осей, и может быть применено при производстве подшипников качения. Изобретение может использоваться при изготовлении, например, блоков, шкивов, тележек, различных транспортирующих средств, а также при изготовлении особо чувствительных приборов и устройств, в том числе работающих при критически высоких или низких температурах. Подшипник качения содержит опорные поверхности большего и меньшего диаметра и размещенные внутри них тела качения. Причем внутри по крайней мере одной опорной поверхности большего диаметра с возможностью взаимодействия с ней расположены по крайней мере два тела качения с зазором. В промежутке между ними размещены два валика с зазором с возможностью взаимодействия телами качения. Валики преимущественно выступают по обе стороны от опорной поверхности большего диаметра и помещены своими цапфами внутри преимущественно двух опорных поверхностей меньшего диаметра с возможностью взаимодействия с ними. Подшипник выполнен с возможностью последовательного расположения опорных поверхностей большего и меньшего диаметра вместе с помещенными внутри них телами качения в ряд. Валики выполнены протяженными и проходят внутри всех опорных поверхностей. Техническим результатом является исключение трения скольжения в подшипнике, что позволяет не применять смазку в принципе в устройстве и применять его в критических условиях эксплуатации когда обычные подшипники выходят из строя. Конструкция позволяет использовать тела качения из фрикционных и эластичных материалов даже из резины.

Подшипник качения, содержащий опорные поверхности большего и меньшего диаметра, размещенные внутри тела качения, отличающийся тем, что внутри по крайней мере одной опорной поверхности большего диаметра с возможностью взаимодействия с ней расположены два тела качения с зазором, в котором размещены два валика с зазором между собой и с возможностью взаимодействия с телами качения, причем валики преимущественно выступают по обе стороны от опорной поверхности большего диаметра и размещены своими цапфами внутри преимущественно двух опорных поверхностей меньшего диаметра с возможностью взаимодействия с ними, при этом подшипник выполнен с возможностью последовательного расположение опорных поверхностей большего и меньшего диаметров вместе с размещенными внутри них телами качения в ряд, а валики выполнены протяженными и проходят внутри всех опорных поверхностей.