Частично кольцевая линейная шариковая втулка, продольная уплотнительная планка для линейной шариковой втулки Советский патент 1992 года по МПК F16C29/06 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в шариковых втулках.

Известна частично кольцевая шариковая втулка, содержащая сепаратор с дорожками качения в виде рабочих и возвратных прямолинейных каналов, соединенных дугообразными участками и с пазами, в которых установлены ограничительные планки с беговыми дорожками на внутренней поверхности, идентичными беговым дорожкам сепаратора, фиксирующие кольца, расположенные по торцам сепаратора, и кольцевые уплотнительные элементы, содержащие корневую часть и язычковую, уп- ругоприлегающую к валу (патент ФРГ № 3512858, кл. F 16 С 29/06. 1987).

Недостатком известного устройства является невозможность обеспечить равно- мирное прилегание кольцевых уплотнений к

валу при нарушении соосности вала и оси приводного отверстия

Целью изобретения является повышение надежности путем исключения проворачивания вокруг оси сепаратора, а также путем обеспечения герметичного прилегания кольцевых уплотнений к валу.

Указанная цель достигается тем, что втулка снабжена средством фиксации от проворота кольцевых уплотнительных элементов, которые установлены с возможно стью перемещения в радиальном направлении

Уплотнительные элементы размещены в кольцевых пазах, выполненных в торцах сепаратора и ограничены снаружи фиксиру ющими кольцами. Это облегчает, в частности, встраивание тех или иных кольцевых уплотнений

VI 00

О

сл о

VI

Ј

Периферийная фиксация положения кольцевого уплотнения осуществляется с помощью выступа, выполненного на стенке паза сепаратора, размещенного в отверстии, выполненном в уплотнительном элементе.

Для исключения заклинивания кольцевого уплотнения между ограничительными поверхностями кольцевого паза сепаратора и фиксирующего кольца высота выступа превышает толщину кольцевого уплотни- тельного элемента, а фиксирующее кольцо установлено с возможностью контакта его внутренней поверхности с выступом. Деформация фиксирующего кольца предотвращается с помощью того, что оно соединено с кулачком с помощью винта.

Надежное уплотнение достигается установкой ограничительной планки с возможностью контакта с концом кольцевых уплотнительных элементов. Простота монтажа достигается выполнением на концах планки выступов, а частей планки, расположенных за этими выступами, в виде съемных элементов с захватами.

На фиг. 1 показано продольное сечение линейной шариковой втулки; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг. 3 - вид на внутреннюю сторону ограничительной планки; на фиг. А - вид с торца на ограничительную планку; на фиг. 5 - сечение Б-Б на фиг.З; на фиг,б - узел I на фиг.5; на фиг.7 - концевой участок ограничительной планки; на фиг. 8 - сечение В-В на фиг.7; на фиг.9 - сечение Г-Г на фиг. 7; на фиг.10 - сечение Д-Д на фиг. 8; на фиг. 11 - сечение Е-Е на фиг. 8; на фиг. 12 - схема определения уровня основания дорожки качения на концевом участке ограничительной планки; на фиг, 13 - сечение А-А на фиг. 1 (при удаленных ограничительных пластинах и шариках); на фиг.14-узел II на фиг,13; на фиг. 15- вид Ж на фиг.13; на фиг. 16 - сечение 3-3 на фиг. 13; на фиг.17 - сечение И-И на фиг. 13; на фиг.18 - частичное сечение ограничительной планки (фиг, 7) с одним концевым скосом; на фиг. 19 - сечение К-К на фиг. 15 (при заполнении шариками); на фиг. 20 - сечение А-А на фиг, 1 (вариант выполнения с частично кольцевой втулкой); на фиг. 21 - узел III на фиг. 20; на фиг. 22 - вид с торца на линейный шарикоподшипник (вариант выполнения); на фиг. 23 - узел IV на фиг., 22; на фиг. 24 - сечение Л-Л на фиг. 23; на фиг. 25- сечение М-М на фиг. 23; на фиг. 26- вид Н на фиг, 22; на фиг.27 - продольная уплот- нительная планка; на фиг. 28 - уплотнитель- ная планка (фиг. 6). Шариковая втулка (фиг.1 и 2) содержит сепаратор 1, выполненный из упругой пластмассы. В сепаратор вставлены ограничительные планки 2, которые содержат внешнюю окружною поверхность 3, прилегающую к отверстию в корпусе подшипника, и внутреннюю окружную поверхность 4. Ограничительные планки 2 выполнены из твердого материала, вчастно сти закаленной стали.

