Подшипниковый узел

ОБЪЕКТ - УСТРОЙСТВО MKH6F16C35/06
ПОДШЖШИКОВЫЙ УЗЕЛ
Полезная модель относится к области машиностроения, в частности, к нодшипниковому узлу качения и предназначено для использования преимущественно в колесах на объектах авиационной техники.
Обычно в колесах авиационной техники используются конические подшипники качения, которые устанавливаются в цилиндрических расточках ступицы колеса, выполненного из алюминиевого сплава. Для исключения проворота наружного кольца подшипника во время перекатывания колеса в процессе взлета и посадки самолета оно запрессовывается в ступицу колеса с нагревом последнего примерно на 100°С и охлаждением наружного кольца подшипника примерно на -50°С. Это средство фиксации наружного кольца подшипника обеспечивает надежную эксплуатацию колеса, которое в процессе взлета и посадки самолета со скоростями 300 км/ч и более воспринимает значительные по величине вибрационные и переменные силовые радиальные и боковые нагрузки, максимальные значения которых превышают их средние величины в три и более раз, и термические нагрузки циклического характера от разогреваемых до 400°С фрикционных дисков, размеш;енных вокруг ступицы колеса.
Однако в силу того, что подшипники работают в условиях нагрузок, указанных выше, ресурс их работы недостаточно высок и меньше ресурса колеса, вследствие чего возникает необходимость проведения регламентных работ по их замене, которые сопровождаются высокими технологическими и часто не эффективными затратами. Это связано с тем.
что выпрессовка наружного кольца подшипника после его горячей запрессовки приводит к нарушению чистоты поверхности и размеров цилиндрической поверхности (расточки) под подшипник.
Известна свободная от указанного недостатка разъемная конструкция подшипника качения, состояш;ая из корпуса, наружного и внутреннего колец с дорожками для тел качения. На посадочной в корпус поверхности наружного кольца подшипника симметрично его дорожке качения выполнена кольцевая цилиндрическая канавка для установки в ней упругого разрезного кольца с выпуклыми торцами с целью удержания наружного кольца подшипника от проворота и обеспечения возможности демпфирования дорожки качения (патент РФ JV22109181, кл. F 16С 35/06, 1992г.).
Такая конструкция подшипникового узла также мало эффективна при работе в авиационных колесах, так как разрезное упругое кольцо недостаточно надежно удерживает наружное кольцо подшипника от проворота в корпусе (ступице колеса) при воздействии больших переменных силовых, вибрационных и термических нагрузок, что приводит к нарушению посадочных мест под подшипник и тем самым сушественно снижается срок службы подшипникового узла при работе в тяжело нагруженных условиях.
Известна также конструкция соединения тонкостенных (кольцевого сечения) стальных деталей стопорным элементом (шпонкой) с поперечным сечением в виде двояковыпуклой линзы (а.с. РФ № 697751, кл. F 16 В 3/00, 1978г.).
Такое средство фиксации в подшипниковом узле также будет мало эффективно при работе в авиационных колесах, так как вогнутая выборка под двояковыпуклый стопорный элемент в наружном кольце подшипника значительно ослабляет сечение этого кольца в месте выборки, а при неглубокой выборке нет возможности обеспечить необходимую площадь силового контакта между наружным кольцом подшипника и стопорным
элементом, что приведет к нарушению работы подшипникового узла и снижению срока службы его при работе в авиационном колесе.
Технический результат, который может быть достигнут от использования предложенного технического решения, заключается в повышении срока службы подшипникового узла за счет обеспечения его более надежной работы в условиях высоких переменных силовых, вибрационных и термических нагрузок, в частности, при его эксплуатации в авиаколесах, что позволяет суш;ественно увеличить число их взлетопосадок.
Указанный результат достигается тем, что средство фиксации от проворота наружного кольца подшипника качения в корпусе (ступице колеса) выполнено, по меньшей мере, в виде одного фигурного стопорного элемента, установленного в гнезде, образованном сопряжением между собой вогнутой выборки в цилиндрической расточке корпуса и выпуклой выборки на посадочной поверхности наружного кольца подшипника, т. е. кривизна (выпуклость) обеих выборок направлена от центра подшипника, при этом поперечное сечение стопорного элемента выполнено в виде лунного серпа (полумесяца) или что то же самое в виде выпукло-вогнутой линзы, образованной пресечением двух дуг, радиусы которых равны радиусам соответствуюш;их ответных контактируюших поверхностей, где радиус вогнутой выборки в расточке корпуса меньше посадочного радиуса под наружное кольцо подшипника, а радиус выпуклой выборки на посадочной поверхности наружного кольца подшипника больше посадочного радиуса наружного кольца подшипника, а образующие стопорного элемента и ответных выборок прямолинейны и параллельны образующей посадочных поверхностей наружного кольца подшипника и корпуса.
На фиг. 1 представлен продольный разрез подшипникового узла.
Cf9//
Подшипниковый узел содержит корпус 1 и установленный в его расточке 2 с радиусом RI подшипник качения, состоящий из внутреннего 3 и наружного 4 колец с дорожками 5 для тел качения 6 (роликов). В корпусе 1 на посадочной поверхности расточки 2 под подшипник выполнена, по меньшей мере, одна вогнутая выборка 7, которая сопряжена с ответной выпуклой выборкой 8, выполненной на посадочной в корпус 1 поверхности наружного кольца 4 подшипника. В гнезде, образованном выборками 7 и 8, установлен фигурный стопорный элемент 9 с поперечным сечением в виде выпукло-вогнутой линзы (лунного серпа), образованной пересечением двух дуг, радиусы которых R2 в корпусе 1 и Кз на наружном кольце 4 подшипника равны соответствуюш;им радиусам выборок 7 и 8.
Благодаря сочетанию вогнутой выборки 7 в корпусе 1, выполненного из легкого сплава, радиус R2 которой меньше посадочного радиуса RI подшипника, и выпуклой выборки 8 на относительно тонком стальном наружном кольце 4 подшипника, радиус RS которой больше посадочного радиуса RI, обеспечивается наилучшим образом возможность подбора радиусов R2 и R. при данном посадочном радиусе RI, позволяюш;ая выбрать необходимые плош;ади контакта между стопорным элементом 9, наружным кольцом 4 подшипника и корпусом 1 и надежно удерживать от проворота наружное кольцо 4 подшипника без концентрации напряжений в местах установки стопорных элементов 9, что обеспечивает более эффективную работу в тяжело нагруженных условиях эксплуатации при одновременном воздействии переменных циклических силовых, вибрационных и термических нагрузок и позволяет существенно повысить эксплуатационную надежность и долговечность подшипникового узла. За счет выполнения образующих стопорного элемента 9 прямолинейными и параллельными образующей посадочных поверхностей наружного кольца 4 подшипника и корпуса 1 обеспечивается простота сборки и разборки подшипникового узла в эксплуатации и упрощается замена его наружного кольца 4 подшипника.