close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY3992

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 3992
(13)
C1
(51)
(12)
7
F 16C 33/58,
F 16C 33/34,
F 16C 33/28
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
СФЕРИЧЕСКИЙ РОЛИКОВЫЙ ПОДШИПНИК
(21) Номер заявки: a 19980627
(22) 1998.07.09
(46) 2001.06.30
(71) Заявитель: Открытое
акционерное
общество
"Минский подшипниковый завод" (BY)
(72) Авторы: Вайткус Ю.М., Пенза В.Н., Козлов А.Б.,
Кошель В.М. (BY)
(73) Патентообладатель: Открытое
акционерное
общество "Минский подшипниковый завод"
(BY)
(57)
Роликовый сферический подшипник, содержащий наружное кольцо со сферической дорожкой качения,
внутреннее кольцо с одной или несколькими тороидальными дорожками качения и упорным бортиком и
расположенные в сепараторе между дорожками качения колец под углом к оси подшипника несимметричные бочкообразные ролики, радиус образующих которых меньше радиуса сферы наружного кольца и радиуса образующей дорожки качения внутреннего кольца, отличающийся тем, что положение наибольшего
диаметра ролика относительно его широкого торца определяется зависимостью:
Е≥0,5Lр-Rрsinβb,
где Lp - номинальная длина ролика;
Rp - радиус образующей ролика;
βb - угол между осью ролика и общей касательной в точке контакта ролика с дорожкой качения внутреннего кольца, расположенной на середине ролика.
BY 3992 C1
(56)
Подшипники качения: Справочник-каталог / Под ред. Л. В. Черневского.- М.: Машиностроение, 1997. С. 85.
SU 246977 А, 1969.
SU 302902 А, 1971.
SU 619708 A, 1978.
SU 1521949 A, 1989.
US 4601592 A, 1986.
Фиг. 1
BY 3992 C1
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к радиально-упорным, радиальным и
упорно-радиальным сферическим подшипникам.
Известен радиально-упорный сферический подшипник (а. с. СССР № 83544).
Известный подшипник содержит наружное и внутреннее кольца с дорожками качения, между которыми в
сепараторе размещены бочкообразные несимметричные ролики. Радиусы сферы дорожек качения внутреннего кольца и боковой поверхности ролика равны между собой и меньше радиуса сферы дорожки качения
наружного кольца.
Данная конструкция имеет ряд недостатков, приводящих к неравномерному распределению контактных
напряжений и, как следствие, к снижению долговечности подшипника.
Одним из недостатков является наличие линейного контакта между роликом и дорожкой качения внутреннего кольца. Это приводит к возрастанию напряжений на обоих концах роликов и, вследствие ослабленного металла кромки дорожки качения, к преждевременному выкрашиванию металла на дорожках или роликах, т.е. к так называемому "краевому эффекту".
Второй недостаток состоит в том, что расчетная точка контакта дорожки качения наружного кольца с роликом расположена на середине ролика. Это приводит к смещению равнодействующей усилий от роликов на
дорожку качения внутреннего кольца в сторону широкого торца роликов на 0,05-0,1 длины роликов, что вызывает рост напряжении на краю дорожки внутреннего кольца и выкрашивание металла дорожки или роликов возле упорного бортика. По этой причине наблюдается выход из строя подшипников в 40 % и более случаев (Вайткус Ю.М. и др. Новые подшипники для нижней головки шатунов двухэтажных лесопильных рам.
"Деревообрабатывающая промышленность". № 11. - М.. Лесная промышленность, 1990.).
Оба недостатка являются превалирующими в усталостном разрушении внутренних колец и существенно
снижают долговечность подшипников.
Наиболее близким к заявляемому является роликовый радиальный сферический двухрядный подшипник
[3].
Известный подшипник содержит наружное и внутреннее кольца с дорожками качения, между которыми в
сепараторе размещены бочкообразные несимметричные ролики. Радиус образующей ролика меньше радиусов
образующих дорожек качения наружного и внутреннего колец.
В данной конструкции отсутствует линейный контакт ролика с дорожкой качения внутреннего кольца,
что устраняет "краевые эффекты" роста напряжений.
Однако расположение расчетной точки контакта ролика с дорожкой качения наружного кольца на середине ролика приводит, как и в случае аналога [1], к смещению равнодействующей усилий от роликов на дорожку качения внутреннего кольца в сторону широкого торца роликов и к выкрашиванию металла дорожки
внутреннего кольца или роликов.
Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение
долговечности подшипника за счет равномерного распределения контактных напряжений вдоль дорожки качения внутреннего кольца и исключения их концентрации на краю дорожки возле упорного бортика.
