Роликовый упорный подшипник

Авторы патента:

Изобретение м.б. использовано в машиностроении , а именно в опорных узлах машин и механизмов, в частности в опорных узлах забойных двигателей для бурения скважин. Роликовый упорный подшипник содержит тугое и свободное кольца, сепаратор и цилиндрические ролики. Диаметр роликов Dw связан с диаметром окружности качения центров роликов Dpw соответствующим соотношением. 3 ил.

(!9) (I I) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5))5 Р 16 С 19/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4492873/27 (22) 11,10.88 (46) 31.06.92. Бюл. 3Ф 28 (71) Пермский филиал Всесоюзного научноисследовательского института буровой техники (72) l3.В.Ардашев, Э,Н.Крутик, Г.Ф,4удаков и В..К.Ершов (56) Каталог фирмы INA (ФРГ), Mabkatalog, Д302, 1972, с. 78-87.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к опорным подшипниковым узлам машин и механизмов, в частности к опорным узлам забойных двигателей для бу- . рения скважин.

Известны роликовые упорные подшипники с цилиндрическими роликами, содержащие тугое и свободное опорные кольца с расположенными между ними роликами и сепаратором.

Однако несмотря на значительную номенклатуру таких подшипников при разработке забойных двигателей, при жестких ограничениях наружного (DHsp.) и внутреннего (0».) диаметров подшипника его динамическая, и статистическая грузоподъемность не удовлетворяет необходимым требованиям и не обеспечивает необходимой долговечности узла.

Твк, например, для забойного двигателя диаметром 195 мм необходим роликовый упорный подшипник с размерами внутреннего и наружного диаметра 100х160 мм, динамической грузоподъемности 50-60 т.

Известные подшипники в указанных габаритных размерах такой динамической гру(54) РОЛИКОВЫЙ УПОРНЫЙ ПОДШИПНИК (57) Изобретение м.б. использовано в машиностроении, а именно s опорных узлах машин и механизмов, в частности в опорных узлах забойных двигателей для бурения скважин, Роликовый упорный подшипник содержит тугое и свободное кольца, сепаратор и цилиндрические ролики. Диаметр роликов 0 связан с диаметром окружности качения центров роликов 0Р соответствующим соотношением. 3 ил. зоподъемностью не обладают. Обеспечение необходимой грузоподъемности опоры в этих случаях осуществляется установкой двух или более осевых подшипников, а для равномерного их нагружения используют различные устройства. Все это усложняет опору, снижает ее надежйость и долговечность.

Наиболее близким к предлагаемому является роликовый упорный подшипник, например, содержащий тугое и свободное кольца, сепаратор и цилиндрические ролики, имеющий динамическую грузоподъемность всего 33 т, что недостаточно для обеспечения необходимой динамической грузоподъемности опорного подшипникового узла забойного двигателя.

Низкая грузоподъемность известных подшипников объясняется тем, что при ограничении размеров подшипника по наружному и внутрен нему диаметрам соотношение диаметра тел качения (роликов) Dw и диаметра окружности качения центров роликов Dpw находится в пределах

0УУ

< 0,19 и не является оптимальным

0рщ

4751493

Оду (для прототипа

Ори

= 0,096), Неопти55 мальный выбор соотношения не

Оpw обеспечивает оптимальный радиус кривизны по линии касания контактирующих тел и при прочих равных условиях оптимальной величины контактных напряжений и, следовательно, динамической грузоподъемности подшипника.

Цель изобретения вЂ” повышение динамической грузоподъемности роликовых упорных подшипников за счет значительного уменьшения контактных напряжений путем обеспечения выбора рациональной

Îw величины соотношения, при заОри данных значениях Онар и 0вн.

Указанная цель достигается тем, что в роликовом упорном подшипнике, содержащем тугое и свободное кольца, сепаратор и цилиндрические ролики, диаметр роликов

Dw связан с диаметром окружности качения центров роликов Dew соотношением 0 65 >

> >019, О рнч

Положительный эффект обеспечивается уменьшением контактных напряжений (при одинаковых нагрузках) на линии контакта опорных колец подшипника и роликов большего диаметра по сравнению с роликами, применяемыми в стандартных подшипниках.

