РЕДУКЦИОННЫЙ РАДИАЛЬНЫЙ ПОДШИПНИК ВТОРОГО ТИПА УСИЛЕННЫЙ Российский патент 2017 года по МПК F16C19/22 F16C33/36 

Изобретение относится к области машино-, приборостроения и может быть использовано во всех отраслях промышленности и транспорта.

Известен редукционный подшипник второго типа, содержащий наружное и внутреннее кольца с дорожками качения, установленные между ними тела качения, выполненные в виде двухступенчатых роликов, ступени большего диаметра которых контактируют с дорожкой качения наружного кольца подшипника, а ступени меньшего диаметра контактируют с дорожкой качения его внутреннего кольца, диаметры большей и меньшей ступеней ролика находятся в пропорциональной зависимости D_r1/d_r1=k и определяются из формул: d_r1=(D-d)/(k+1), D_r1=kd_r1, коэффициент редукции подшипника определяется из формулы , где D_r1 и d_r1 - диаметры большей и меньшей ступеней ролика подшипника; D и d - диаметры дорожек качения наружного и внутреннего колец подшипника; k - коэффициент редукции ролика, равный от единицы до нескольких единиц; z - отношение диаметра большей ступени ролика редукционного подшипника к диаметру ролика стандартного подшипника с одинаковыми диаметрами дорожек качения (см. RU 2578087, опубликовано 20.03.2016 г.).

Недостатком известного технического решений является одностороннее давление на шипы меньшей ступени роликов перпендикулярно оси вращения, не имеющих опоры с другой стороны, ведущее к усталости металла даже под небольшой нагрузкой при большом значении коэффициента редукции роликов (чем больше коэффициент тем меньше диаметр шипов меньшей ступени роликов) или под большой радиальной нагрузкой на подшипник; возможное смещение роликов вдоль собственной оси вращения.

Для редукционного радиального подшипника второго типа усиленного поставлена задача изменить конструкцию, чтобы: а) можно было увеличить предельное значение коэффициента редукции подшипника или можно было повысить предельную нагрузку на подшипник при прежнем коэффициенте редукции, b) ролик не перемещался вдоль оси вращения, с) повысить срок работы подшипника, d) упростить сборку подшипника.

Поставленная задача решается тем, что в редукционном радиальном подшипнике второго типа усиленном, содержащем наружное и внутреннее кольца, помещенные между ними тела качения, выполненные в виде установленных в гнезда сепаратора двухступенчатых роликов, ступени большего диаметра которых, имеющие отверстия под ступени меньшего диаметра, обкатывают дорожку наружного кольца подшипника, а ступени меньшего диаметра в виде цилиндрических шипов, выступающих соосно с двух сторон большей ступени роликов, имеющих проточки для реборд, обкатывают дорожку его внутреннего кольца, на шипах меньшей ступени роликов размещены стягивающие кольца с внутренними ребордами с обеих сторон больших ступеней роликов, препятствующие выгибанию шипов в сторону от оси вращения подшипника. На каждом из двух участков дорожки качения внутреннего кольца могут быть реборды от одной штуки, препятствующие перемещению роликов вдоль оси вращения, которые (реборды) в случае препятствия сборке подшипника можно конструктивно перенести на дорожку качения наружного кольца. Для этого на большей ступени ролика делаются проточки для реборд (реборды размещены на дорожке качения либо наружного, либо внутреннего кольца). Для удобства сборки подшипника меньшая ступень устанавливается в большую на любой удобной стадии сборки. Исчисление диаметров ступеней роликов и коэффициента редукции подшипника должно производиться по формулам прототипа d_r=(D-d)/(1+k), D_r=kd_r; , где D и d - диаметры дорожек качения наружного и внутреннего колец, D_r и d_r - диаметры большей и меньшей ступеней ролика, s - коэффициент редукции подшипника, k - коэффициент редукции ролика, z - отношение диаметра большей ступени ролика редукционного подшипника к диаметру ролика стандартного подшипника с одинаковыми диаметрами дорожек качения.

Анализ известных технических решений, проведенный по научно-технической и патентной документации, показал, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения не известна из уровня техники, следовательно, оно соответствует условиям патентоспособности изобретения - «изобретательский уровень» и «новизна».

Редукционный радиальный подшипник второго типа поясняется чертежом:

Фиг. 1 - Редукционный радиальный подшипник второго типа, усиленный, в разрезе.

Редукционный радиальный подшипник второго типа усиленный состоит из наружного кольца 1 с возможной ребордой на дорожке качения, внутреннего кольца 2 с возможной ребордой на каждом из двух участков дорожки качения, разделенных проточкой в кольце для прохождения в ней большей ступени ролика, ступенчатых роликов с большей ступенью 3 с возможной проточкой для реборды и цилиндрическим отверстием 5 под меньшую ступень и меньшей ступенью 4 с обязательными проточками на каждом шипе ступени для реборд стягивающих колец, двух стягивающих колец в виде цилиндрической втулки 6 с внутренней ребордой, сепаратора, не указанного на чертеже. А-А - увеличенное сечение распирающего кольца.

Большая ступень ролика 3 обкатывается только по дорожке качения наружного кольца 1, одновременно меньшая ступень ролика 4 обкатывается только по дорожке качения внутреннего кольца 2. Стягивающее кольцо 6, служащее дополнительной опорой меньшей ступени роликов 4, вращается синхронно работе подшипника, препятствует давлению со стороны внутреннего кольца 2 постоянно.

