ПОДШИПНИК КАЧЕНИЯ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относиться к области подшипниковой промышленности, в частности, к конструкциям подшипников качения, работающих при высоких частотах вращения и может быть использована преимущественно в областях машиностроения, двигателестроения, станкостроения.
Известен подшипник качения (полезная модель РФ №8067, МПК F16C 33/38, опубликовано 16.10.1998), содержащий наружное и внутреннее кольца, снабженные желобами и бортиками, тела качения, установленные в гнездах сепаратора, на наружной поверхности которого расположены радиальные каналы.
Недостатком такой конструкции является исполнение сепаратора из двух полусепараторов. При работе, под действием центробежных сил и воздействия температурных деформаций, разомкнутые перемычки окон полусепараторов деформируются, отгибаются и изменяют рабочий зазор в месте контакта сепаратора с бортиками колец, вследствие чего возникают касания, износ и повреждение сепаратора. Кроме этого, недостатком такой конструкции является низкая износостойкость поверхностей желобов и бортиков колец при их контакте с телами качения; повышенные тепловыделения в подшипнике при приемистости и сбросе относительной частоты вращения колец подшипника и снижения нагрузок воздействующих на него. В результате, происходит наиболее интенсивное изнашивание в подшипнике.
Техническим результатом, на достижение которого направлена полезная модель, является повышение надежности и работоспособности подшипника качения, за счет снижение тепловыделений в подшипнике, повышения прочности сепаратора и увеличения износостойкости деталей подшипника.
Технический результат достигается с помощью двух устройств.
Вариант 1.
Подшипник качения, содержащий наружное и внутреннее кольца, тела качения, установленные в гнездах сепаратора, на наружной поверхности которого расположены радиальные каналы.
Новым в полезной модели является то, что сепаратор выполнен цельным, причем, в радиальных каналах и в гнездах сепаратора расположены твердые вставки, выполненные из антифрикционного или керамического материала.
Радиальные каналы имеют ступенчатую или коническую форму. В гнездах сепаратора выполнены выступы.
Наружное и внутреннее кольца выполнены из высокопрочной стали, а тела качения выполнены из нитридной керамики.
Вариант 2.
Подшипник качения, содержащий наружное и внутреннее кольца, снабженные желобами и бортиками, тела качения, установленные в гнездах сепаратора.
Новым в полезной модели является то, что сепаратор выполнен цельным, при этом, на поверхности гнезд и наружную поверхность сепаратора, на желоба и бортики колец нанесено, по меньшей мере, два слоя покрытия, при этом, один из слоев покрытия выполнен из металлокерамического материала, а другой слой покрытия - из алмазоподобного материала.
Наружное и внутреннее кольца выполнены из высокопрочной стали, а тела качения выполнены из нитридной керамики.
На прилагаемых чертежах изображены конструкции заявляемых подшипников качения.
Фиг. 1 - схема общего вида подшипника качения (вариант 1); фиг. 2 - общий вид сепаратора (вариант 1); фиг. 3 - схема общего вида подшипника качения (вариант 2); фиг. 4 - общий вид сепаратора (вариант 2).
Вариант 1. (фиг. 1 и 2).
Подшипник качения содержит наружное 1 и внутреннее 2 кольца, выполненные из высокопрочной стали, между которыми размещены тела качения 3, выполненные из нитридной керамики, удерживаемые сепаратором 4. Наружные 1 и внутренние 2 кольца подшипника могут состоять, например, из одной и более частей. Сепаратор 4 снабжен гнездами 5 для тел качения 3, при этом в гнездах 5 сепаратора 4 дополнительно размещены твердые вставки 6, выполненные из антифрикционного или керамического материала. Для удержания твердых вставок 6, от действия центробежных сил и сил трения, в гнездах 5 сепаратора 4 имеются выступы 7, при этом твердые вставки 6 могут быть выполнены, например, в форме втулок внутри которых расположены тела качения 3. На наружной поверхности 8 сепаратора 4 размещены радиальные каналы 9, в которых расположены твердые вставки 10, выполненные из антифрикционного или керамического материала, при этом радиальные каналы 9 могут иметь ступенчатую или коническую форму.
При вращении, тела качения 3 контактируют с поверхностями твердых вставок 6, которые покрывают поверхности тел качения 3 тонким слоем антифрикционного или керамического материала, переносимым ими на дорожки качения наружного 1 и внутреннего 2 колец подшипника. Также при вращении, в результате действия центробежных сил, наружные поверхности твердых вставок 10 контактируют с поверхностью бортика наружного кольца 1, покрывая тонким слоем антифрикционного или керамического материала зону контакта наружной поверхности 8 сепаратора 4 и бортика наружного кольца 1.
Вариант 2. (фиг. 3 и 4).
Подшипник качения содержит наружное 1 и внутреннее 2 кольца, выполненные из высокопрочной стали, между которыми размещены тела качения 3, выполненные из нитридной керамики, удерживаемые сепаратором 4. Сепаратор 4 снабжен гнездами 5 для тел качения 3, а наружные 1 и внутренние 2 кольца подшипника снабжены соответственно бортиками 6 и 7 и желобами 8 и 9, при этом наружные 1 и внутренние 2 кольца подшипника могут состоять, например, из одной и более частей. На наружную поверхность 10 сепаратора 4, на поверхности гнезд 5, на поверхности бортиков 6 и 7 и желобов 8 и 9 колец 1 и 2 нанесено, по меньшей мере, два слоя покрытия, при этом, один слой покрытия выполнен из металлокерамического материала, а другой слой покрытия выполнен из алмазоподобного материала.
В итоге происходит снижение коэффициента трения трущихся поверхностей сепаратора, колец подшипника и тел качения, что приводит к снижению нагрева и улучшению отвода тепла при работе подшипника. Тела качения подшипника, выполненные из нитридной керамики, обладают высокой твердостью и износостойкостью и низким коэффициентом термического расширения, что снижает вероятность заклинивания подшипника при нагреве в процессе его работы.
Таким образом, предложенные варианты конструкции подшипника качения способствуют повышению износостойкости деталей подшипника, снижению тепловыделений в подшипнике, повышению прочности сепаратора и колец, повышению работоспособности и надежности подшипника.