Так KBK Dpw = вЂ” const, увеDw личение отношения происходит за

Оpw счет увеличения Dw, Другим фактором, влияющим на увеличение динамической грузоподъемности, является уменьшение количества циклов нагружения у роликов большего диаметра при работе подшипника и прочих равных условиях за счет увеличеDw ния отношения . Выбор отношеО рчч ния в пределах от 0,19 до 0,65

Îw

Оvw обеспечивает увеличение диаметра роликов при уменьшении их общего количества. Расчет динамической грузоподъемности показывает, что в данном случае происходит рост динамической грузоподъемности подшипника несмотря на уменьшение количества роликов, Динамическая грузоподъемность предлагаемого подшипника при соотношении

О;65» 0,19 в 1,5-2 раза выше

Оr w грузподъемности известных подшипников . при одинаковых О др, и Ори. За пределами указанного соотношения, т.е. при

О р р

< 0,19 и при > 0,65 не обеспечива Од

Ори ется максимальная теоретически возможная для данного, типоразмера подшипника .динамическая грузЬподъемность.

На фиг, 1 представлен роликовый упорный подшипник, общий вид; на фиг, 2 вЂ” то

"0 же, вид сверху при снятом опорном кольце;на фиг. 3 вЂ” зависимость относительной удельной грузоподъемности вЂ” известных и

S предлагаемых роликовых упорных подшип15 Ощ ников от соотношения (Со вЂ” динаDew мическая грузоподъемность подшипника, кг; S вЂ” площадь опорного кольца подшипни20 ка $ = q (Онар Овн ), мм

2 2 2

Роликовый упорный подшипник содержит тугое и свободное кольца 1, ролики 2 и сепаратор 3 (Disap, вЂ” наружный диаметр подшипника; DBH. вЂ” внутренний диаметр подшипника. Dw вЂ” диаметр ролика; Dew вЂ” диаметр окружности качения центров роликов.

Ролики 2 могут быть выполнены как цельными, так и состоящими из нескольких узких роликов, а также полыми.

Роликовый упорный подшипник работает следующим образом.

Под действием нагрузки кольца 1 прижимаются с двух сторон к роликам 2. При вращении одного из колец 1 относительно

35 друг. друга ролики 2 перекатываются по кольцам 1. Сепаратор 3 обеспечивает удержание роликов 2 на заданной траектории качения.

При соотношении 0,65» 0,19

Ощ

Ори обеспечивается существенное повышение относительной удельной грузоподъемности заявляемого подшипника, По сравнению с прототипом динамическая грузоподъемность заявляемого подшипника, например, при отношении

= 0,44 составляет 59,8 т, что в 1,8

Ори раза больше, чем у прототипа (33 т), Предлагаемая конструкция роликового упорного подшипника использована при разработке опорного узла в опытном образце шпиндельной секции турбобура диаметром 195 мм. Применение предлагаемого упорного роликового подшипника позволи- ло отказаться от использования в опорном узле шпиндельной секции турбобура системы многорядной установки упорных подшипников, что значительно повысило

1751493 надежность опорного узла и снизило металлоемкость конструкции.

Формула изобретения

Роликовый упорный подшипник, содержащий тугое и свободное кольца, сепаратор, цилиндрические ролики. отличающийся тем, что, с целью повышения динамической грузоподъемности, диаметр роликов связан с диаметром окружности качения центров роликов соотношением

5 0,65 > 0 > 0,19, Dw

Орщ

1751493

0H 075 Р 4 а,s

Фиг. У

Составитель В,Ардашев

Редактор Л.Пчолинская Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2679 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Изобретение относится к машиностроению , в частности к подшипникам качения

Подшипник качения упорный // 1247592

Подшипник качения // 1206516

Упорный подшипник // 1183738

Подшипник качения // 1182209

Подшипник качения // 804899

Упорный роликоподшипник с коническимироликами // 246979

Патент 152597 // 152597

Прибор для определения относительного осевого перемещения под нагрузкой колец комплектуемых радиально-упорных шарикоподшипников // 111980

Упорный подшипник с коническими роликами // 109100

Упорный подшипник с коническими роликами и плавающим бортом // 2276292

Изобретение относится к области машиностроения и может быть применено в опорах валов и осей

Подшипник качения упорный с коническими роликами бессепараторный // 2349803

Изобретение относится к области машиностроения

Буксовый подшипник качения средней колесной пары локомотива // 2364760

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано на высокоскоростных магистралях пассажирского и грузового железнодорожного транспорта

Буксовый подшипник качения первой и третьей колесных пар локомотива // 2364761

Подшипник качения упорный двойной с коническими роликами бессепараторный // 2384764

Изобретение относится к области тяжелого машиностроения и может быть использовано во всех отраслях промышленности, преимущественно в отраслях тяжелого машиностроения

Буксовый подшипник качения для высокоскоростных магистралей // 2391570

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано во всех отраслях промышленности

Опорно-поворотное устройство // 2080499

Упорный подшипник качения и способ его установки // 2029896

Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно к упорным подшипникам, и может быть использовано в опорах вращающихся частей машин

Редукционный упорный подшипник // 2609545

Изобретение относится к области машиностроения и приборостроения и может быть использовано во всех отраслях промышленности. Редукционный упорный подшипник содержит тугое кольцо (1) и свободное кольцо (2) с дорожками качения, размещенные между ними тела качения, выполненные в виде установленных в гнезда сепаратора двухступенчатых конических роликов, ступени большего диаметра (3) которых обкатывают дорожку качения тугого кольца (1) подшипника, а ступени меньшего диаметра (4) обкатывают дорожку его свободного кольца (2). Диаметры оснований ступеней ролика находятся в пропорциональной зависимости от расстояния между основаниями и центральной осью подшипника и коэффициента редукции ролика. Формулы диаметров оснований ступеней ролика, исчисленные из известных Dr1, k, |ОВ|, Н, h: Dr2=Dr1*(|OB|-H)/|OB|; dr1=Dr1/k; dr2=dr1*(|OB|-H)/|OB|; dr3=dr1*(|OB|-H-h)/|OB|; dr4=dr1*(|OB|+h)/|OB|, где Dr1, Dr2 - диаметры оснований большей ступени конического ролика редукционного радиально-упорного подшипника, dr1, dr2, dr3, dr4 - диаметры оснований выступов меньшей ступени ролика, k - коэффициент редукции ролика (подшипника), Н - ширина большей ступени ролика, h - ширина меньшей ступени ролика, |ОВ| - расстояние от оси подшипника до центра основания большего диаметра большей ступени ролика. Технический результат: повышение предельной частоты вращения редукционного упорного подшипника в разы по сравнению со стандартным упорным подшипником без повышения частоты вращения роликов, снижение затрат горючего или электроэнергии в приводе подшипника(ов), многократное повышение ресурса работы подшипника, вращающегося с частотой сравниваемого стандартного подшипника, в снижении уровня шума. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Упорный бессепараторный подшипник // 2615830

Изобретение относится к области машиностроения. Упорный бессепараторный подшипник имеет два кольца и конусообразные тела качения, располагающиеся в два ряда в шахматном порядке таким образом, что один ряд конусообразных тел качения контактирует как с одним кольцом подшипника, так и со вторым рядом конусообразных тел качения, второй ряд в свою очередь контактирует как с первым рядом конусообразных тел качения, так и со вторым кольцом подшипника. Тела качения контактируют друг с другом и дорожками качения колец подшипника, образуя силовой единый замкнутый кольцевой комплект из роликов двух рядов. Дорожки качения двух колец подшипника имеют между собой разную длину и располагаются под разными углами к оси подшипника, что позволяет при вращении одного кольца подшипника телам качения перемещаться на разные расстояния по дорожкам качения колец подшипника, тем самым обеспечивая работу подшипника. Тела качения могут фиксироваться в подшипнике как упорными бортами колец, так и тем, что на оси роликов может располагаться шар, контактирующий с упорным бортом кольца, шар опирается на подпятник, который состоит из комплекта шариков меньшего диаметра, в расточке шар зафиксирован кольцом запорным, при этом всегда сохраняется условие: D1/D2 = d1/d2, где D1 – больший диаметр дорожки качения кольца подшипника; D2 – меньший диаметр дорожки качения кольца подшипника; d1 – больший диаметр конусообразного ролика; d2 – меньший диаметр конусообразного ролика. Технический результат: снижение коэффициента трения и повышение грузоподъемности, а это значит, что можно получить более износостойкий и надежный подшипник. 5 ил.