Сферический роликовый подшипник

(51)16 19/28, 33/58 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Открытое акционерное общество Минский подшипниковый завод(72) Авторы Пенза Валерий Николаевич Вайткус Юлиус Мартинович Кошель Владимир Митрофанович Савастенко Максим Евсеевич Достанко Геннадий Александрович(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Минский подшипниковый завод(57) 1. Сферический роликовый подшипник, содержащий наружное кольцо со сферической дорожкой качения, внутреннее кольцо с тремя тороидальными дорожками качения, три ряда бочкообразных роликов, установленных так, что ось роликов среднего ряда параллельна оси подшипника, а оси роликов крайних рядов наклонены под углом к ней, отличающийся тем, что диаметр средней дорожки качения внутреннего кольца меньше, чем диагональный размер между серединами его крайних дорожек качения, причем 31 - 2 у 2 - 2 у,7382 1 2005.09.30 где 3 - диаметр средней дорожки качения внутреннего кольца 1, 2 - диагональный размер между серединами крайних дорожек качения внутреннего кольца у - упругая деформация в контактах дорожка качения наружного кольца - ролик дорожка качения внутреннего кольца или иначе сближение осей внутреннего и наружного колец от действия внешней нагрузки на подшипник. 2. Подшипник по п. 1, отличающийся тем, что на внутреннем кольце между средней и крайними дорожками качения выполнены цилиндрические пояски. 3. Подшипник по п. 1, отличающийся тем, что содержит два сепаратора на три ряда роликов. Изобретение относится к области машиностроения, в частности к подшипникам качения. Известен сферический роликовый двухрядный подшипник нормальной серии ширин из Каталога 4003 Т, стр. 396, например подшипник 22228 СС/33. Подшипник содержит наружное кольцо со сферической дорожкой качения, внутреннее кольцо с двумя тороидальными дорожками качения, два ряда бочкообразных роликов, установленных в сепараторе 1. Соотношение длины роликак его диаметруу таких подшипников составляет 0,81,0, за счет чего они обладают низким трением и высокой быстроходностью, но не способны воспринимать большую нагрузку. Известен сферический роликовый двухрядный подшипник особоширокой серии ширин из Каталога 4003 Т, стр. 398, например подшипник 24130 СС/33. Подшипник содержит наружное кольцо со сферической дорожкой качения,внутреннее кольцо с двумя тороидальными дорожками качения, два ряда бочкообразных роликов, установленных в сепараторе 1. Соотношение длины роликак его диаметруу таких подшипников составляет 1,41,6, за счет чего они обладают повышенной грузоподъемностью, однако это же влечет за собой увеличение трения и невысокую частоту вращения. Известен сферический роликовый подшипник по СССР 199575. Подшипник содержит наружное и внутреннее кольца с дорожками качения, два ряда бочкообразных роликов, оси которых расположены под углом к оси подшипника. С целью повышения грузоподъемности подшипник имеет третий ряд роликов, оси которых параллельны оси подшипника. Каждый ряд роликов размещен в отдельном сепараторе, а на внутреннем кольце имеются два средних бортика с галтелями, разделяющих среднюю и крайние дорожки качения 2. За счет введения третьего ряда роликов соотношение длины роликак его диаметруу таких подшипников составляет 0,81,0, за счет чего они обладают низким трением и высокой быстроходностью, при этом способны воспринимать большие нагрузки. В данном подшипнике диаметр средней дорожки качения равен диагональному размеру между серединами крайних дорожек качения. Из чего следует, что усредненный радиальный зазородинаков во всех рядах роликов. Это приводит к тому, что из-за технологически неизбежных случайных погрешностей в размерах дорожек качения при работе подшипника дорожки качения нагружаются неравномерно (один или оба крайних ряда остаются ненагруженными), что влечет за собой перегрузку работающих роликов и, следовательно, снижает надежность работы и долговечность подшипника. Кроме того, наличие двух средних бортиков с галтелями на внутреннем кольце усложняет изготовление подшипника, а галтели уменьшают рабочую длину роликов, что приводит к уменьшению грузоподъемности до 25 по сравнению с двухрядным подшипником особоширокой серии ширин. 2 7382 1 2005.09.30 Установка каждого ряда роликов в отдельный сепаратор также усложняет конструкцию подшипника. Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является создание подшипника с большой грузоподъемностью и высокой частотой вращения, в котором исключается перегрузка роликов, и имеющего более простую конструкцию. Указанная задача решается тем, что в сферическом роликовом подшипнике, содержащем наружное кольцо со сферической дорожкой качения, внутреннее кольцо с тремя тороидальными дорожками качения, три ряда бочкообразных роликов, установленных так,что ось роликов среднего ряда параллельна оси подшипника, а оси роликов крайних рядов наклонены под углом к ней, согласно изобретению, диаметрсредней дорожки качения внутреннего кольца меньше, чем диагональный размер между серединами его крайних дорожек качения, а на внутреннем кольце между средней и крайними дорожками качения выполнены цилиндрические пояски. Подшипник содержит два сепаратора на три ряда роликов. На Фигуре изображен поперечный разрез сферического роликового подшипника по изобретению. Сферический роликовый подшипник содержит наружное кольцо 1 со сферической дорожкой качения 2 внутреннее кольцо 3 с тремя тороидальными дорожками качения 4,5, 6 и двумя цилиндрическими поясками 7, разделяющими среднюю 5 и крайние 4, 6 дорожки качения три ряда бочкообразных роликов 8, 9, 10, установленных так, что ось О 3 О 3 роликов 9 среднего ряда параллельна оси подшипника О-О, а оси О 1-1 и 2-2 роликов 8, 10 крайних рядов соответственно наклонены к ней под угломдва сепаратора 11 и 12, причем сепаратор 11 удерживает ролик 8 и половину длины ролика 9, а сепаратор 12 ролик 10 и половину длины ролика 9. Поскольку подшипник содержит три ряда роликов, то соотношение длины роликак его диаметрусоставляет оптимальную величину 0,81,0. Зависимость между диаметром 3 средней дорожки качения 5 внутреннего кольца 3 и диагональными размерами 1 и 2 между серединами его крайних дорожек качения 4 и 6,соответственно, определяется соотношением 31 - 2 у 2 - 2 ,(1) где- упругая деформация в контактах дорожка качения 2 наружного кольца 1 - ролик(8, 9, 10) - дорожка качения (4, 5, 6) внутреннего кольца 3, или иначе сближение осей внутреннего 3 и наружного 1 колец от действия внешней нагрузкина подшипник. Для наиболее эффективного использования подшипника нагрузкапринимается из условия 0,020,05 ,(2) где С - динамическая расчетная грузоподъемность подшипника. На основании теории упругостиопределяется по формуле 6,2310 43 / 4(3)3 / 41 / 2 где- полное количество роликов в подшипнике- эффективная длина ролика- угол наклона осей роликов крайних рядов- нагрузка на подшипник может колебаться в пределах 00,2 С. Так как диаметр 3 средней дорожки качения 5 внутреннего кольца 3 меньше, чем диагональные размеры 1 и 2 между серединами его крайних дорожек качения 4 и 6, соответственно, то, исходя из формулы (1), зависимость между усредненными радиальными зазорамисреднего ряда роликов 9 и кр крайних рядов роликов 8 и 10 имеет вид кр 0,02,(4) 7382 1 2005.09.30 где 0,02 С - суммарная упругая деформация в контактах максимально нагруженных роликов с наружным и внутренним кольцом при нагрузке 0,02. Таким образом, усредненный радиальный зазорв среднем ряду роликов 9 больше зазоров кр в крайних рядах роликов 8 и 10. Подшипник работает следующим образом первоначальное ненагруженное состояние характеризуется тем, что под действием собственного веса наружного кольца 1, сепараторов 11 и 12, роликов 4, 5, 6 происходит замыкание двух размерных цепей корпус (не изображен) - дорожка качения 2 наружного кольца 1 - ролик 8 - дорожка качения 4 внутреннего кольца 3 - вал механизма (не изображен) и корпус (не изображен) - дорожка качения 2 наружного кольца 1 - ролик 10 - дорожка качения 6 внутреннего кольца 3 - вал механизма(не изображен). При этом усилие, приложенное от вала на корпус, распределяется между крайними дорожками качения 4, 6 внутреннего кольца 3 и соответственно крайними рядами роликов 8, 10. Средний ряд роликов 9, вследствие увеличенного зазора, не контактирует с дорожками качения 2, 5 наружного 1 и внутреннего 3 колец соответственно и нагрузку не передает. При приложении небольших нагрузок (0,02 - 0,05 динамической грузоподъемности С) подшипник благодаря соотношению /, равному 0,81,0, работает как двухрядный подшипник нормальной серии ширин, имеет низкое трение и высокую частоту вращения. При приложении больших нагрузок (0,05-0,2 динамической грузоподъемности С), вследствие упругих деформаций контактов наружное кольцо 1 - ролик 9 - внутреннее кольцо 3,выбирается дополнительный зазор, и подшипник начинает работать как двухрядный подшипник особоширокой серии ширин, то есть его грузоподъемность возрастает, при этом перегрузка роликов исключается. Отсутствие средних бортиков на внутреннем кольце 3, а также установка двух сепараторов 11, 12 на три ряда роликов 8, 9, 10 упрощает изготовление подшипника. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.