Подшипник качения

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к конструкции роликовых подшипников качения, и может быть использована во всех отраслях промышленности.
Известен подшипник качения, содержащий наружное кольцо и внутреннее кольцо с цилиндрическими дорожками качения, тела качения в виде роликов, сепаратор для разделения тел качения (ГОСТ 3359-89 - Подшипники качения. Типы и конструктивные исполнения. - М.: Изд-во стандартов, 1990. Введ. 01.01.1991).
Недостатком известных стандартных подшипников качения является малая частота вращения, низкая нагрузочная способность вследствие относительно малого количества роликов и, как следствие, высоких контактных напряжений между роликами и дорожкой качения внутреннего кольца подшипника, что обусловлено неблагоприятными условиями контакта между роликами и дорожкой качения внутреннего кольца подшипника, представляющего собой внешний контакт цилиндров. Кроме того, недостатком таких подшипников является то, что не устранена возможность контакта торцевых поверхностей ролика и бортов колец подшипника в зонах, где работа сил трения может привести к интенсификации процесса износа трибологической пары "ролик - борт кольца", что приводит к снижению долговечности подшипника.
Наиболее близким является роликовый подшипник качения (патент RU 194002, МПК F16C 19/22, F16C 33/34, F16C 33/46; опубл. 22.11.2019), содержащий наружное и внутреннее кольца с дорожками качения, расположенные между ними тела качения, выполненные в виде установленных соосно в выемках сепараторов цилиндрических роликов. Формы выемок соответствуют торцевым контактным поверхностям роликов, а осевые размеры выемок больше осевых размеров торцевых контактных поверхностей роликов. Выемки в торцевых крышках и торцевые контактные поверхности роликов выполнены полусферической формы.
Недостаток этого подшипника состоит в том, что трение скольжения на торцевых поверхностях роликов сферической формы по выемкам сепараторов обуславливает их повышенный износ и снижение долговечности подшипника.
Задачей предложенного технического решения является разработка конструкции роликового подшипника качения, позволяющей уменьшить износ торцевых поверхностей роликов.
Технический результат - увеличение срока службы и надежности подшипника.
Указанный результат достигается при использовании подшипника качения, содержащего наружное и внутреннее кольца с дорожками качения, расположенные между ними тела качения, выполненные в виде цилиндрических роликов с полусферическими торцевыми контактными поверхностями, установленных соосно в полусферических выемках сепараторов, размеры которых больше осевых размеров торцевых контактных поверхностей роликов, при этом между полусферическими торцевыми контактными поверхностями цилиндрических роликов и полусферическими выемками сепараторов установлены дополнительные тела качения сферической формы, полусферические торцевые контактные поверхности цилиндрических роликов обращены выпуклостями друг к другу и соединены между собой осевым отверстием, содержащим графитовые подпружиненные стержни, установленные с возможностью контакта с дополнительными телами качения.
Предложенная конструкция позволяет существенно увеличить долговечность работы подшипника благодаря увеличению времени до наступления критического износа контактных поверхностей роликов и сепараторов, при сохранении возможности фиксированного дистанционирования тел качения (роликов) друг от друга. Соответствие форм выемок и торцевых контактных поверхностей роликов, разница в их осевых размерах (осевые размеры выемок больше осевых размеров торцевых контактных поверхностей роликов), а также соосное базирование роликов в выемках обеспечивают форму точечного контакта по оси роликов.
Достоинство предлагаемой конструкции роликового подшипника состоит в том, что она позволяет увеличить количество роликов в подшипнике из-за их более близкого расположения по окружности колец подшипника и благодаря суммарному увеличению площади контакта между роликами и дорожками качения повысить нагрузочную способность подшипника.
Достоинство предлагаемой конструкции роликового подшипника состоит в том, что она благодаря тому, что в роликах выполнены сферические выемки, обращенные выпуклостями друг к другу и соединенные между собой осевым отверстием, содержащим графитовые подпружиненные стержни с возможностью смазки через дополнительные тела качения, а также благодаря суммарному увеличению площади контакта между торцевыми контактными поверхностями роликов и координирующих их дополнительных тел качения и выемок сепараторов подшипника обеспечена возможность увеличения времени наступления критического износа торцевых контактных поверхностей роликов и сепараторов, и, кроме того, обеспечивает фиксированное дистанционирование тел качения (роликов) друг от друга и исключает контакт и трение между рабочими цилиндрическими поверхностями роликов.
На фиг. 1 показана схема подшипника качения в разрезе.
На фиг. 2 показана схема контакта шариков, установленных в торцах роликов, с сепараторами.
Подшипник качения (фиг. 1 и 2) содержит наружное кольцо 1 и внутреннее кольцо 2 с расположенными между дорожками на кольцах телами качения 3, которые выполнены в виде установленных в сепараторах цилиндрических роликов 3, а ролики 3 сопряжены с дополнительными телами качения 4 сферической формы, установленными в полусферических выемках 5 сепаратора 6 и сепаратора 7, соосно с торцевыми полусферическими контактными поверхностями 9 роликов 3. Осевые размеры выемок 5 сепараторов 6 и 7 больше осевых размеров торцевых контактных поверхностей 9 роликов 3. Причем формы выемок сепараторов 6 и 7 и торцевые контактные поверхности 9 роликов 3 выполнены полусферической формы.
Торцевые контактные поверхности 9 роликов 3 обращены выпуклостями друг к другу, лежат на одной оси и соединены между собой осевым отверстием 8, содержащим графитовые подпружиненные стержни 10 и 11 с возможностью контакта с дополнительными телами качения 4 (шариками) под воздействием разжимающего усилия пружины 12, обеспечивающего нанесение графитовой смазки на дополнительные тела качения 4 размазыванием по их сферической поверхности.
Конструкция подшипника, показанная на фиг. 1 и 2, обладает возможностями как радиального, так и радиально-упорного подшипника при выполнении его сепараторов увеличенной толщины.
Устройство работает следующим образом.
В процессе работы подшипника шарики 4 в результате контакта с графитовыми стержнями 10, 11 покрываются смазкой, которая благодаря вращению шариков 4 попадает на все контактирующие с ним поверхности и распространяет смазку в процессе всей работы подшипника. Таким образом, рабочие поверхности подшипника обеспечиваются смазкой, что значительно замедляет износ пар трения: выемка в сепараторе - шарик и шарик - сферическая впадина в торце ролика и увеличивает время использования подшипника, то есть его долговечность.
Таким образом, подшипник качения, содержащий наружное и внутреннее кольца с дорожками качения, расположенные между ними тела качения, выполненные в виде цилиндрических роликов с полусферическими торцевыми контактными поверхностями, установленных соосно в полусферических выемках сепараторов, размеры которых больше осевых размеров торцевых контактных поверхностей роликов, в котором между полусферическими торцевыми контактными поверхностями цилиндрических роликов и полусферическими выемками сепараторов установлены дополнительные тела качения сферической формы, полусферические торцевые контактные поверхности цилиндрических роликов обращены выпуклостями друг к другу и соединены между собой осевым отверстием, содержащим графитовые подпружиненные стержни, установленные с возможностью контакта с дополнительными телами качения, обеспечивает увеличение срока службы и надежности подшипника.