Шарнирный подшипник
СОГОЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (в) Я5 (и) 1839699 АЗ (51) 5 F16C29 08 (21) 4743201/27 . (22) 14.02.90 (31) 893904458 (32) 15.02.89 (33) ОЕ (46) 30,1293 Бюл. Na 48-47 (76) 8ернер Якоб(РЦ (54) ШАРНИРНЫЙ ПОДШИПНИК (57) Использование: в машиностроении в шарнирных подшипниках Сущность изобретения: подшипник содержит наружное и внутреннее кольца с дорожками качения, установленные с возможностью размещения лод углом друг к другу. Между кольцами установлен сепаратор с телами качения Дорожки качения колец выполнены с поперечным сечением в виде дуг окружности, а центр дуги дорожки качения наружного кольца рааюложен на оси вращения подшипника Центральная часть тела качения выполнена цилиндрической, з примыкающие к ней периферийные несущие участки в виде тела вращения, установлены с возможностью контакта с дорожками качения в четырех точках, причем точки контакта смещены относительно центральной плоскости на угол а, превышающий угол самоторможения Радиус окружности пери- ферийного внешнего контура несущих участков меньше радиуса дорожки качения наружного кольца Центр окружности контура несущего участка расположен на пинии, соединяющей центр окружности дорожки качения наружного кольца с точкой контакта Радиус окружности контура несущих периферийных участков меньше радиуса дорожки качения внутреннего кольца, центр окружности контура несущего участка расположен на линии, соединяющей центр окружности дорожки качения наружного кольца с точкой контакта Угол а смещения контактных точек относительно центральной плоскости больше угла торможения по меньшей мере, на величину максимального угла опрокидывания, а радиус дорожки качения наружного кольца превышает радиус внешнего контура несущих участков тела качения на величину S, определяемую по формуле S=RI /2Я =051-0.75 051 — 075. Угол о. смещения контактных точек относительно центральной плоскости превышает, по меньшей мере, на
7 максимальный угол опрокидывания Поверхность тела качения выполнена шлифованной 6 з.пф-лы, 4 ил.. Ф
1839699
Изобретение относится к машиностроению.
Известны шарнирные подшипники, содержащие наружное и внутреннее кольца с дорожками качения, установленные с возможностью размещения под углом друг к другу, сепаратор с телами качения, причем дорожки качения выполнены с поперечным сечением в виде дуг окружности, а центр дуги дорожки качения наружного кольца расположен на оси вращения подшипников.
Недостатками известных подшипников являются опасность опрокидывания тел качения вследствие смещения их центров при появлении даже незначительных осевых усилий, а также необходимость использовать только бочкообразные тела качения с соотношением между диаметром и длиной не менее 1:1,5, чтобы обеспечить параллельное направление тел качения вдоль бортов, В известном подшипнике необходимо также обеспечить точное расположение центра бочкообразных тел качения относительно бортов, так как в противном случае центр бочкообразного тела качения смещен относительно центра дорожки качения, в результате чего не только уменьшается число оборотов, но и повышаются силы гсэения, Цель изобретения — уменьшение габари; ов и повышен е надежности. работы. . ель достигается тем, что центральная часть тела качения выполнена цилиндрической, а примыкающие к ней периферийные несущие участки выполнены в аиде тел вращения и установг ены с возможностью контакта с дорожками качения колец в четырех
-o ках, То гки контакта смещены относичельно центральной плоскости на угол Q, превышающий угол самоторможения, причем радиус окружности периферийного внешнего контура несущих участков меньше радиуса дорожки качения наружного кольца, а центр окружности контура несущего участка расположен на линии, соединяющей центр окружности дорожки качения наружного кольца с точкой контакта, За счет этого достигается определейный контакт между телами качения и соотввтствующими внутренним кольцом и наружным в четырех точках. Эти четыре контактных участка должны располагаться вне участка самоторможения, в результате чего исключается возможность заклинивания тел качения. С помощью цилиндрического участка предотвращается воэможность контакта в центральной области. За счет контакта в четырех точках отпадает также необходимость в направлении тел качения по бортам, например, внутреннего кольца.
Контакт s четырех точках обеспечивает точное направление тел качения в процессе работы, которое может дополнительно
5 поддерживаться с помощью сепаратора, который, однако, не является обязательным. Выполнение центральной части тела качения цилиндрической позволяет контролировать размеры отдельных тел качения. С
1О целью повышения надежности угол, под которым контактные участки смещены к центральной чэсти,.должен выбираться больше на величину максимального угла опрокидывания, За счет этого исключается возмож15 ность того, что при положении внутреннего кольца под углом по отношению к наружному кольцу отдельные тела качения могут приближаться к области самоторможения.
Если радиус дорожки качения наружно20 го кольца превышает радиус внешнего контура несущих участков тела качения на величину S, определяемую по формуле
Rp
$ - = 0,51 — С,75, где  — радиус каче2 Вуу ния наружного кольца; Rw — радиус внешнего контура несущего участка, то достигаются наиболее благоприятные условия работы.
За счет выполнения тел качения с четырьмя контактными участками достигается воз3 можность уменьшить диаметр отдельных тел качения, так кэк концевые поверхности для направления тел качения не должны выполняться на бортах внутреннего кольца.
Концевые поверхности могут выполняться с
35 меньшими размерами и в случае необходимости вообще могут быть необработанными, Уменьшение диаметра отдельных тел качения ведет к получению более компакт4О ного устройства и, следовательно, приводит к расширению возможностей использования.
На фиг. 1 и 2 показан шарнирный подшипник, продольный разрез; на фиг, 3—
45 тело качения и дорожки качения наружного и внутреннего колец; на фиг. 4 — узел подшипника, продольное сечение, Подшипник 1 содержит наружное кольцо 2, расположенное концентрически с ним
5О внутреннее кольцо 3 и тела 4 качения. Тела качения расположены а кольцевой траектории с окружностью 5 с возможностью качения вокруг. оси Х вЂ” Х вращения. Они опираются на дорожку 6 качения внутренне55 го кольца и дорожку 7 качения наружного кольца 2. Тела 4 качения распределены по периметру и удерживаются сепаратором 8.
Они имеют центральный цилиндрический участок 9 и примыкающие к нему несущие
1839699 участки 1О. Оба несущих участка 10 выполнены так, что по отношению к дорожка 6 качения внутреннего кольца 3 и дорожке 7 качения наружного кольца 2 в условиях нагрузки возникают четыре контактных участка 11, 12, 13, 14. Контактные участки находятся вне области сэмоторможения и обеспечивают соприкосновение тел 4 «ачения с дорожкой 6 качения внутреннего кольца и дорожкой 7 качения наружного кольца. С этой целью контактные участки
11-1.4 расположены относительно центральной плоскости М, которая выполняет функцию центральной плоскости, под yr- поае а, наклона, который больше угла самоторможения. Угол а выбирают таким, что на протяжении всего диапазона угловых положений между внутренним кольцом 3 и наружным кольцом 2 исключается возможность самоторможения отдельными телами ., качения.
Свободное пространство между наруж- . ным кольцом 2 и внутренним кольцом 3 уп-. лотнено уплотнением 15. Уплотнение прилегает уплотнительным язычком к уплотнительной поверхности 16 внутреннего кольца 3, которая выполнена радиусом с . центром в точке 01, Когда поставка подшипников осуществляется без уплотнений, они оснащаются предохранительным элементом 17; который ограничивает угловые положения между внутренним и наружным кольцами.
На фиг, 4 показан вариант выполнения наружного кольца. Оно выполнено в виде детали, сформированной иэ стального листа, заключенного.в держатель наружного кольца или шарнирную головку 18. При таком конструктивном выполнении наружного кольца оно может быть выполнемо из алюминия или подобного материала, На фиг. 3 показано, каким образом достигается прилегание по четырем контактным участкам 11, 12, 13. 14. Тело. качения
: имеет центральный цилиндрический участок 9 с диаметром D. По обе стороны т цилиндрического участка 9 тело качения имеет несущие участки 10, Последние имеют специально выбранный внешний контур
19, с помощью которого достигается прилегание к четырем контактным участкам 1114. Контактные участки 11-.14 могут быть получены путем выполнения внешних контуров 19 несущих участков 10 с радиусом Rw тела качения к дорожке 6 качения, с радиусом Rt. к дорожке 7 качения с центрами 01 и
О2, расположенными на центральной пло5 скости М. Контактные участки 11 и 12 с центром Qz и контактные участки 13 и 14 с центром 01 смещены под углом а,. При этом угол а, смещения превышает по величине .угол самоторможения и находится к предв10 лах 7, В связи с тем, что наружное и внутреннее кольца могут быть расположены под углом а, он должен быть увеличен нв соответствующий угол опрокидывания, например;-2О, Определяют величину радиуса
15. внешнего контура 19 обоих несущих участ«ов 10, как .правило, исходя из величины прилегания, которая составляет 0,51-0,75.