Сепаратор 1 и ограничительные планки 2 образуют направляющую для комплекта

0 шариковб. Каждый комплект шариков образует несущий ряд 6 шариков и отводящий ряд 7 шариков, несущие ряды 6 шариков проходят через возвратные участки 8 сепаратора 1 внутрь с прилеганием к валу.

5 Отводящие ряды 7 шариков опираются радиально о сепаратор 1. Оба прямолинейных ряда б и 7 шариков прилегают k внутренней поверхности 4 той или иной ограничительной планки 2. Несущий ряд 6

0 шариков и отводящие ряды 7 шариков соединяются между собой с помощью дугообразных рядов 9 шариков. Ограничительные планки 2 удерживаются в сепараторе 1 с помощью крепления с геометрическим за5 мыканием, однако с определенным свободным ходом.

На фиг 3-5 показана ограничительная планка 2, выполненная из профильного стержня. Ограничительная планка 2 содер0 жит несущий прямолинейный участок 10 дорожки качения, имеющий по отношению к внешней окружной поверхности 3 более высокий уровень, и отводящий прямолинейный участок 11 дорожки качения, имеющий

5 по отношению к внешней окружной поверхности 3 более низкий уровень.

Несущий прямолинейный участок 10 дорожки качения служит для приема несущего ряда 6 шар иков, а прямолинейный участок

0 11 дорожки качения -для приема шариков отводящего ряда 7 шариков. Оба прямолинейных участка 10 и 11 дорожки качения соединены между собой с помощью дугообразных участков 12 дорожки качения. Пря5 молинейные участки 10 и 11 дорожки качения и концевые участки 13 и 14 выполнены с постоянным профилем до концов ограничительной планки 2. Между прямолинейными участками 10 и 11 дорожки каче0 ния расположено центральное ребро 15, которое имеет постоянный профиль и на концевых участках 16 до конца планки 2 и в конце прерывается дугообразными участками 12 дорожки качения. На его внешней

5 окружной поверхности 3 планка выполнена криволинейной, что обеспечивает ее прилегание к внутренней поверхности отверстия в корпусе подшипника.

Как видно из фиг. 4 прямолинейные участки 10 и 11 дорожки качения скруглены с

радиусом кривизны, равным или превышающим радиус шариков 5

На фиг. 5 показаны выемки 17 и 18. В выемки 17, имеющие форму горшка, вставляются фиксирующие кольца 19 (фиг.1), которые фиксируют ограничительную планку 2 и запирающие шайбы 20 на сепараторе 1. Выемки 18 предназначены для установки стопорных колец для осевой фиксации шариковой втулки.

Выполнение ходовых поверхностей показано на фиг. 7-11.

Дугообразные участки 12 дорожки качения расположены на дуге, равной приблизительно 180°. Переход между уровнями от прямолинейного участка 10 дорожки качения к прямолинейному участку 14 дорожки качения начинается на концевом участке а прямолинейного участка 10 дорожки качения. Основание дугообразного участка 12 дорожки качения расположено в области пересечения с прямолинейным участком 10 дорожки качения ниже, чем воображаемое продолжение основания прямолинейного участка 10, в этой области обеспечивается также боковая фиксация тел качения. Перепад уровней на концевом участке а показан (фиг. 8) с углом 2°.

Перепад уровней в области дугообразного участка 12 дорожки качения составляет около 5°, не возникает никаких скачкообразных изменений уровня. Переходы являются закругленными. Продольное расширение концевого участка а после шлифования становится настолько большим, что нагруженные шарики в дугообразном участке 12 дорожки качения непрерывно разгружаются. Это относительно и к шарикам, входящим в зону нагрузки. За счет этого обеспечивается равномерное и свободное от толчков движение.

