БЕССЕПАРАТОРНЫЙ РОЛИКОВЫЙ ПОДШИПНИК (ДВА ВАРИАНТА)

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к железнодорожным транспортным средствам, и может быть использована в буксах пассажирских и грузовых вагонов.
Известен роликоподшипник с сепарирующими телами качения, описанный в Межвузовском сборнике под ред. Ковалева Е.А., Новикова В.Ф. «Повышение надежности и долговечности подшипников качения и тяговых зубчатых передач подвижного состава», Ростов-на-Дону, 1988 г. стр.5-7.
Известный роликоподшипник с сепарирующими телами качения, содержит наружное кольцо, внутреннее кольцо, основные тела качения и расположенные между ними двояковогнутые удерживающие элементы, в которых размещаются сепарирующие тела качения, наружное кольцо выполнено с буртами, которые ограничивают осевое перемещение основных тел качения и удерживающих элементов.
Недостатками данного роликоподшипника с сепарирующими телами качения является то, что, вращение сепарирующего тела вращения во много раз больше вращения основного тела качения, что приводит к его быстрому изнашиванию и изнашиванию двояковогнутого удерживающего элемента в его самом узком месте, что приводит к заклиниванию подшипника и в свою очередь уменьшает долговечность данного устройства, представляет угрозу для безопасного движения поездов.
Кроме того, технологический процесс изготовления двояковогнутого удерживающего элемента из-за его сложности потребует дорогостоящее, специальное металлорежущее оборудование, технологическую и контрольную оснастку, что приводит к удорожанию данного роликоподшипника с сепарирующими телами качения.
Известен быстроходный бессепараторный роликовый подшипник, описанный в справочнике под ред. Орлова П.И. «Основы конструирования» т.2, 19 г. стр.470.
Известный быстроходный бессепараторный роликовый подшипник содержит наружное кольцо, внутреннее кольцо, две чашечные шайбы, жестко связанные с внутренним кольцом, основные тела качения - ролики и, расположенные между ними с фиксацией в осевом направлении упором в торцы роликов, сепарирующие двухступенчатые штифты.
Недостатками данного быстроходного бессепараторного роликового подшипника является то, что, первоначально сепарирующие двухступенчатые штифты
приводятся во вращение роликами, которые зафиксированы торцами в осевом направлении со штифтами, вращение сепарирующих двухступенчатых штифтов во много раз больше вращения роликов, затем центробежные силы прижимают штифты к беговой дорожке чашечных шайб, которые очень быстро изнашиваются, что приводит к засорению смазки и нагреву подшипника и в свою очередь уменьшает его долговечность, представляет угрозу для безопасного движения поездов.
Кроме того, технологический процесс изготовления сложной конфигурации внутреннего кольца с введением дополнительных посадочных поверхностей под запрессовку для чашечных шайб, самих чашечных шайб, ступенчатых штифтов, из-за его сложности потребует дорогостоящее, специальное металлорежущее оборудование, технологическую и контрольную оснастку, что приводит к удорожанию бессепараторного роликового подшипника.
Наиболее близким, по технической сущности, к заявляемому бессепараторному роликовому подшипнику, выбранному в качестве прототипа, является бессепараторный роликовый подшипник, описанный в полезной модели России №30889, опубликованный в патентном бюллетене от 10.07.2003 г. содержащий наружное кольцо, внутреннее кольцо, основные тела качения - ролики и, расположенные между ними, сепарирующие штифты, диаметр которых меньше диаметра основных тел качения - роликов, установленные с контактом с основными телами качения - роликами и беговой дорожкой наружного кольца. Наружное кольцо выполнено с буртиками, ограничивающими осевое перемещение основных тел качения - роликов и сепарирующих штифтов. Форма сепарирующих штифтов может быть выполнена в виде роликов или втулок либо двухступенчатая или ступенчато-вогнутая. В качестве материала выполнения сепарирующих штифтов может быть выбрана сталь или латунь или бронза либо текстолит или графит.
Недостатками данного бессепараторного роликового подшипника является то, что вращение сепарирующих штифтов во много раз больше вращения основных тел качения - роликов, что приводит к их быстрому изнашиванию и досрочной их замене, то есть уменьшает надежность подшипников и их долговечность и приводит к увеличению расхода материальных средств.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является устранение указанных недостатков, в частности увеличение надежности и долговечности данного бессепараторного роликового подшипника.
Технический результат достигается тем, что в бессепараторном роликовом подшипнике (по первому варианту) содержащем наружное кольцо, внутреннее кольцо,
основные тела качения - ролики и, расположенные между ними, сепарирующие элементы, установленные с контактом с основными телами качения - роликами и беговой дорожкой наружного кольца, наружное кольцо выполнено с буртиками, ограничивающими осевое перемещение основных тел качения - роликов и сепарирующих элементов, согласно полезной модели, сепарирующие элементы установлены с контактом с беговой дорожкой внутреннего кольца и выполнены в виде прямоугольных пластин с плоскими сторонами для контакта с основными телами качения - роликами, с радиусными закруглениями в профиле сверху и снизу для контакта с беговыми дорожками внутреннего и наружного колец, при этом толщина прямоугольных пластин меньше диаметра основных тел качения - роликов, высота равна или меньше диаметра основных тел качения - роликов.
Причем в качестве материала выполнения сепарирующих элементов может быть выбрана сталь или латунь или бронза либо текстолит или графит или термопластик или эбонит или фторопласт.
Поставленная цель достигается тем, что в бессепараторном роликовом подшипнике (по второму варианту) содержащем наружное кольцо, внутреннее кольцо, основные тела качения - ролики и, расположенные между ними, сепарирующие элементы, установленные с контактом с основными телами качения - роликами и беговой дорожкой наружного кольца, наружное кольцо выполнено с буртиками, ограничивающими осевое перемещение основных тел качения - роликов и сепарирующих элементов, согласно полезной модели, сепарирующие элементы выполнены в виде Т-образных пластин с плоскими вертикальными сторонами для контакта с основными телами качения - роликами, с поперечной перегородкой с верхним ограничением с радиусными закруглениями в профиле для контакта с беговой дорожкой наружного кольца, при этом толщина Т-образных пластин меньше диаметра основных тел качения - роликов, высота меньше диаметра основных тел качения - роликов, но больше его радиуса.
При этом поперечная перегородка может быть выполнена круглой или треугольной, с вершиной треугольника книзу.
В свою очередь поперечная перегородка с верхним ограничением треугольная может быть пустотелой сверху.
Кроме того, в качестве материала выполнения сепарирующих элементов может быть выбрана сталь или латунь или бронза либо текстолит или графит или термопластик или эбонит или фторопласт.
Для первого варианта, за счет того что сепарирующие элементы установлены с контактом с беговой дорожкой внутреннего кольца и выполнены в виде прямоугольных пластин с плоскими сторонами для контакта с основными телами качения - роликами, с радиусными закруглениями в профиле сверху и снизу для контакта с беговыми дорожками внутреннего и наружного колец, при этом толщина прямоугольных пластин меньше диаметра основных тел качения - роликов, высота равна или меньше диаметра основных тел качения - роликов, причем в качестве материала выполнения сепарирующих элементов может быть выбрана сталь или латунь или бронза либо текстолит или графит или термопластик или эбонит или фторопласт, уменьшается разрушающее влияния на основные тела качения - ролики и исключается их защемление даже при механическом износе сепарирующих элементов и при кратковременном отсутствие смазки, кроме того увеличивается количество тел качения, благодаря установлению сепарирующих элементов с контактом с основными телами качения - роликами, повышается динамическая грузоподъемность, то есть увеличивается надежность и долговечность данного бессепараторного роликового подшипника, и не представляется угроза для безопасного движения поездов.
Для второго варианта, за счет того что сепарирующие элементы выполнены в виде Т-образных пластин с плоскими вертикальными сторонами для контакта с основными телами качения - роликами, с поперечной перегородкой с верхним ограничением с радиусными закруглениями в профиле для контакта с беговой дорожкой наружного кольца, при этом толщина Т-образных пластин меньше диаметра основных тел качения - роликов, высота меньше диаметра основных тел качения - роликов, но больше его радиуса, уменьшается разрушающее влияния на основные тела качения - ролики и исключается их защемление даже при механическом износе сепарирующих элементов и при кратковременном отсутствие смазки, кроме того увеличивается количество тел качения, благодаря установлению сепарирующих элементов с контактом с основными телами качения - роликами, повышается динамическая грузоподъемность, то есть увеличивается надежность и долговечность данного бессепараторного роликового подшипника, и не представляется угроза для безопасного движения поездов.
Заявляемый бессепараторный роликовый подшипник, обладает новизной, отличаясь от прототипа перечисленными выше признаками, и обеспечивает достижение усматриваемого заявителем результата.
Заявляемый бессепараторный роликовый подшипник может найти широкое применение в транспортном машиностроении, поэтому соответствует критерию «промышленная применимость».
Сущность предлагаемого бессепараторного роликового подшипника поясняется чертежами, где представлены:
на фиг.1 - общий вид предлагаемого бессепараторного роликового подшипника с сепарирующими элементами (вариант 1);
на фиг.2 - то же, разрез А-А;
на фиг.3 - общий вид предлагаемого бессепараторного роликового подшипника с сепарирующими элементами (вариант 2);
на фиг.4 - то же, разрез Б-Б.
Бессепараторный роликовый подшипник (по первому варианту) содержит наружное кольцо 1, внутреннее кольцо 2, основные тела качения - ролики 3, расположенные между роликами 3, сепарирующие элементы 4. Сепарирующие элементы 4 установлены с контактом с роликами 3 и беговой дорожкой наружного кольца 1, наружное кольцо 1 выполнено с буртиками 5, 6, ограничивающими осевое перемещение роликов 3 и сепарирующих элементов 4.
