Подшипник качения
Владельцы патента RU 2365798:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГОУ ВПО АЧГАА) (RU)
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в узлах с предварительным натягом при высоких скоростях вращения. Подшипник качения содержит наружное и внутреннее с коническими дорожками качения кольца, упорный борт на одном из них, который снабжен средством разгрузки тел качения от рабочей нагрузки в виде местного углубления рабочей поверхности упорного борта, длина которого определяется по формуле, и расположенные между кольцами конические тела качения. Форма средства разгрузки тел качения от рабочей нагрузки выполнена в виде поверхности, сечением которой является кривая, описываемая уравнением
где а - свободный член, a=s; b - коэффициент,
s - максимальная глубина средства разгрузки тел качения от рабочей нагрузки, dmax - наибольший диаметр дорожки качения внутреннего или наружного кольца подшипника. Технический результат: постепенная разгрузка тел качения от рабочей нагрузки и сил трения скольжения, улучшение условий смазки, снижение вибрации и шумности работы подшипника качения. 2 ил.
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в узлах с предварительным натягом при высоких скоростях вращения.
Известен подшипник качения (1), содержащий наружное и внутреннее с коническими дорожками качения кольца, упорный борт на одном из них, который снабжен средством разгрузки тел качения от рабочей нагрузки в виде местного углубления рабочей поверхности, и расположенные между кольцами конические тела качения.
Недостатком такой конструкции подшипника является то, что средство разгрузки тел качения от рабочей нагрузки в виде местного углубления рабочей поверхности упорного борта, выполненное на небольшом участке, не может обеспечить плавную разгрузку и нагрузку тел качения, особенно при высоких скоростях вращения. В результате, при разгрузке тел качения от рабочей нагрузки будут иметь место удары в зоне углубления, что приведет к снижению долговечности подшипника.
Известен подшипник качения (2), принятый за прототип, содержащий наружное и внутреннее с коническими дорожками качения кольца, упорный борт на одном из них, который снабжен средством разгрузки тел качения от рабочей нагрузки в виде местного углубления рабочей поверхности упорного борта, длина которого определяется из выражения
,
где l - длина местного углубления;
dmax - наибольший диаметр дорожки качения внутреннего или наружного кольца подшипника;
z - число тел качения в подшипнике,
и расположенные между кольцами конические тела качения.
Недостатком такой конструкции подшипника качения является то, что средство разгрузки тел качения от рабочей нагрузки в виде местного углубления произвольной формы, выполненное на рабочей поверхности упорного борта, на длине l, не в полной мере может обеспечить постепенную разгрузку и нагрузку тел качения. В результате при работе подшипника качения разгрузка и нагрузка тел качения будет сопровождаться вибрацией и шумом.
Предлагаемым изобретением решается задача постепенной разгрузки тел качения от рабочей нагрузки и снижения вибрации и шумности работы подшипника качения.
Достижение указанного технического результата осуществляется тем, что в подшипнике качения, содержащем наружное и внутреннее с коническими дорожками качения кольца, упорный борт на одном из них, который снабжен средством разгрузки тел качения от рабочей нагрузки в виде местного углубления рабочей поверхности упорного борта, длина которого определяется из выражения
,
где l - длина местного углубления;
dmах - наибольший диаметр дорожки качения внутреннего или наружного кольца подшипника;
z - число тел качения в подшипнике,
и расположенные между кольцами конические тела качения, форма средства разгрузки тел качения от рабочей нагрузки выполнена в виде поверхности, сечением которой является кривая, описываемая уравнением
,
где a - свободный член, a=s;
b - коэффициент, 
;
S - максимальная глубина средства разгрузки тел качения от рабочей нагрузки.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг.1 представлено сечение предлагаемого подшипника качения.
На фиг.2 изображено внутреннее кольцо с конической дорожкой качения и упорным бортом, который снабжен средством разгрузки тел качения от рабочей нагрузки в виде местного углубления рабочей поверхности упорного борта, длина которого определяется из выражения
,
где l - длина местного углубления;
dmax - наибольший диаметр дорожки качения внутреннего или наружного кольца подшипника;
z - число тел качения в подшипнике,
а форма средства разгрузки тел качения от рабочей нагрузки выполнена в виде поверхности, сечением которой является кривая, описываемая уравнением
,
где а - свободный член, a=s;
b - коэффициент, ;
s - максимальная глубина средства разгрузки тел качения от рабочей нагрузки.
Подшипник качения содержит наружное 1 и внутреннее 2 с коническими дорожками качения кольца, упорный борт 3 на внутреннем кольце 2, который снабжен средством разгрузки 4 тел качения 5 от рабочей нагрузки в виде местного углубления рабочей поверхности упорного борта 3, длина которого определяется из выражения
,
где l - длина местного углубления;
dmах - наибольший диаметр дорожки качения внутреннего или наружного кольца подшипника;
z - число тел качения в подшипнике,
и расположенные между кольцами конические тела качения 5. Форма средства разгрузки 4 тел качения 5 от рабочей нагрузки выполнена в виде поверхности, сечением которой является кривая 6, описываемая уравнением
,
где a - свободный член, a=s;
b - коэффициент, ;
s - максимальная глубина средства разгрузки тел качения от рабочей нагрузки.
Уравнение кривой 6 получено из условий, что, во-первых, в местах сопряжения поверхности средства разгрузки 4 с поверхностью упорного борта 3 значения функций, описывающих эти поверхности должны быть равны, а во-вторых, первые производные этих функций в местах сопряжения также должны быть равны.
Значение сводного члена a принимается из условия разгрузки тел качения 5 от рабочей нагрузки в зоне средства разгрузки 4. Следовательно, a=s.
Величина коэффициента b определяется из условия, что сопряжение поверхности средства разгрузки 4 тел качения 5 от рабочей нагрузки с поверхностью упорного борта 3 должно происходить на длине .
Тогда .
Работает предлагаемый подшипник качения следующим образом. При вращении подшипника каждое коническое тело качение 5 постепенно попадает в средство разгрузки 4, форма которого выполнена в виде поверхности, сечением которой является кривая 6, внутреннего кольца 2, и освобождается от рабочей контактной нагрузки и силы трения скольжения между бортом 3 внутреннего кольца 2 и торцом тела качения 5. При этом за счет плавного сопряжения поверхности средства разгрузки 4 и поверхности упорного борта 3 улучшаются условия смазки, снижается вибрация и шум работы подшипника качения.
Источники информации
1. Патент РФ на изобретение №2303718, F16C 19/34, F16C 33/58, бюл. №21, 2007 - аналог.
2. Патент РФ на полезную модель №66452, F16C 19/00, бюл. №25, 2007 - прототип.
Подшипник качения, содержащий наружное и внутреннее с коническими дорожками качения кольца, упорный борт на одном из них, который снабжен средством разгрузки тел качения от рабочей нагрузки в виде местного углубления рабочей поверхности упорного борта, длина которого определяется из выражения
где l - длина местного углубления;
dmax - наибольший диаметр дорожки качения внутреннего или наружного кольца подшипника;
z - число тел качения в подшипнике,
и расположенные между кольцами конические тела качения, отличающийся тем, что форма средства разгрузки тел качения от рабочей нагрузки выполнена в виде поверхности, сечением которой является кривая, описываемая уравнением
где а - свободный член, a=s;
b - коэффициент, 
s - максимальная глубина средства разгрузки тел качения от рабочей нагрузки.