Это означает, что радиус Rw внешнего контура 19 должен быть приблизительно на 27, 20 меньше. чем радиус Rl. Центр Оз обоих внешних контуров расположен на луче, исходящем из центра 01 с прохождением через контактные участки 13 и 14 с соответствующим смещением относительно
25 центра 01.
Торцовые поверхности 20 обоих несущих участков 10 тела 4 качения. не имеют особого значения, так как нет необходимости направлять их по отношению к внутрен30 нему или наружному кольцу. За счет одновременной обработки внешней поверхности тела 4 качения в области внешних контуров 19 несущих участков 10 и цент. рального цилиндрического участка 9 с по35 мощью профильного диска достигается возможность их измерения. Выполнение центрального цилиндрического участка 9 дает возможность испольэовать вспомогательную величину для измерения диаметра
40 О, который может быть выбран на основании расчета определенной величины. Таким образом, обеспечивается возможность назначения величины для дорожек качения внутреннего кольца 3 и наружного кольца 2, 45 в результате появляется необходимость появления соотношения зазоров. (56) "Elnfuhrung ln сПе Din — Narmen" Чоп
50 0berlng. Магйп Kleln, 8erlin, 1961, В.G.ТерЬег Чег!адзцезе|1зсЬай. Stuttgart, з.378.
Формула изобретения
1. ШАРНИРНЪ|Й ПОДШИПНИК. содержащий наружное и внутреннее кольца с дорожками качения, установленные с возможностью размещения под углом друг к другу, сепаратор с телами качения. дорож ки качения выполнены с поперечным сече: нием: в аиде дуг окружности, а центр дуги дорожки качения внешнего кольца распо1839699 ложен на оси вращения подшипника, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышения надежности в работе, центральная часть тела качения выполнена цилиндрической, а примыкающие к ней периферийные несущие участки выполнены в виде тела вращения и установлены с возможностью контакта с дорожками качения колец, в четырех точках, причем точки контакта смещены относительно центральной плоскости на угол а, превышающий угол самоторможения.
2, Подшипник по п.1, отличающийся тем, что радиус окружности периферийного внешнего контура несущих участков меньше радиуса дорожки качения внешнего кольца, центр окружности контура несущего участка расположен на линии, соединяющей центр окружности дорожки качения внешнего кольца с точкой контак"".а.
3. Подшипник no n.1, отличающийся тем, что радиус окружности контура несущих периферийных участков меньше радиуса дорожки качения внутреннего кольца, центр окружности контура несущего участка расположен на линии, соединяющей
1 центр о.:оужности дорожки качения внешнего кольца с точкой контакта.
4. Подшипник по п.1, отличающийся тем, что угол и смещения контактных точек относительно центральной плоскости больше угла торможения по меньшей мере на величину максимального угла опрокидывания.
0 5. Подшипник по п.2, отличающийся тем, что радиус дорожки качения внешнего кольца превышает радиус внешнего контура несущих участков тела качения на величину, определяемую по формуле ,15
S = — =0,51-0,75, 2R где Rc - радиус дорожки качения внешнего кольца;
Rw - радиус внешнего контура несущего . участка.
6. Подшипник по п.1, отличающийся тем, что угол а смещения контактных точек
I относительно центральной плоскости пре 25 вышает по меньшей мере на Т максималь-, ный угол опрокидывания.
7, Подшипник по и.1, отличающийся тем, что поверхность тела качения выпол. нена шлифованной. 0
1839699
1839699
1839699
Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101
Редактор Т. Юрчикова
Заказ 3413
Составитель И. Теравская
Техред M,Mîðråíòàë . Корректор Н. Ревская
Тираж Подписное
НПО "Поиск" Роспатента
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