Сепарирующие элементы 4 выполнены в виде сплошных прямоугольных пластин, толщина которых меньше диаметра роликов 3, с плоскими сторонами 7 для контакта с основными телами качения - роликами 3, с радиусными закруглениями R в профиле сверху и снизу для контакта с беговыми дорожками внутреннего кольца 2 и наружного кольца 1. Высота сепарирующих элементов 4 равна или меньше диаметра основных тел качения - роликов 3.
Для уменьшения трения между основными телами качения - роликами 3 и сепарирующими элементами 4 форма и материал последних могут быть разнообразными.
В качестве материала выполнения сепарирующих элементов-пластин 4 может быть выбрана сталь или латунь или бронза либо текстолит или графит или термопластик или эбонит или фторопласт, то есть любой материал с низким коэффициентом линейного расширения и высокой износоустойчивости, (фиг.1, 2)
Бессепараторный роликовый подшипник (по второму варианту) содержит наружное кольцо 1, внутреннее кольцо 2, основные тела качения - ролики 3, расположенные между роликами 3, сепарирующие элементы 4. Сепарирующие элементами 4 установлены с контактом с роликами 3 и беговой дорожкой наружного
кольца 1, наружное кольцо 1 выполнено с буртиками 5, 6, ограничивающими осевое перемещение роликов 3 и сепарирующих элементов 4.
Сепарирующие элементы 4 выполнены в виде Т-образных пластин с плоскими вертикальными сторонами 8, толщина которых меньше диаметра роликов 3, для контакта с основными телами качения - роликами 3, с поперечной перегородкой 9 с верхним ограничением с радиусными закруглениями R в профиле для контакта с беговой дорожкой наружного кольца 1. Высота сепарирующих элементов 4 меньше диаметра основных тел качения - роликов 3, но больше его радиуса.
Для уменьшения трения между основными телами качения - роликами 3 и сепарирующими элементами 4 форма и материал последних могут быть разнообразными.
При этом перегородка 9 с верхним ограничением с радиусными закруглениями R в профиле может быть выполнена круглой или треугольной с вершиной треугольника книзу.
В свою очередь перегородка с верхним ограничением треугольная может быть пустотелой сверху.
В качестве материала выполнения сепарирующих элементов 4 может быть выбрана сталь или латунь или бронза либо текстолит или графит или термопластик или эбонит или фторопласт, то есть любой материал с низким коэффициентом линейного расширения и высокой износоустойчивости. (фиг.3, 4)
Бессепараторный роликовый подшипник (по любому из вариантов) работает следующим образом. Внутреннее кольцо 2, вращаясь, приводит во вращение основные тела качения - ролики 3, которые, установлены с контактом с сепарирующими элементами 4, поэтому последние также начинают вращаться. Поскольку сепарирующие элементы 4 установлены также с контактом с беговой дорожкой наружного кольца 1, то количество основных тел качения увеличивается на количество сепарирующих элементов 4. При этом каждый сепарирующий элемент 4 получая давление от ролика 3 с одной стороны к низу, а с другой стороны к верху, находится в нейтральном положении и не получает никаких других нагрузок, служит разделительной перегородкой между основными телами качения 3, подвергаясь наименьшему износу. Размеры сепарирующих элементов 4 выполнены так, что обеспечивают гарантированные зазоры между основными телами качения - роликами 3, буртиками 5, 6 наружного кольца 1 и беговыми дорожками внутреннего 2 и наружного колец 1, что не оказывает своего разрушающего влияния на основные тела
качения - ролики 3 и исключает их защемление даже при механическом износе сепарирующих элементов 4 и при кратковременном отсутствие смазки.
Заявляемый бессепараторный роликовый подшипник, по сравнению с прототипом, более надежен и долговечен, не представляет угрозы для безопасного движения поездов. Уменьшается разрушающее влияния на основные тела качения - ролики и исключается их защемление даже при механическом износе сепарирующих элементов и при кратковременном отсутствие смазки, кроме того увеличивается количество тел качения, благодаря установлению сепарирующих элементов с контактом с основными телами качения - роликами, повышается динамическая грузоподъемность, для первого варианта за счет того что сепарирующие элементы установлены с контактом с беговой дорожкой внутреннего кольца и выполнены в виде прямоугольных пластин с плоскими сторонами для контакта с основными телами качения - роликами, с радиусными закруглениями в профиле сверху и снизу для контакта с беговыми дорожками внутреннего и наружного колец, при этом толщина прямоугольных пластин меньше диаметра основных тел качения - роликов, высота равна или меньше диаметра основных тел качения - роликов, причем в качестве материала выполнения сепарирующих элементов может быть выбрана сталь или латунь или бронза либо текстолит или графит или термопластик или эбонит или фторопласт, для второго варианта, за счет того что сепарирующие элементы выполнены в виде Т-образных пластин с плоскими вертикальными сторонами для контакта с основными телами качения - роликами, с поперечной перегородкой с верхним ограничением с радиусными закруглениями в профиле для контакта с беговой дорожкой наружного кольца, при этом толщина Т-образных пластин меньше диаметра основных тел качения - роликов, высота меньше диаметра основных тел качения - роликов, но больше его радиуса.