РОЛИКОПОДШИПНИК Российский патент 2015 года по МПК F16C19/22 F16C33/34 F16C33/58 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано преимущественно в производстве, эксплуатации и ремонте подшипников.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известен роликоподшипник, содержащий наружное и внутреннее кольца с бортами, сопряженными с дорожками качения, и размещенные между ними ролики со скругленными торцами.

Однако в известных роликоподшипниках трение скольжения достигает значительных величин, что приводит к повышенному нагреву подшипников, интенсивному износу трущихся деталей подшипника и, в конечном итоге, к уменьшению их ресурса (см. Шибер Р.А. и Круглый Г.Т. «Устройство и ремонт вагонов», 1974 г.,стр.245, рис. 2146).

Не лишен этих недостатков и роликоподшипник по патенту Российской Федерации (19) RU (11)2011048 (13) С1, принятый за прототип.

РАСКРЫТИЕ ЗАЯВЛЯЕМОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель изобретения - сокращение до минимума трения скольжения торцов роликов с бортами колец при максимальных нагрузках и повышение, тем самым, надежности и долговечности подшипников.

Это достигается тем, что теоретическая точка контакта поверхности торца ролика и бортов наружного и внутреннего колец максимально приближена к рабочей цилиндрической поверхности колец (дорожки качения роликов у наружных и внутренних колец), чем обеспечивается минимальное проскальзывание трущихся поверхностей торцов роликов относительно рабочих поверхностей бортов колец. Важным условием для достижения поставленной цели, т.е. максимально возможного приближения точек контакта торцовых поверхностей роликов к рабочим цилиндрическим поверхностям качения колец, является выполнение рабочих поверхностей бортов наружных и/или внутренних колец в виде части поверхности тора и обеспечение плавного перехода рабочей поверхности тора у борта кольца к поверхности выточки на цилиндрической поверхности качения наружного и/или внутреннего колец, а также уменьшение радиуса скругления острой кромки на пересечении цилиндрической и сферической поверхностей роликов. Выполнение рабочих поверхностей бортов наружных и/или внутренних колец в виде тора с радиусом R в сечении ее диаметральной плоскостью, а торцов роликов со сферической поверхностью радиуса R₁ обеспечивает, при условии R₁<R, увеличение контактной рабочей поверхности и снижение, тем самым, величины контактных напряжений. Оптимальной зависимостью между R и R₁ является R/R₁=l,1…l,25.

РЕАЛИЗАЦИЯ ЗАЯВЛЯЕМОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг. 1 показано частичное сечение роликоподшипника.

Роликоподшипник содержит наружное кольцо 1, внутреннее кольцо 2 и ролики 3. С бортом наружного кольца 1 ролик 3 контактирует в точке 4, с бортом внутреннего кольца 2 ролик 3 контактирует в точке 5. На дорожках качения наружного кольца 1 и внутреннего кольца 2 имеются выточки соответственно 6 и 7.

Торцовые рабочие поверхности наружного и внутреннего колец выполнены в виде части поверхности тора соответственно 8 и 9. В сечении на фиг. 1 это окружности, проведенные радиусом R соответственно из точек О₂ и О₃. Сферическая поверхность торца ролика 3 выполнена радиусом R₁ с центром в точке O₁. На фиг. 1 показаны радиусы r в выточках, находящиеся с их глубиной t в зависимости t>r, и скругление острой кромки пересечения поверхности ролика с его цилиндрической поверхностью с радиусом r₁. Имеются также рабочая цилиндрическая поверхность (дорожка качения) 10 наружного кольца 1 и рабочая цилиндрическая поверхность (дорожка качения) 11 внутреннего кольца 2. Максимальное приближение точек контакта 4 и 5 к рабочим поверхностям 10 и 11 достигается путем максимально возможного уменьшения радиуса r₁, т.к. скругленная этим радиусом кромка ролика 3 не участвует в контакте. Величина r скругления в выточках 6 и 7 должна быть меньше глубины этих выточек, что обеспечивает надежный контакт трущихся поверхностей роликов и бортов при максимальном приближении точек контакта 4 и 5 роликов 3 к рабочим цилиндрическим поверхностям колец. На фиг. 1 видно, что чем меньше h, т.е. чем ближе точка 4 (а также точка 5) контакта трущихся рабочих поверхностей роликов 3 и колец к цилиндрической рабочей поверхности качения наружного кольца 1 и внутреннего кольца 2, тем меньше проскальзывание между ними, тем меньше сопротивление вращению, меньше износ трущихся поверхностей, температура в зоне трения, тем выше надежность подшипника в работе и его ресурс (долговечность).

ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ

Техническим результатом заявляемого изобретения является сокращение до минимума трения скольжения торцов роликов с бортами колец при максимальных нагрузках и повышение, тем самым, надежности и долговечности подшипников.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано преимущественно в производстве, эксплуатации и ремонте подшипников. Роликоподшипник содержит наружное и внутреннее кольца с расположенными между ними роликами. Рабочие поверхности бортов наружных и внутренних колец выполнены в виде части поверхности тора таким образом, что они плавно переходят в поверхности выточек, выполненных на рабочих цилиндрических поверхностях колец. При этом расстояние между плоскостями симметрии сферической поверхности торца ролика и поверхностями тора для наружного и внутреннего колец связано с радиусами этих поверхностей и расстоянием точек их контакта до рабочих цилиндрических поверхностей колец зависимостью: l=(d/2-h)(R/R₁-1), где l - расстояние между плоскостями симметрии сферической поверхности торца ролика и поверхностями тора; d - диаметр ролика; R - радиус поверхности тора; R₁ - радиус сферической поверхности торца ролика; h - расстояние точки контакта рабочих поверхностей бортов колец с торцами роликов до рабочей цилиндрической поверхности колец. Отношение величины радиуса R поверхности тора к величине радиуса R₁ сферической поверхности торца роликов выбрано преимущественно равным R/R₁=1,1…1,25. Технический результат: сокращение до минимума трения скольжения торцов роликов с бортами колец при максимальных нагрузках и повышение, тем самым, надежности и долговечности роликоподшипника. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Роликоподшипник, содержащий по меньшей мере одно наружное кольцо, по меньшей мере одно внутреннее кольцо и ролики со сферическими торцовыми поверхностями, отличающийся тем, что рабочие поверхности бортов наружного и/или внутреннего колец выполнены в виде части поверхности тора таким образом, что они плавно переходят в поверхности выточек, выполненных на рабочих цилиндрических поверхностях колец, при этом расстояние между плоскостями симметрии сферической поверхности торца ролика и поверхностями тора для наружного и внутреннего колец связано с радиусами этих поверхностей и расстоянием точек их контакта до рабочих цилиндрических поверхностей колец зависимостью:
l=(d/2-h)(R/R₁-1),
где l - расстояние между плоскостями симметрии сферической поверхности торца ролика и поверхностями тора;
d - диаметр ролика;
R - радиус поверхности тора;
R₁ - радиус сферической поверхности торца ролика;
h - расстояние точки контакта рабочих поверхностей бортов колец с торцами роликов до рабочей цилиндрической поверхности колец.

2. Роликоподшипник по п. 1, отличающийся тем, что отношение величины радиуса R поверхности тора к величине радиуса R₁ сферической поверхности торца роликов выбрано преимущественно равным R/R₁=1,1…1,25.