Упорный роликовый подшипник двустороннего действия Советский патент 1992 года по МПК F16C19/34 

Изобретение относится к тяжелому машиностроению, преимущественно к подшипникам качения для тяжелонагруженных опор валков прокатных станов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение долговечности упорного подшипника за счет снижения в нем потерь на трение и обеспечения стабильного поджима в осевом направлении охватывающих ролики обойм.

На фиг. 1 представлен подшипник; на фиг. 2 - характеристика жесткости упругих элементов; на фиг. 3 и 4 варианты конструктивного выполнения подшипника.

Подшипник включает кольца 1 (фиг. 1) с плоскими и кольцом 2 с коническими дорожками качения, два ряда расположенных между кольцами 1 и 2 конических роликов 3

со сферическими наружными торцами радиуса Rp, плавающие обоймы 4, контактирующие своими внутренними поверхностями со сферическими торцами роликов 3, а своими торцевыми поверхностями-с упругими элементами 5, установленными на замыкающем элементе 6. Внешние кольца 1 контактируют в собранном подшипнике с торцами дистанционного кольца 7. Внутренние поверхности плавающих обойм 4 образованы сопряженными участками: торцовой поверхностью с дуговой образующей радиуса Rp, касательной к торцам роликов 3 в точках Ki на их осях, и цилиндрической поверхностью, касающейся роликов 4 в точках Ка их торцов, наиболее удаленных от оси подшипника. Жесткость упругих элементов 5, выполненных, напри

CJ

со VI

Ј

мер, в виде тарельчатых пружин (фиг. 1,2, 4) и величина их предварительного натяга 5Пред при сборке подшипника выбираются такими, чтобы силы упругости Рпред, действующие со стороны упругих элементов 5 на обоймы 4, уравновешивались равнодействующими осевых составляющих сил, действующих на ролики 3 со стороны колец 1 и 2 при восприятии подшипником заданной осевой нагрузки (равной осевому усилию на внешние кольца при предварительной сборке подшипника), что реализуется при

Рпред 2 ОГ Q.

Замыкающий силовую линию элемент 6 выполнен в виде втулки, не касающейся ни внутреннего кольца 2, ни дистанционного кольца 7, контактирующего с наружными кольцами 1, и установлен с ограничением возможности поворота относительно обойм 4 преимущественно за счет сил трения покоя на контактных предварительно сжатых упругих элементах 5 с обоймами 4 и замыкающей втулкой 6. Ограничение поворота замыкающей втулки 6 относительно плавающих обойм 4 может быть также обеспечено, например, за счет выполнения выступов и выемок на торцах пружинных элементов 5 и соответствующих им торцах втулки 6 и обойм 4. Поскольку выполнение условия, при котором минимачьны потери на трение и соответствующий износ элементов подшипника, связано со стабильностью величи- ны Рпред, последняя обеспечивается регулировкой поджима упругих элементов, например, при помощи прокладок 8 мерной толщины. Подбором прокладок 8 может быть установлена необходимая предварительная деформация упругих элементов 5 с компенсацией при этом возможных неточностей изготовления элементов подшипника или их износа.

Стабилизация величины Рпред может быть получена также применением упругих элементов 5 с пологим участком (квазинулевым) характеристики жесткости в окрестности величины Зпред его предварительного поджатия. При этом, как можно увидеть из схемы на AS фиг. 2, реальным изменениям AS величины поджатия упругого элемента, связанным с неточностью изготовления или износом, соответствуют незначительные изменения А Р усилия Рпред предварительного поджатия. Реально в качестве упругого элемента с квазинулевым участком характеристики жесткости могут быть использованы отдельные виды тарельчатых пружин, сильфонов и др.

Принципиально возможен и конструктивный вариант с выполнением упругих элементов 5 заодно с замыкающим элементом (фиг. 3); при этом упрощается сборка, но усложняется технология изготовления элементов подшипника. Выбор конструктивного варианта узла упругого поджима обойм 4 зависит от конкретных требований, предъявляемых к подшипнику в части его технологичности, обеспечения функциональных требований и т. п. Сепараторы 9 подшипника могут быть выполнены массивными с перемычками, контактирующими с внутренними поверхностями обойм 4 на их цилиндрических участках.