На фиг. 7 изображена дугообразная дорожка 12 качения, имеющая минимальный уровень отводящей прямолинейной дорожки 11 качения. На концевом участке b отводящего прямолинейного участка 11 дорожки качения происходит медленное нарастание уровня. Резких переходов не происходит. Переходы уровней являются закругленными.

Переходные участки а и b прямолинейных участков 10 и 11 дорожки качения выполнены путем штамповки вместе с дугообразными участками 12 дорожки качения. Сужение ширины центрального ребра 15 в области концевых участков а и b образует переход, имеющий форму воронки, дугообразного участка 12 дорожки качения в прямолинейные участки 10 и 11 дорожки качения.

На фиг 12 показаны различные точки измерения различных величин уровня.

Величины уровня обозначают относительную высоту уровня в миллиметрах на 5 основании дорожки качения, который имеет нулевую величину.

Направление перемещения шариков осуществляется с помощью сепаратора 1. Направляющие поверхности в сепараторе

0 выполнены с высокой точностью, поэтому они без смещений прилегают к направляющим поверхностям ограничительных планок.

Показанные на фиг. 3 и 7 выемки 19

5 служат частично для приема материала при штамповке дугообразных участков 12 дорожки качения, т.е. при штамповке ограничительные планки 2 с предварительно выполненными выемками вкладываются в

0 формы пресса, которые прилегают к внешней окружной поверхности 3 и концевым поверхностям, однако в области выемок 19 оставляют такой зазор, что в него может входить вытесняемый при штамповке мате5 риал и при этом возникает геометрия выемок в соответствии с фиг. 7.

На фиг 13 показан сепаратор 1 после извлечения ограничительных планок 2 и шариков 5 выемки 20, в которые вставляются

0 ограничительные планки 2, кроме того, показаны шлицы 8, обеспечивающие частичное прохождение шариков несущего ряда 6 шариков, а также дорожка 21 качения дня отводящего ряда 7 шариков.

5 Как показано на фиг. 14 и 15, на концах выемок 20, а именно рядом с концевыми поверхностями 22 выемок 20 соосно с дорожками 21 качения расположены имеющие форму желоба наклонные поверхности 23

0 для заполнения шариками сепаратора.

На фиг. 19 показано заполнение сепаратора шариками. Заполнительная труба 24 насаживается на сепаратор, в результате чего она располагается приблизительно на

5 продолжении наклонной заполнительной поверхности 23. При этом верхнее имеющее форму горшка фиксирующее кольцо 19 снято, а нижнее имеющее также форму горшка фиксирующее кольцо находится в рабочей

0 позиции относительно ограничительных пластин 2. Т.к. верхнее фиксирующее кольцо отсутствует ограничительная планка 2 может быть переведена в наклонное положение, в результате чего она обеспечивает

5 ввод шариков 5 в полость сепаратора.

Перевод ограничительной планки 2 в наклонное положение происходит вследствие того, что ограничительные поверхности 25 и 26 выемки 18 выполнены параллельными друг другу или что материал сепаратора

1 является настолько упругим, что обеспечивается возможность принудительного извлечения ограничительных планок 2.

Ввод шариков 5 в дорожку 21 качения отводящего ряда шариков дополнительно облегчается за счет того, что на внутренней стороне ограничительной планки 2 (см. фиг. 18 и 19) выполнен скос 27.

Заполнение сепаратора 1 шариками возможно также в том случае, если длина ограничительной планки 2 равна ширине прямолинейных участков 10 дорожки качения несущих рядов шариков. В этом случае необходимо расположить н аклонные поверхности 23 и скосы 27 соосно тому или иному прямолинейному участку 10 дорожки качения несущего ряда шариков.

На фиг. 20 показана шариковая втулка, сепаратор которой выполнен в форме частичного кольца, а вал 28 поддерживается станиной 29. Установленные на концах сепаратора 1 фиксирующие кольца 19 также выполнены в форме частичного кольца. С целью исключения проникновения грязи в область расположения шариков втулка снабжена уплотнением.

На фиг. 21 показаны закрывающие шайбы 20, представляющие собой кольцевые уплотнительные элементы, которые удерживаются на сепараторе с помощью фиксирующих колец 19 и прилегают к валу уплотнительной манжетой.

Уплотнительные элементы (фиг. 22-25) имеют базовое тело 30 и угтлотнительный язычок 31. Уплотнительный язычок 31 прилегает к валу. Базовое тело 30 уплотнитель- ного элемента 20, как показано на фиг. 23-25, устанавливается в кольцевой выемке 32 концевой поверхности 33 сепаратора 1, которая образована ориентированной в осевом направлении поверхностью 34 и радиальной поверхностью 35, а на концах ограничена концевыми пластинами 36.

Базовое тело 30 размещено с осевым зазором между ориентированной в осевом направлении поверхностью ЗА сепаратора 1 и ориентированной в осевом направлении поверхностью 37 прилегающего к концевой поверхности 38 фиксирующего кольца 19. Диаметр выемки 32 больше диаметра базового тела 30, что обеспечивает установку уплотнительного элемента в выемке с зазором. Этот радиальный зазор необходим для того, чтобы обеспечить совмещение уплотнительного элемента с изменившейся геометрией при угловом смещении вала 28 относительно сепаратора 1.

Проворотуплотнительных элементов 20 предотвращается с помощью выступов 39, размещенных в отверстиях 40 (см фиг 22 и

23). Отверстия 40 выполнены с диаметром, превышающим ширину выступов 39, в результате чего между стенкой отверстия и уплотнительным элементом имеется радиальный зазор.

На фиг. 22 показано расположение выступов в уплотнительном элементе.

Выступы расположены в концевых областях уплотнительных элементов, т,е. вбли0 зи опорной станины 29. Кроме того, высота выступа 39 больше осевой толщины того или иного базового тела 30. Внутренняя сторона основания 41 фиксирующего кольца 19 прилегает к поверхности выступа 39 и соедине5 на с сепаратором с помощью винта 42 с потайной головкой, который ввинчен в выступ 39. Т.к. осевая высота выступа 39 больше осевой толщины базового тела 30, то при сильной затяжке винта 42 базовое тело 30

0 не заклинивается между поверхностями выемки. Сохраняется также радиальный зазор уплотнительного элемента. Периферийная фиксация кольцевых уплотнительных элементов может осуществляться с помощью

5 выступов 43 кольцевых уплотнительных элементов относительно концевых пластин 36. Уплотнение шариковой втулки, кроме кольцевых уплотнительных элементов, производится еще и с помощью уплотнитель0 ных планок 44 с одной корневой частью 45 и одной прилегающей к валу 28 язычковой частью 46.

Корневая часть 45 вставлена в проходящий в осевом направлении и открытый ра5 диально внутрь паз 47 сепаратора 1. На концевых участках пазов 47 выполнены расширения е, в результате чего образованы опорные плечи 48 (фиг. 26).

На корневых частях 45 уплотнительных

0 планок 44 выполнены выступы 49, которые прилегают к опорным плечам 48, и продольные уплотнительные планки 44 имеют на концах участки 50 с постоянным профилем, расположенные за выступами и прилегаю5 щие к уплотнительным элементам, в результате чего обеспечивается полное уплотнение промежуточного пространства между валом 28 и сепаратором 1.

На фиг. 27 показана продольная уплот0 нительная планка 44 перед монтажом. В осевом направлении вне выступов 49 на обоих концах планки 44 расположены элементы 51 с захватами, которые при монтаже продольных уплотнительных планок 44 по5 зволяют растягивать расположенные между выступами 49 участки таким образом, что выступы 49 предварительно смещаются через плечевые поверхности 48 и могут крепиться на них. После монтажа элементы 51 с захватами отделяются.

На фиг. 28 показана ограничительная планка 2. внешняя поверхность которой содержит центральный прямолинейный участок 52, к которому примыкает осевой прямолинейный продольный участок 53, со- единенный с центральным участком плавной закругленной линией с радиусом кривизны gl. Продольный участок 52 образует с участком 53 угол а 35°.