Заявляемое техническое решение позволило понизить разрушающий ролики эффект от внешних радиальных нагрузок на подшипник, направленных на смещение большей ступени ролика (вниз на Фиг. 1) относительно меньшей ступени (вверх на Фиг. 1, эффект гильотинирования), который увеличивается при повышении нагрузки на подшипник или при увеличении коэффициента редукции ролика, ведущего к уменьшению диаметра меньшей ступени ролика. Срок работы подшипника увеличился по сравнению с редукционным подшипником без стягивающих колец, предел коэффициента редукции подшипника увеличился тоже, как и предел максимальной нагрузки на подшипник. Реборда стягивающего кольца увеличила жесткость кольца и препятствует его перемещению вдоль оси вращения. Смещение роликов вдоль оси ограничено ребордами либо на дорожке качения наружного кольца, либо на дорожке качения внутреннего кольца. Диаметры ступеней ролика представленного подшипника и его коэффициент редукции исчисляются по формулам прототипа либо диаметры ступеней ролика подгоняются под требуемые диаметры дорожек качения и необходимый коэффициент редукции по тем же формулам. Таким образом, технический результат достигнут. Изобретение предназначено для замены стандартных подшипников для экономии энергии, затрачиваемой на преодоление трения скольжения шаров подшипника, для снижения кинетической энергии вращения тел качения подшипника (например, в ступице автомобиля); когда нужно повысить в разы предел частоты вращения наружного кольца радиального подшипника при повышенной нагрузке на подшипник и прежней частоте вращения тел качения (авиадвигатели, двигатели крылатых ракет околоземной орбиты); для снижения усталости металла от стремления смещения под нагрузкой большей ступени ролика относительно меньшей ступени.

Редукционный подшипник второго типа усиленный может быть изготовлен на стандартном оборудовании с использованием современных материалов и технологий.

Изобретение относится к области машино- и приборостроения и может быть использовано во всех отраслях промышленности. Редукционный радиальный подшипник второго типа усиленный содержит наружное кольцо (1) с возможной ребордой на дорожке качения и внутреннее кольцо (2) с возможной ребордой на каждом из двух участков дорожки качения, размещенные между кольцами тела качения, выполненные в виде установленных в гнезда сепаратора двухступенчатых роликов, и стягивающие кольца (6) в виде цилиндрической втулки с внутренними ребордами. Ступени большего диаметра (3) ролика с возможными проточками для реборд и цилиндрическими отверстиями (5) под ступень меньшего диаметра (4) ролика (3) обкатываются по дорожке качения наружного кольца (1), а ступени меньшего диаметра (4) с обязательными проточками для реборд обкатываются по дорожке качения внутреннего кольца (2). Диаметры большей (3) и меньшей (4) ступеней ролика исчисляются по формулам d_r=(D-d)/(1+k), D_r=kd_r; коэффициент редукции подшипника исчисляется по формуле , где D и d - диаметры дорожек качения наружного (1) и внутреннего (2) колец, D_r и d_r - диаметры большей (3) и меньшей (4) ступеней ролика, s - коэффициент редукции подшипника, k - коэффициент редукции ролика, z - отношение диаметра большей ступени (3) ролика к диаметру стандартного ролика с такими же диаметрами дорожек колец. На каждом участке меньшей ступени (4) роликов (3) установлено стягивающее меньшие ступени цилиндрическое кольцо (6) с внутренними ребордами от одной штуки, фиксирующими положение кольца (6) на роликах (3) и придающими кольцу дополнительную жесткость. Технический результат: повышение предельной нагрузки на известные конструкции редукционных подшипников со ступенчатыми роликами второго типа, повышение предела коэффициента редукции подшипников (повышение частоты вращения подшипника), повышение срока работы подшипника, снижение усталости металла в роликах, возникшей из-за стремления смещения ступеней роликов относительно друг друга под внешней нагрузкой. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Редукционный радиальный подшипник второго типа усиленный, содержащий наружное и внутреннее кольца с дорожками качения, установленные между ними тела качения, выполненные в виде установленных в гнезда сепаратора двухступенчатых роликов, ступени большего диаметра которых обкатывают дорожку качения наружного кольца подшипника, а ступени меньшего диаметра обкатывают дорожку качения его внутреннего кольца, стягивающие кольца, препятствующие односторонней нагрузке на меньшие ступени роликов, ведущей к усталости металла; диаметры большей и меньшей ступеней ролика исчисляются по формулам d_r=(D-d)/(1+k), D_r=kd_r, коэффициент редукции подшипника исчисляется по формуле , где D и d - диаметры дорожек качения наружного и внутреннего колец, D_r и d_r - диаметры большей и меньшей ступеней ролика, s - коэффициент редукции подшипника, k - коэффициент редукции ролика, z - отношение диаметра большей ступени ролика редукционного подшипника к диаметру ролика стандартного подшипника с одинаковыми диаметрами дорожек качения колец, отличающийся тем, что для увеличения предельной величины коэффициента редукции подшипника, предельной нагрузки на подшипник, срока работы подшипника в нем на каждом участке меньшей ступени роликов установлено стягивающее меньшие ступени цилиндрическое кольцо с внутренними ребордами от одной штуки, фиксирующими положение кольца на роликах и придающими кольцу дополнительную жесткость.

2. Подшипник по п. 1, отличающийся тем, что для предотвращения перемещения ступенчатых роликов вдоль собственной оси вращения, как альтернатива, на каждом из двух участков внутренней дорожки качения кольца присутствуют реборды от одной штуки, входящие в проточки на цилиндрах меньшей ступени роликов.

3. Подшипник по п. 1, отличающийся тем, что для предотвращения перемещения ступенчатых роликов вдоль собственной оси вращения, как альтернатива, на наружной дорожке качения кольца присутствуют реборды от одной штуки, входящие в проточки на большей ступени роликов.