Однорядный сферический роликовый подшипник качения
Владельцы патента RU 2509235:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) (RU)
Изобретение относится к сферическим подшипникам качения и предназначено для поддержания валов и осей в пространстве, обеспечивая им возможность вращения или качания и восприятия действующих на них нагрузок. Однорядный сферический роликовый подшипник качения содержит наружное кольцо (1) с дорожкой качения, внутреннее кольцо (2) с дорожкой качения, конические тела качения (3) и сепаратор для разделения тел качения. Дорожка качения наружного кольца (1) выполнена тороидальной, а дорожка качения внутреннего кольца (2) выполнена сферической. Тела качения (3) имеют вогнутый профиль, сопряженный с дорожками качения колец (1, 2). Центр сферы дорожки качения внутреннего кольца (2) подшипника смещен относительно его центра тяжести вдоль продольной оси в зависимости от сочетания радиальной и осевой составляющих внешней нагрузки, действующей на подшипник. Технический результат: расширение диапазона применения конструкции роликового подшипника качения путем его использования в качестве различных типов подшипников - радиального, радиально-упорного, упорно-радиального или упорного. 2 ил.
Изобретение относится к сферическим подшипникам качения и предназначено для поддержания валов и осей в пространстве, обеспечивая им возможность вращения или качания и восприятия действующих на них нагрузок.
Известен однорядный конический радиально-упорный подшипник качения, содержащий наружное и внутреннее кольца с коническими дорожками качения, конические тела качения в виде роликов, поверхность которых сопряжена с дорожкам качения наружного и внутреннего колец подшипника, и сепаратор для разделения тел качения. Подшипник воспринимает одновременно значительные радиальную и одностороннюю осевую нагрузки (ГОСТ 3359-89. Подшипники качения. Типы и конструктивные исполнения. - М.: Изд-во стандартов, 1989. - С.45, тип 7000).
Недостатком подшипника является ограниченный диапазон применения в условиях восприятия нагрузок длинных и гибких валов, потому что подшипник не допускает существенный перекос наружного и внутреннего колец.
Известен однорядный сферический роликовый подшипник, содержащий наружное кольцо с тороидальной дорожкой качения, внутреннее кольцо со сферической дорожкой качения, конические тела качения с вогнутым профилем, сопряженным с дорожками качения, сепаратор для разделения тел качения. Подшипник воспринимает в основном осевую и незначительную радиальную нагрузки (патент на полезную модель RU 96403, МПК F16С 19/22 (2006.01), F16С 19/34 (2006.01), F16С 23/08 (2006.01), F16С 33/36 (2006.01); Опубл. 27.07.2010 г., Бюл. №21).
Основным недостатком данного подшипника является ограниченная область применения вследствие восприятия в процессе эксплуатации в основном осевой нагрузки и незначительной радиальной, что обусловливливает невысокую грузоподъемность при отсутствии возможности восприятия различных сочетаний радиальной и осевой составляющих нагрузки, действующих на подшипник.
Задачей данного изобретения является расширение диапазона применения конструкции роликового подшипника качения путем его использования в качестве различных типов подшипника - радиального, или радиально-упорного, или упорно-радиального, или упорного, в частности, вследствие повышения грузоподъемности в радиальном направлении.
Поставленная задача решается тем, что в однорядном сферическом роликовом подшипнике качения, содержащем наружное кольцо с тороидальной дорожкой качения, внутреннее кольцо со сферической дорожкой качения, конические тела качения с вогнутым профилем, сопряженным с дорожками качения, сепаратор для разделений тел качения, согласно изобретению центр сферы дорожки качения внутреннего кольца подшипника смещен относительно его центра тяжести вдоль продольной оси в зависимости от сочетания радиальной и осевой составляющих внешней нагрузки, действующей на подшипник.
Данная конструкция позволяет существенно расширить диапазон ее применения за счет задаваемого смещения центра сферы дорожки качения внутреннего кольца подшипника вдоль продольной оси подшипника относительно его центра тяжести и, как следствие, обеспечения возможности восприятия различного сочетания радиальной и осевой составляющих нагрузки, действующей на подшипник в процессе его эксплуатации. Таким образом достигается возможность использования его как различного типа подшипника - радиального, радиально-упорного, упорно-радиального или упорного.
Предложенное изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 представлен поперечный разрез однорядного сферического роликового подшипника качения, воспринимающего как осевую, так и радиальную составляющие нагрузки; на фиг.2 поперечный разрез однорядного сферического роликового подшипника качения, воспринимающего, в основном, радиальную и незначительную осевую составляющее нагрузки. При этом на фиг.1 и фиг.2 представлены различные сочетания осевой радиальной составляющих расчетных внешних нагрузок, действующих на подшипник и определяющих соответствующее положение центра сферы дорожки качения внутреннего кольца подшипника на его продольной оси.
Кроме того, на чертежах дополнительно обозначено следующее:
- Fa - осевая составляющая внешней нагрузки, действующей на подшипник:
- Fr - радиальная составляющая внешней нагрузки, действующей на подшипник;
- F - результирующая внешней нагрузки, действующей на подшипник;
- O - центр сферы дорожки качения внутреннего кольца подшипника;
- Rсф - радиус сферы дорожки качения внутреннего кольце подшипника.
Однорядный сферический роликовый подшипник качения содержит наружное кольцо 1 с дорожкой качения, внутреннее кольцо 2 с дорожкой качения, конические тела качения 3, сепаратор для разделения тел качения (на чертеже не показан). Наружное колыцо 1 установлено в корпусе (на чертеже не показан).
Дорожка качения наружного кольца 1 выполнена тороидальной, дорожка качения внутреннего кольца 2 выполнена сферической. Тела качения 3 имеют вогнутый профиль, сопряженный с дорожками качения колец подшипника.
Центр О сферы дорожки качения внутреннего кольца 2 подшипника смещен относительно его центра тяжести вдоль продольной оси подшипника в зависимости от сочетания радиальной Fr и осевой Fa составляющих внешней F нагрузки, действующей на подшипник.
Однорядный сферический роликовый подшипник качения работает следующим образом. При вращении вала совместно с ним вращается внутреннее кольцо 2 подшипника, увлекая во вращение тела качения 3, контактирующие с наружным кольцом 1, установленным в корпусе. Нагрузка, действующая на вал, передается на корпус. Фиксируя положение вала относительно корпуса, подшипник обеспечивает его свободное вращение, а скольжение тел качения 3 по сферической дорожке внутреннего кольца 2 подшипника исключает защемление тел качения 3 в случае деформации вала под нагрузкой.
Однорядный сферический роликовый подшипник качения, содержащий наружное кольцо с тороидальной дорожкой качения, внутреннее кольцо со сферической дорожкой качения, конические тела качения с вогнутым профилем, сопряженным с дорожками качения, сепаратор для разделения тел качения, отличающийся тем, что центр сферы дорожки качения внутреннего кольца подшипника смещен относительно его центра тяжести вдоль продольной оси в зависимости от сочетания радиальной и осевой составляющих внешней нагрузки, действующей на подшипник.
