ОБОЙМА ПОДШИПНИКА ДЛЯ ПРИВОДА ОСЕВОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ
BEARING CAGE FOR AXIAL MOVEMENT DRIVE

Область техники
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в механическом приводе для перемещения вращающихся деталей под осевой нагрузкой.
Уровень техники
Известна конструкция выжимного подшипника с обоймой и вилкой включения, для выключения сцепления автомобиля, где одна из его обойм нагружена осевыми силами равномерно, а другая в нескольких точках, что вызывает ее неравномерное напряженно-деформированное состояние (см. С.Г. Зислин и др., Атлас конструкций шасси автомобилей ГАЗ, ГОСНТИМаш, 1957, стр.23). Данная конструкция принята за аналог изобретения. Недостатком устройства-аналога является то, что выжимной подшипник передает усилие только в одном направлении.
Известна также конструкция дискового планетарного вариатора, где радиальным подшипником в обойме производится переключение рычажного кулисного механизма с передачей осевого усилия в обеих направлениях, где внешняя обойма подшипника нагружена осевыми усилиями в нескольких точках. (см. патент РФ №2357139 C1, F16H 15/52, 2008 г. «Дисковый планетарный вариатор»).
Недостатком этой конструкции, принятой за прототип, является повышенная осевая упругая деформация внешней обоймы подшипника из-за неравномерного ее нагружения - в нескольких точках. Из-за этого при высоких значениях усилий для переключения снижается надежность и долговечность радиального подшипника.
Задача изобретения
Задачей изобретения является повышение надежности и долговечности радиального подшипника для привода осевого перемещения путем минимизации осевых деформаций внешней обоймы, в которой закреплен подшипник.
Эта задача решается тем, что предложена обойма подшипника для привода осевого премещения в виде втулки, в которую помещен подшипник, закрепленный в этой втулке в осевом направлении в обе стороны, нагруженной в осевом направлении в двух точках, по периферии обоймы, характеризующаяся тем, что обойма выполнена из двух концентричных втулок - внутренней, в которой размещен подшипник, и внешней, соединенных друг с другом четырьмя симметрично расположенными перемычками, причем расстояние по дуге окружности между двумя из максимально удаленных от точек нагружения внешней втулки перемычками, выполнено меньшим, чем между двумя другими перемычками.
Другим отличием предлагаемого устройства является то, что упомянутые перемычки выполнены в форме прямоугольников, вытянутых в осевом направлении втулки.
Еще одним отличием предлагаемого устройства является то, что упомянутые перемычки выполнены заодно с внешней и внутренней втулками обоймы.
Последним отличием предлагаемого устройства является то, что перемычки выполнены приваренными как минимум к одной из втулок.
Эти отличия позволяют решить техническую задачу изобретения.
Краткое описание чертежей
фиг.1 - общий вид всего устройства в аксонометрической проекции.
Фиг.2 - вид на основные элементы устройства спереди.
Фиг.3 - вид на основные элементы устройства сбоку.
Фиг.4 - напряженно-деформированное состояние обоймы.
Раскрытие изобретения
Устройство включает (фиг.1-3) внешнюю втулку 1, соединенную перемычками 2 с внутренней втулкой 3 обоймы радиального подшипника 4 для привода осевого перемещения, которая приводится в осевое движение за две цапфы 5, являющиеся точками нагружения внешней втулки 1, с помощью двух втулок 6, приводимых от привода 7, например шагового электродвигателя. Внутренняя втулка 3 через подшипник 4 соединена с внутренней частью 8 обоймы, которая в свою очередь соединена с приводимым в осевое перемещение зубчатым колесом 9. Таким образом, усилие, подаваемое на цапфы 5, передается через внешнюю втулку 1, перемычки 2, внутреннюю втулку 3, подшипник 4 и внешнюю часть 8 обоймы на зубчатое колесо 9. Перемычки 2 установлены на втулках 1 и 3 с помощью сварки или изготовлены заодно со втулками 1 и 3. Расстояние по дуге окружности между двумя из перемычек 2, максимально удаленных от цапф 5, выполнено меньшим, чем между двумя другими перемычками. Например, на фиг.2 расстояние между двумя перемычками 2 по верхней части втулок 1-3 меньше расстояния между перемычками 2 по боковой части этих же втулок, где расположены цапфы 5. Перемычки 2, в частности, выполнены в форме прямоугольников, вытянутых в осевом направлении втулки, так как их ширина в окружном направлении обычно меньше длины в осевом направлении.
Работа устройства
Работа устройства заключается в том, что осевые силы на цапфах 5 передаются от втулки 1 на перемычки 2 и образуют вместе с осевым усилием на подшипнике 4 сложное напряженно-деформированное состояние внутренней втулки 3 в осевом направлении. Подбором расстояний между перемычками 2 в зависимости от параметров (диаметров, толщины, ширины) втулок 1 и 3 можно добиться весьма малых осевых упругих деформаций втулки 3, влияющих на нагрузки подшипника 4, его надежность и долговечность. На фиг.4, например, представлены результаты расчета методом конечных элементов с использованием ЭВМ, внешней обоймы (с увеличением деформации в 50 раз). Видно, что внутренняя втулка 3, в которую посажен подшипник 4, практически не деформирована в осевом направлении при сильно деформированном состоянии внешней втулки 1.