За счет выполнения центрального уча- стка прямолинейный прижим к отверстию подшипника значительно уменьшается, что приводит к уменьшению износа.

Внешняя поверхность ограничительных планок выполнена закругленной с ради- усом, соответствующим радиусу отверстия подшипника, в результате чего обеспечивается прилегание ограничительных пластин в области центрального продольного участка 52 к отверстию корпуса подшипника.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Частично кольцевая линейная шариковая втулка, содержащая сепаратор с до- рожками качения в виде рабочих и возвратных прямолинейных параллельных каналов, соединенных дугообразными участками и с пазами, в которых установлены ограничительные планки с беговыми дорож- ками на внутренней поверхности, идентичными беговыми дорожками сепаратора, фиксирующие кольца, расположенные по торцам сепаратора, и кольцевые уплотни- тельные элементы, содержащие корневую часть и язычковую, упруго прилегающую к

валу, отличающаяся тем, что она снабжена средством фиксации от проворо- та кольцевых уплотнительных элементов.

2.Втулка по п. 1,отличающаяся тем, что кольцевые уплотнительные элементы установлены с возможностью перемещения в радиальном направлении,

3.Втулка по п. 1,отличающаяся тем, что в торцах сепаратора выполнены кольцевые пазы под кольцевые уплотнительные элементы, ограниченные снаружи фиксирующими пальцами,

4.Втулка по п. 3, отличающаяся тем, что стенка паза сепаратора выполнена по меньшей мере с выступом, а в уплотни- тельном элементе выполнено отверстие, в котором размещен упомянутый выступ.

5.Втулка по п. 4, отличающаяся тем, что высота выступа превышает толщину кольцевого уплотнительного элемента, а фиксирующее кольцо установлено с возможностью контакта его внутренней поверхности с выступом.

6.Втулка по п. 5. отличающаяся тем, что фиксирующее кольцо соединено с кулачком сепаратора с помощью винта.

7 Втулка по пп. 1-3, отличающая- с я тем, что ограничительные планки установлены с возможностью контакта с концом кольцевых уплотнительных элементов.

8. Продольная уплотнительная планка для линейной шариковой втулки по пп. 1-7, отличающаяся тем, что на ее концах выполнены выступы, а участки, расположенные за этими выступами, выполнены в виде съемных элементов с захватами.

Использование: машиностроение, в шариковых втулках. Сущность изобретения: шариковая втулка содержит сепаратор с дорожками качения и поясами, в которых уста- новлены ограничительные планки с беговыми дорожками, идентичными беговым дорожкам сепаратора, по торцам сепаратора установлены фиксирующие кольца и уплотнительные элементы. Во втулке установлено средство фиксации от проворота кольцевых уплотнений элементов Уплотнительные элементы установлены с возможностью перемещения в радиальном направлении Шариковая втулка снабжена продольной уплотнительной планкой, на концах которой выполнены выступы, участки, расположенные за этими выступами, вы- полнены в виде съемных элементов с захватами 7 з.п. ф-лы, 28 ил.

Фиг1

Фиг.З

6-6

. О

У///&7 /)/777/.

У///////,

iBi z

Фиг 5

А-А

Фиг. 2

Фиг.4

Г8

Г7

1 //

ю

Фиг.6

16

Pui. 12.

ff +v

Фиг.Ю Ј-Ј

Я

15 W

W9ift

R 2,04 R 2.11 R 2.27 R 2.2 R 2.27 R 2.27 R 2.2

л-л

ж

з и

Г & V-V,#

Я

Щиг.Я 8

г5

1 w

/ 7 гзгв

Фиг.М

видЖ

гб

Фиг/б

Ж-Ж

гз& & г/ & ,/ гз

Фиг. 17

Фиг.8 А-А

W

Фиг. 0

к-х м.

№ Фиг.® #

4Pui2i

ft

Фиг. 23

1

J/

фиг 24

M-M

,f

Jf

фиг. 25

I

и

т

ч

RR

д

s

S3

I

15 I

.

%

J

dir

со csi

еО SЈ