Поставленная задача решается тем, что в сферическом роликовом подшипнике, содержащем наружное
кольцо со сферической дорожкой качения, внутреннее кольцо с одной или несколькими тороидальными дорожками качения и упорным бортиком и расположенные в сепараторе между дорожками качения колец под углом к оси подшипника несимметричные бочкообразные ролики, радиус образующих которых меньше радиуса
сферы наружного кольца и радиуса образующей дорожки качения внутреннего кольца, согласно изобретению,
положение наибольшего диаметра ролика относительно его широкого торца определяется зависимостью:
Е≥0,5Lр-Rрsinβb,
где Lp - номинальная длина ролика;
Rр - радиус образующей ролика;
βb - угол между осью ролика и общей касательной в точке контакта ролика с дорожкой качения внутреннего кольца, расположенной на середине ролика.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен сферический роликовый подшипник для восприятия комбинированной нагрузки с
одним рядом роликов. Фрагмент осевого сечения;
на фиг. 2 - сферический роликовый подшипник для восприятия преимущественно радиальной нагрузки с
двумя рядами роликов;
на фиг. 3 - то же для восприятия преимущественно осевой нагрузки с одним рядом роликов;
на фиг. 4 - вид на площадку контакта ролика с внутренним кольцом вдоль линии действия нагрузки на
ролик.
Сферический роликовый подшипник содержит наружное кольцо 1, внутреннее кольцо 2 с дорожками качения 3 и 4 соответственно, ролики 5. На внутреннем кольце 2 выполнен упорный бортик 6. Ось S-S ролика
5 расположена под углом α к оси N-N подшипника и пересекается с ней в точке O. Точки Op и Op′ - центры
кривизны образующей ролика 5, контактирующего с дорожкой качения 4 внутреннего кольца 2 и дорожкой
качения 3 наружного кольца 1, а линия OpOp′ - след плоскости наибольшего диаметра ролика 5.
2
BY 3992 C1
Для исключения концентрации напряжений на краю дорожки качения 3 внутреннего кольца 2 возле
упорного бортика 6 расчетная точка контакта A ролика 5 с дорожкой качения 4 внутреннего кольца 2 расположена на диаметре Dр контакта, который находится на середине длины Lp ролика 5. При этом наибольший
диаметр Dw ролика 5 смещен от середины в сторону широкого торца 7 и расположен от него на расстоянии
E. Общая касательная OA в точке A контакта середины ролика 5 с дорожкой качения 4 внутреннего кольца 2
проходит через точку O пересечения оси N-N подшипника с осью S-S ролика 5 и составляет с последней
угол βb. Точка O1 - центр радиуса сферы дорожки качения 3 наружного кольца 1, точка O2 - центр радиуса Rb
образующей дорожки качения 4 внутреннего кольца 2.
Так как касательная OA перпендикулярна радиусу Rp ролика 5, равному, OpA, а ось S-S ролика 5, проходящая через точку O, перпендикулярная следу OpOp′ плоскости наибольшего диаметра Dw ролика 5, то угол
COA равен углу AOpOp′ и равен βb. Расстояние K от точки A контакта ролика 5 с дорожкой качения 4 внутреннего кольца 2 до плоскости наибольшего диаметра Dw ролика 5 равно:
K = OpAsinβb = Rpsinβb .
Отсюда следует, что положение Е плоскости наибольшего диаметра Dn ролика 5 относительно его широкого торца 7 определяется зависимостью:
Lp
Lp
E=
−K =
− R p sin β b .
2
2
Подшипник работает следующим образом (фиг. 4). Первоначально без нагрузки или при незначительной
нагрузке (p<0,05C) контакт ролика 5 с дорожкой качения 4 внутреннего кольца 2 происходит в точке A или
по площадке F незначительной величины на середине длины Lp ролика 5. C - динамическая грузоподъемность подшипника. По мере увеличения нагрузки до средних значений (p≈0,1C) площадка контакта и контактных напряжений увеличивается до величин эллипса T, близких к длине Lp ролика 5, и располагается
симметрично середины ролика 5 (n = n′). При приложении высокой нагрузки (p≥0,5C) эллипс T площадки
превращается в прямоугольник M с равномерным распределением напряжений вдоль всего ролика 5. При
этом не происходит смещение равнодействующей усилия к упорному бортику 6 внутреннего кольца 2. отсутствует концентрация напряжений в зоне около упорного бортика 6 и исключается преждевременный выход из строя подшипника.
Источники информации:
1. А.с. СССР 183544, 1966.
2. Вайткус Ю.М. и др. Новые подшипники для нижней головки шатунов двухэтажных лесопильных рам. Деревообрабатывающая промышленность. - № 11. - М.: Лесная промышленность, 1990.
3. Проектирование роликовых радиальных сферических двухрядных и сфероупорных подшипников.
Подшипники качения: Справочник-каталог / Под общ. редакцией Л.В. Черневского. - М.: Машиностроение,
1997.
Фиг. 2
Фиг. 3
3
BY 3992 C1
Фиг. 4
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
134 Кб
Теги
патент, by3992
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа