Шарикоподшипник радиально-упорный двухрядный и способ измерения в шарикоподшипнике отклонения угла контакта от номинального

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в производстве подшипников для ступичных узлов переднеприводных автомобилей. Шарикоподшипник радиально-упорный двухрядный содержит наружное кольцо 1 с двумя дорожками качения, внутреннее кольцо, состоящее из двух колец 2 и 3 с одной дорожкой качения в каждом, и размещенные в сепараторах два ряда шариков 4, контактирующих с дорожками качения, в котором наружное и внутреннее составное кольца имеют допустимые отклонения от номинальных размеров диаметра в наружном ΔD и во внутреннем Δd дорожки качения и расстояния в наружном ΔН и во внутреннем Δh между дорожками качения, измеренные в сечениях, соответствующих номинальному углу контакта β₀ в подшипнике, и шарики имеют допустимое отклонение от номинального диаметра ΔW, или кольца имеют превышающие допустимые отклонения выше упомянутых размеров дорожек качения при условиях, что в кольцах на дорожке качения смещение точки контакта относительно номинального положения в наружном С_Н и во внутреннем С_В и что совпадают знаки С_Н и С_В. Способ измерения в шарикоподшипнике отклонения угла контакта Δβ от номинального перед сборкой подшипника в каждом его ряду шариков заключается в том, что измеряют в кольцах, которые будет содержать шарикоподшипник, отклонения выше упомянутых размеров дорожек качения, определяют для колец параметры смещения С_Н и С_В и определяют отклонение угла контакта. Способ измерения в собранном шарикоподшипнике отклонения угла контакта от номинального заключается в том, что вычисляют для шарикоподшипника номинальный радиальный зазор Р₀, вычисляют номинальную полуразность углов контакта γ₀ при осевом и радиальном нагружении шарикоподшипника, измеряют в шарикоподшипнике осевой зазор S, радиальный зазор Р, угол контакта β при осевом нагружении шарикоподшипника и полученный результат сравнивают с номинальным значением. Технический результат - повышение долговечности путем уменьшения в подшипниках отклонений угла контакта от номинальной величины. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в производстве подшипников, предназначенных для ступичных узлов переднеприводных автомобилей.

Известен ступичный двухрядный радиально-упорный шарикоподшипник, разработанный в 1943 году в Швеции фирмой SKF, содержащий наружное кольцо с двумя дорожками качения, внутреннее кольцо, состоящее из двух колец с одной дорожкой качения в каждом, и размещенные в сепараторах два ряда шариков, контактирующих с дорожками качения (журнал “За рулем” 1991 г., №8, стр. 37; 1994 г., №3, стр. 48; 1997 г., №8, стр. 142; 1997 г., №9, стр. 162; 1997 г., №10, стр. 125), который, например 256907ЕК12, должен иметь угол контакта 40±5°, осевой зазор 0,07±0,01 мм (при этом радиальный зазор в подшипнике будет 0,051 мм и при максимальных отклонениях угла контакта и осевого зазора отклонение от номинального радиального зазора будет от +0,017 до -0,014 ) и в котором после запрессовки в ступицу осевой зазор из-за действия посадочных натягов в гнезде до 0,06 мм и на валу до 0,03 мм должен уменьшиться до 0,005±0,002 мм и затем при осевом сжатии составного внутреннего кольца заданным усилием осевой зазор в подшипнике должен быть выбран до нуля и создан заданный преднатяг в подшипнике, и который должен иметь долговечность не менее 100 тыс. км пробега автомобиля.

Долговечность работы такого подшипника в ступичном узле существенно зависит от величин натягов при запрессовке и от величины радиального зазора в подшипнике, который при изготовлении подшипника не контролируют. В подшипниках, например, 256907ЕК12, имеющих увеличенный более чем на 5° угол контакта и соответственно увеличенный более чем на 0,017 мм радиальный зазор, после запрессовки в ступицу осевой зазор уменьшается до 0,015 мм, для выборки которого создают чрезмерное осевое сжатие внутреннего составного кольца и деформируют в осевом направлении дорожки качения, и подшипник из-за ухудшения условий качения шариков преждевременно выходит из строя, или имеющих уменьшенный более чем на 5° угол контакта и соответственно уменьшенный на 0,014 мм радиальный зазор, после запрессовки осевой зазор исчезает, подшипник оказывается в состоянии преднатяга, и так как осевое сжатие выполняется, то в подшипнике увеличивается внутреннее сопротивление вращению, происходит усталостное выкрашивание металла на дорожках качения и подшипник преждевременно выходит из строя.

В конструкторских чертежах на кольца этих шарикоподшипников указывают величины допустимых отклонений от номинального размера диаметра дорожек качения и расстояния между дорожками качения (положение дорожек качения вдоль оси подшипника) по нормативно-техническим условиям на радиальные шарикоподшипники. Но так как на подшипниковых заводах не бракуют внутренние и наружные кольца подшипников, которые имеют превышающие допустимые по конструкторскому чертежу отклонения размеров диаметра и положения дорожек качения из-за того, что всегда может быть собран подшипник с заданным радиальным или осевым зазором путем замены шариков или кольца в собираемом комплекте, то подшипники собирают из колец, в которых отклонения от номинальных размеров дорожек качения превышают допустимые по конструкторскому чертежу более чем в два раза.

Подшипниковые заводы имеют измерительные приборы для контроля технологичным способом радиального или осевого зазора в изготовляемых подшипниках, но не имеют измерительных приборов для контроля технологичным способом угла контакта и производят двухрядные радиально-упорные шарикоподшипники без контроля угла контакта, предполагая его обеспеченным при обеспечении заданного осевого зазора. А так как такие подшипники собирают из колец со случайным сочетанием в большей мере недопустимо высоких отклонений от номинальных размеров дорожек качения, то отклонения от номинального угла контакта в таких подшипниках и, следовательно, радиального зазора превышают допустимую величину до удвоенного значения, и долговечность работы таких подшипников в ступичном узле переднеприводного автомобиля не превышает в среднем 30 тыс. км пробега.

Так, например, в наиболее применяемом шарикоподшипнике 256907ЕК12 должны быть:

осевой зазор S=0,07±0,01 мм; угол контакта β=40±5°; номинальный диаметр шариков W=10 мм, минимальный радиус профиля желоба дорожки качения в кольцах в наружном R=5,18 мм, во внутреннем r=5,14 мм.

Если подшипники 256907ЕК12 будут изготавливаться с осевым зазором и углом контакта в пределах, заданных потребителем, то подшипники будут иметь радиальный зазор Р, определяемый формулой

Номинальный радиальный зазор

Максимальный радиальный зазор

Минимальный радиальный зазор

Но по конструкторскому чертежу допускается изготавливать кольца с отклонениями размеров дорожек качения диаметра в наружном ΔD, во внутреннем Δd и положения в наружном ΔН, во внутреннем Δh до ±0,02 мм и подшипники, собранные из таких колец путем измерения в кольцах комплектовочного размера и селективной сборки по этой величине до получения осевого зазора в пределах допуска, будут иметь отклонение от номинального угла контакта, определяемое формулой

и радиальный зазор

от

до

Но так как кольца подшипников изготавливают с отклонениями размеров диаметра и положения дорожек качения до ±0,04 мм, то подшипники, собранные из таких колец, будут иметь:

Отклонение от номинального угла до величины

и будут иметь радиальный зазор

от

до

Наличие названных недостатков в двухрядных радиально-упорных шарикоподшипниках подтверждается тем, что для изготавливаемых в России переднеприводных автомобилей производят ступичные подшипники Вологодский и Саратовский подшипниковые заводы, а на обеспечение замены этих подшипников в эксплуатируемых переднеприводных автомобилях работают шесть подшипниковых заводов - Вологодский, Минский, Курский, два Самарских (ЗПОН и ЗСП) и Вожский.

На Вологодском подшипниковом заводе перед селективной сборкой таких подшипников измеряют в сравнении с номинальной величиной отклонения размеров в кольцах:

- во внутреннем однорядном отклонение диаметра дорожки качения на расстоянии от базового торца, равном номинальному, математическое выражение которого имеет вид

ΔG_в=0,5Δd-Δh·tgβ₀

- в наружном двухрядном отклонение среднего диаметра дорожки качения на расстоянии между дорожками качения равном номинальному, математическое выражение которого имеет вид

ΔG_H=(ΔH·tgβ₀-ΔD)·0,5

где Δd, ΔD - отклонение диаметра дорожки качения в точках номинального угла контакта β₀ во внутреннем, в наружном кольцах;

Δh, ΔН - отклонение расстояния во внутреннем кольце между дорожкой качения и базовым торцом, в наружном - между дорожками качения, в точках номинального угла контакта,

и сортируют кольца по величине и знаку полученного результата измерения на группы.

На Саратовском подшипниковом заводе перед селективной сборкой таких

подшипников измеряют отклонения размеров в кольцах:

- во внутреннем отклонение расстояния между базовым торцом и расположенными в оправке измерительными шариками, на которые базируют дорожкой качения кольцо при измерении, математическое выражение которого имеет вид

- в наружном отклонение расстояния между двумя рядами измерительных шариков, расположенных в оправках и базирующихся при измерении на дорожки качения кольца, математическое выражение которого имеет вид

где r, R - радиус профиля желоба дорожки качения во внутреннем, наружном кольцах;

W_u - диаметр измерительных шариков.

На Вологодском и Саратовском подшипниковых заводах перед селективной сборкой подшипников измеряют в кольцах размер, который является разностью отклонений диаметра и положения дорожек качения и, как следует из приведенных математических выражений, может быть равен нулю при сколько угодно большой величине отклонений диаметра и положения дорожек качения в кольце, что не гарантирует обеспечение заданного допуска угла контакта в собранных подшипниках, а только дает возможность получить в заданном допуске осевой зазор, так как

ΔG_B·cosβ₀=0,5Δd·cosβ₀-Δh·sinβ₀=ΔK_B

ΔG_H·cosβ₀=(ΔH·sinβ₀-ΔD·cosβ₀)·0,5=ΔK_H

и если во втором методе измерения диаметр измерительных шариков будет выбран из условий, что W_u ≤ 1,3r и W_u ≤ 1,3R,

при которых выражениями

можно пренебречь из малости, то получим выражения

ΔZ_B·sinβ₀=Δh·sinβ₀-0,5Δd·cosβ₀=ΔK_B

ΔZ_H·sinβ₀=(ΔD·cosβ₀-ΔH·sinβ₀)·0,5=ΔK_H

В этих обоих случаях математические выражения полученных результатов комплектовочного размера для внутреннего кольца ΔК_В и для наружного кольца ΔК_Н совпадают, результаты сложения которых (ΔК_В+ΔК_Н) с номинальной величиной диаметра шарика W₀ дают величину диаметра шариков, с которыми и с измеренными внутренними и наружными кольцами должен быть собран подшипник с заданным осевым зазором.

В нормативных документах на подшипники качения отсутствуют указания и требования, определяющие связь величины допустимых отклонений размеров диаметра и положения дорожек качения в кольцах двухрядных радиально-упорных шарикоподшипников с заданным допуском угла контакта.

Технической задачей изобретения является определение величины допустимых отклонений и возможных сочетаний превышающих допустимые отклонения от номинальных размеров диаметра дорожек качения и расстояния между дорожками качения в кольцах в зависимости от определяющих динамическую грузоподъемность подшипника размеров конструктивных элементов и параметров: диаметра шариков, радиуса профиля желоба дорожек качения, угла контакта и его допускаемого отклонения от номинальной величины и измерение в собираемом подшипнике отклонения угла контакта от номинального.

Поставленная задача решается тем, что двухрядный радиально-упорный шарикоподшипник содержит наружное и составное внутреннее кольца, в которых отклонения размеров диаметра ΔD и Δd дорожек качения и расстояния ΔH в наружном кольце между дорожками качения и 0,5 Δh во внутреннем кольце между дорожкой качения и базовым торцом, измеренные в точках номинального угла контакта β₀, не превышают величины, определяемой выражениями

ΔD=Δd≤(R+r-W)·tgΔβ·sinβ₀

ΔН=Δh≤(R+r-W)·tgΔβ·cosβ₀,

где Δβ - допустимое отклонение угла контакта;

R, r, W - номинальные радиус профиля желоба в наружном, внутреннем кольцах, диаметр шариков,

и шарики с одинаковым диаметром, в которых отклонение от номинального диаметра ΔW не превышает величины определяемой выражением

ΔW≤(R+r-W)·tgΔβ·sin2β₀,

или подшипник содержит кольца, в которых отклонения выше упомянутых размеров дорожек качения превышают допустимые при условиях, что в кольцах на дорожке качения смещение точки контакта относительно номинального положения в наружном С_н и во внутреннем С_в не превышают величины, определяемой выражениями:

(ΔD·sinβ₀+ΔН·cosβ₀)·0,5=|С_H|≤(R+r-W)·tgΔβ

(Δd·sinβ₀+Δh·cosβ₀)·0,5=|C_B|≤(R+r-W)·tgΔβ

и что совпадают знаки смещений С_H и С_B.

Способ измерения отклонения угла контакта от номинального перед сборкой подшипника заключается в том, что отклонение угла контакта Δβ в каждом ряде шариков определяют из выражений

Способ измерения отклонения угла контакта от номинального в собранном подшипнике путем вычисления угла контакта по результатам измерения осевого и радиального зазора в подшипнике отличается тем, что вычисляют для двухрядного радиально-упорного шарикоподшипника номинальный радиальный зазор Р₀ из выражения

вычисляют номинальную полуразность углов контакта γ_о при осевом и радиальном нагружении шарикоподшипника из выражения

измеряют в шарикоподшипнике осевой зазор S, радиальный зазор Р, угол контакта β при осевом нагружении подшипника определяют из выражения

и сравнивают с номинальным значением.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена расчетная схема предлагаемого шарикоподшипника.

Шарикоподшипник радиально-упорный двухрядный содержит наружное кольцо 1 с двумя дорожками качения, внутреннее составное кольцо, состоящее из двух колец 2 и 3 с одной дорожкой качения в каждом, и два ряда шариков 4, размещенных в сепараторах (не показаны).

На чертеже обозначены:

S - величина осевого зазора;

Р - величина радиального зазора;

β, α - угол контакта шарика с дорожками качения колец при осевом, при радиальном нагружении шарикоподшипника;

W - диаметр шариков;

R, r - радиус профиля желоба наружного, внутреннего колец;

D, d - диаметр дорожки качения в точке контакта шариков с желобом дорожки качения в наружном и во внутреннем кольцах (диаметр линии контакта);

Н, h/2 - расстояние в наружном кольце между линиями контакта, во внутреннем однорядном кольце между линией контакта и базовым торцом;

Δβ - допустимое отклонение угла контакта;

С/2 - расстояние между линией, проходящей через точки A₁, E₁, которые являются центрами кривизны профиля желобов наружного и внутреннего колец, центр шарика и точки T₁ и F₁ контакта шарика с дорожками качения колец при номинальном угле контакта β₀ и точкой, в которой будет находиться центр кривизны профиля желоба при допустимом отклонении угла контакта Δβ.

Так как при осевом нагружении подшипника, при котором (см. чертеж) детали подшипника изображены сплошной линией, будет находится центр кривизны с радиусом R профиля желоба наружного кольца 1 в точке E₁ и центр кривизны с радиусом г профиля желоба внутреннего кольца 2 в точке A₁, а шарик 4 будет контактировать с дорожками качения колец в точках T₁ и Т₂, то из треугольника A₁B₁E₁ получим

где β₀ - номинальный угол контакта.

Угол контакта в подшипнике в зависимости от размеров радиуса профиля желобов, диаметра дорожек качения, расстояний между дорожками качения и осевого зазора

Диаметр шариков в зависимости от размеров дорожек качения в кольцах

Из выражения (3) получим выражение для осевого зазора в зависимости от размеров в деталях подшипника

в котором при β=β₀, получим

Выражение (4) показывает, что заданный осевой зазор в подшипнике может быть получен за счет подбора диаметра шариков.

Диаметр дорожки качения в кольцах в точках номинального угла контакта: в наружном

D=G+W₀·cosβ₀;

во внутреннем составном

d=G-W₀·cosβ₀

где G - номинальный диаметр между центрами шариков в подшипнике.

Расстояние вдоль оси в кольцах между дорожками качения в точках номинального угла контакта:

в наружном

Н=L—W₀·sinβ₀;

во внутреннем составном

h=(L+W₀·sinβ₀)+S

где L - номинальное расстояние между центрами шариков в рядах подшипника.

W₀ - номинальный диаметр шариков.

Затем при радиальном нагружении подшипника центр кривизны профиля желоба наружного кольца, изображенного прерывистой линией, (см. чертеж) с радиусом R, будет находиться в точке ₄ и шарик, изображенный прерывистой линией, будет контактировать с дорожками качения колец в точках Т₄ и Е₄, и из треугольника А₁В₂Е₄ получим выражение для радиального зазора

так как A₁E₄=A₁E₁; В₂Е₄=B₁V=В₁Е₁-0,5·S; А₁В₁=A₁E₁·cosβ

то получим выражение:

Из треугольника E₁VE₄ следует при условии, что A₁E₄=A₁E₁

Р=2Е₄V=2(А₁В₂-А₁В₁)=2А₁Е₁(cosα-cosβ)

S=2Е₁V=2(В₁Е₁-B₁V)=2A₁E₁(sinβ-sinα)

что

и что угол между сторонами E₁E₄ и Е₁V равен значению

и так как перпендикулярны линия E₁N к линии А₁Е₁ и линия Е₁В₁ к линии В₁А₁, то угол между линиями E₁N и E₁V равен β и угол между линиями E₁N и Е₁Е₄ равен величине

β-(β+α)/2=(β-α)/2

Из равностороннего треугольника E₁A₁E₄ следует, что

то

Из изображенной расчетной схемы шарикоподшипника следует, что при допустимом изменении размеров в деталях подшипника определяемый выражением (9) полуразностный угол (β-α)/2 будет изменяться незначительно, т.е. изменением его можно пренебречь, может быть обозначен γ₀ и вычислен из выражения

где S₀, P₀ - номинальный осевой зазор в подшипнике и номинальный радиальный зазор, вычисленный по выражению (6) при β=β₀.

Но так как

то из выражений (8) и (10) получим

Выражение (11) дает возможность вычислить угол контакта в двухрядном радиально-упорном шарикоподшипнике по результатам измерения в шарикоподшипнике осевого и радиального зазоров.

На расчетной схеме шарикоподшипника изображены прямоугольники вокруг точек T₁ и F₁ и точек A₁ и E₁, площади которых являются множеством возможных отклонений размеров ΔD/2, ΔН/2, Δd/2, Δh/2, и пропорциональным изменениям этих размеров и изменениям радиусов R и r возможных изменений координат центров кривизны поверхности желобов наружного и внутреннего колец.

Максимальный угол контакта β_мах в подшипнике будет при отклонениях размеров дорожек качения, соответствующих координатам точки Т₂, которой пропорционально соответствует точка Е₂, и точки F₂, которой пропорционально соответствует точка А₂.

Минимальный угол контакта β_min в подшипнике будет при отклонениях размеров дорожек качения, соответствующих координатам точки Т₃, которой пропорционально соответствует точка Е₃, и точки F₃, которой пропорционально соответствует точка А₃.

Допускаемое отклонение угла контакта Δβ в подшипнике определяет максимальное смещение от номинального положения центров кривизны поверхности желобов с радиусами R и r в направлении перпендикулярно линии, проходящей через точки T₁ и F₁, на расстояние С/2, определяемое выражением

или на основании координат, например точек Т₂ и F₂, характеризуемых величинами 0,5ΔD_мах, 0,5ΔН_мах, 0,5Δd_мах, 0,5Δh_мах

Из этого следует, что выражения

для наружного кольца

для внутреннего кольца

характеризуют величину и знак смещения точки контакта относительно номинального положения на дорожке качения колец в направлении перпендикулярно лучу номинального угла контакта β₀, и что отклонение угла контакта в таком подшипнике при его осевом нагружении может быть определено в каждом ряду шариков из выражений:

Из изображенных на расчетной схеме подшипника прямоугольников вокруг точек A₁ и E₁ следует, что расстояния Е₂А₂ и Е₃А₃ не будут меньше номинальной величины (R+r-W) при условии, что каждое направление расстояний С/2 относительно точки A₁ и расстоянии С/2 относительно точки E₁ будут находиться на одной линии. А так как направления расстояний С/2 перпендикулярны лучу номинального угла контакта, проходящего через точки T₁, A₁, E₁, F₁, то двухрядный радиально-упорный шарикоподшипник будет иметь отклонение угла контакта Δβ не более допустимого, в котором наружное и составное внутреннее кольца имеют отклонения размеров диаметра ΔD и Δd дорожек качения и расстояния ΔН и Δh между дорожками качения, измеренные в точках номинального угла контакта

- не более величины, определяемой выражениями

- или превышают допустимую величину, определяемую выражениями (17) и (18) при условиях, что в кольцах на дорожке качения смещение точки контакта относительно номинального положения в наружном С_H и во внутреннем С_B не превышают величины, определяемой выражениями

и что совпадают знаки смещений С_H и С_B.

Из этих условий следует, что наружное и составное внутреннее кольца такого подшипника могут иметь отклонения размеров диаметра ΔD и Δd дорожки качения и расстояния ΔН и Δh между дорожками качения значительно превышающие допустимые, определяемые выражениями (17) и (18), но только те, которые расположены (см. рисунок) относительно точек T₁ и F₁ вдоль линии, проходящей через точки T₁ и F₂, и на расстоянии не более С_мах от этой линии.

Из выражений (14) и (15) следует, что величина смещения точки контакта на дорожке качения колец относительно номинального положения в направлении перпендикулярно параметрам С_H и С_B, т.е. вдоль линии, проходящей через точки T₁ и F₁, будет определяться выражениями

в наружном

во внутреннем

которые характеризуют величину и знак комплектовочного размера колец, результаты сложения которых с номинальной величиной диаметра шарика дадут величину диаметра шариков, с которыми и с измеренными наружным и внутренними кольцами должен быть собран подшипник, т.е.

Из выражений (23), (22), (21), (18), (17) следует, что предлагаемый шарикоподшипник будет содержать шарики, имеющие максимальное отклонение диаметра ΔW от номинального:

Для селективной сборки таких двухрядных радиально-упорных шарикоподшипников, кольца которых будут иметь отклонения размеров диаметра дорожек качения и расстояния между дорожками качения не более величин, определяемых выражениями (17) и (18), достаточно будет проводить измерение в кольцах только комплектовочного размера ΔК_H и ΔК_B, определяемые выражениями (21) и (22), а если кольца будут иметь отклонения размеров диаметра дорожек качения и расстояния между дорожками качения, превышающие допустимые, определяемые выражениями (17) и (18), необходимо будет перед измерением комплектовочного размера рассортировать внутренние и наружные кольца на две группы по знаку “Плюс” и по знаку “Минус” смещения точки контакта на дорожке качения, определяемого выражениями (14) и (15), и собирать подшипники из колец, которые имеют одинаковый знак смещения точки контакта на дорожке качения.

Способ измерения в шарикоподшипнике отклонения угла контакта от номинального осуществляют тем, что измеряют в кольцах, которые будет содержать шарикоподшипник, отклонения размеров в наружном диаметра ΔD дорожек качения и расстояния ΔН между дорожками качения, во внутреннем отклонения диаметра Δd дорожки качения и расстояния Δh между дорожкой качения и базовым торцом, в сечениях, соответствующих номинальному углу контакта, определяют для колец величины смещений С_H и С_B по выражениям (14) и (15) и определяют отклонение угла контакта Δβ из выражения (16).

Способ измерения в собранном шарикоподшипнике отклонения угла контакта от номинального осуществляются тем, что вычисляют для шарикоподшипника номинальный радиальный зазор ₀ из выражения (6) и номинальную полуразность углов контакта γ₀ при осевом и радиальном нагружении шарикоподшипника из выражения (10), измеряют в шарикоподшипнике осевой S и радиальный Р зазоры, угол контакта β при осевом нагружении шарикоподшипника определяют из выражения (11) и полученный результат сравнивают с номинальным значением. Например, в шарикоподшипнике 256907ЕК12 должны быть:

1. Допустимое смещение центров кривизны поверхности желобов дорожек качения в кольцах относительно номинального положения по выражению (12)

С_max=(5,18+5,14-10)·tg5°=0,032·0,0875=0,028 мм.

2. Допустимое отклонение от номинальных размеров дорожек качения в кольцах в точках номинального угла контакта по выражениям (17) и (18), которые должны быть указаны в конструкторском чертеже:

- диаметра дорожек качения

ΔD=Δd=0,028·sin40°=±0,018 мм.

- расстояния между дорожками качения в наружном кольце

ΔН=0,028·cos40°=±0,022 мм

- расстояния между дорожкой качения и базовым торцом во внутреннем кольце

Δh=0,5·ΔН=±0,011 мм.

3. Допустимое отклонение от номинального диаметра шариков в подшипнике по выражению (24)

ΔW=0,032·tg5°·sin2·40°=±0,027 мм.

4. Полуразностный угол γ₀, γ_max, γ_min по выражению (10)

5. Угол контакта в подшипнике при номинальных осевом и радиальном зазорах в подшипнике по выражению (11)

6. Результаты вычисления величин С_B и С_H, ΔК_B и ΔК_H и диаметра шариков для сборки подшипников из колец с недопустимыми отклонениями размеров дорожек качения по выражениям (14), (15) и (21), (22) и (23) (см. таблицу).

Из которых следует, что первый подшипник должен содержать кольца:

наружное №1 и внутренние №1 и №2, второй подшипник - наружное №2 и внутренние №3 и №4, в которых будет отклонение угла контакта по выражению (16)

и в случае противоположной сборки подшипников

Таким образом предлагаемое изобретение дает возможность каждому шарикоподшипнику иметь угол контакта в заданном допуске и уменьшить в шарикоподшипниках отклонение от номинальной величины радиального зазора.

Формула изобретения

1. Шарикоподшипник радиально-упорный двухрядный, содержащий наружное кольцо с двумя дорожками качения, внутреннее кольцо, состоящее из двух колец с одной дорожкой качения в каждом, и размещенные в сепараторах два ряда шариков, контактирующих с дорожками качения, отличающийся тем, что в наружном и во внутреннем составном кольцах допустимые отклонения от номинальных размеров диаметра в наружном ΔD и во внутреннем Δd дорожки качения и расстояния в наружном ΔН и во внутреннем Δh между дорожками качения в сечениях, соответствующих номинальному углу контакта β₀ в подшипнике, не превышают величины, определяемой выражениями

ΔD=Δd≤(R+r-W)·tgΔβ·sin β₀;

ΔH=Δh≤(R+r-W)·tgΔβ·cos β₀,

где Δβ - допустимое отклонение угла контакта;

R, r, W - номинальные радиусы профиля желоба в наружном, внутреннем кольцах, диаметр шариков,

и в шариках, имеющих одинаковый диаметр, допустимое отклонение от номинального диаметра ΔW не превышает величины, определяемой выражением

ΔW≤(R+r-W)·tgΔβ·sin 2β₀.

2. Шарикоподшипник по п.1, отличающийся тем, что в наружном и во внутреннем составном кольцах отклонения размеров диаметра ΔD и Δd дорожки качения и расстояния ΔН и Δh между дорожками качения в сечениях, соответствующих номинальному углу контакта, превышают допустимые при условиях, что в кольцах на дорожках качения смещение точки контакта относительно номинального положения в наружном С_Н и во внутреннем С_В не превышают величины, определяемой выражениями

(ΔD·sin β₀+ΔH·cos β₀)·0,5=|C_H|≤(R+r - W)·tgΔβ;

(Δd·sin β₀+Δh·cos β₀)·0,5=|C_В|≤(R+r - W)·tgΔβ,

и что совпадают знаки смещений С_Н и С_В.

3. Способ измерения в шарикоподшипнике по пп.1 и 2 отклонения угла контакта от номинального отличается тем, что измеряют в кольцах, которые будет содержать шарикоподшипник, отклонения размеров в наружном диаметра ΔD дорожек качения и расстояния ΔН между дорожками качения, во внутреннем отклонении диаметра Δd дорожки качения и расстояния Δh между дорожкой качения и базовым торцом, в сечениях, соответствующих номинальному углу контакта β₀, определяют для колец параметры смещений С_Н и С_В и определяют отклонение угла контакта Δβ для каждого ряда шариков из выражения

Δβ=

где С_Н=(ΔD·sin β₀+ΔH·cos β₀)·0,5;

С_В=(Δd·sin β₀+2Δh·cos β₀)·0,5.

4. Способ измерения в собранном шарикоподшипнике по пп.1 и 2 отклонения угла контакта от номинального путем вычисления угла контакта по результатам измерения в шарикоподшипнике осевого и радиального зазоров и сравнения полученного результата с номинальным значением, отличающийся тем, что вычисляют для шарикоподшипника номинальный радиальный зазор ₀ из выражения

вычисляют номинальную полуразность углов контакта γ₀ при осевом и радиальном нагружении шарикоподшипника из выражения

измеряют в шарикоподшипнике осевой зазор S, радиальный зазор Р и угол контакта β при осевом нагружении шарикоподшипника определяют из выражения

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 07.05.2008

Извещение опубликовано: 20.06.2010        БИ: 17/2010

---