В процессе сборки подшипника (например, в корпусе опоры прокатного валка) под взаимодействием осевых сил на внешние кольца 1 происходит сближение до контакта с торцами дистанционного кольца 7, при этом под воздействием со стороны колец 1

и 2 на ролики 3 сил контактного взаимодействия Ria и Ras ролики сдвигаются вдоль своей оси к периферии подшипника, воздействуя на плавающие обоймы 4 силами R34. Осевые составляющие сил R34 вызывают осевое сближение плавающих колец 4, деформируя упругие элементы 5. При этом силы упругости, удерживая в промежуточном между обоймами 4 положении замыкающую втулку 6 с регулировочными

прокладками 8 и воздействуя на торцы обойм 4, возрастают в собранном подшипнике до величины Рпред.

При вращении подшипника под действием осевой нагрузки как не превышающей

Q Опред, так и превышающей Опред, обеспечивается вращение без проскальзывания обоих рядов роликов 3 вместе с их сепараторами 9 и плавающими обоймами 4, поскольку при любой нагрузке между роликами 3 ненагруженного ряда и кольцами 1 и 2 зазор не образуется благодаря замыкающему зазоры действию силы Рпред.

Таким образом, возможность зависа- ния холостого ряда роликов в подшипнике двойного действия и их осесимметричного износа практически исключена. Плавающие обоймы 4 во вращающемся подшипнике двигаются благодаря распорному действию упругих элементов 5 с одинаковой угловой скоростью, составляют в этом движении единое целое с упругими элементами 5 и замыкающей втулкой 6, не касающимися ни одного из колец (1 и 2), Поэтому никаких потерь, связанных с трением упругих элементов 5 (или замыкающей втулки 6) по одному из колец в подшипнике нет, в отличие от прототипа.

Совершенно идентично выше описанному и взаимодействие элементов в предлагаемом подшипнике, в котором (фиг. 4) кольцо 1 с плоскими дорожками качения - внешними, а силовой замыкающий элемент 6 выполнен в виде отбортованной обечайки, охватывающей плавающие обоймы 4 и упругие элементы 5.

Формула изобретения 1. Упорный роликовый подшипник двустороннего действия, содержащий безбортовые наружное и внутреннее кольца с плоской и конической дорожками качения, размещенные между ними конические ролики, установленные с возможностью контакта сферическими наружными торцами со свободно установленной обоймой, расположенной снаружи роликов и подпружиненной с помощью упругих элементов в сторону плоской дорожки качения в осевом направлении, и замыкающий элемент, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен дополнительным рядом конических роликов с обоймами, а замыкающий элемент расположен между упомянутыми рядами роликов, причем внутренний диаметр последнего, превышает наружный диаметр внутреннего кольца.

2.Подшипник по п. 1, отличающийся тем, что упругие элементы установлены на замыкающем элементе с возможностью регулирования их поджима.

3.Подшипник по п. 1, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен с квазинулевой характеристикой жесткости

в зоне его предварительного поджатия.

4.Подшипник по п. 1, отличающийся тем, что упругие элементы выполнены за одно целое с замыкающим элементом.

Использование: в тяжелом машиностроении для тяжелонагруженных опор валиков прокатных станов. Сущность изобретения: подшипник содержит безбортовые наружное и внутреннее кольца, ролики, установленные с возможностью контакта торцами с обоймой, расположенной снаружи роликов. Обойма подпружинена в сторону дорожки качения с помощью упругих элементов. Подшипник снабжен дополнительным рядом конических роликов с обоймами, между рядами роликов расположен замыкающий элемент, внутренний диаметр которого больше наружного диаметра внутреннего кольца. Упругие элементы установлены с возможностью регулирования их поджатия. 3 з. п. ф-лы, 4 ил. Ё

Фие. i

Злред.

фиг. 2

754(S)

/W