ПОДШИПНИКОВЫЙ УЗЕЛ

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в прецизионных механизмах, например в подшипниковых узлах гиростабилизированных платформ.
Для нормальной работы подшипников в парных установках необходимо, чтобы только один из подшипников (фиксирующий) был закреплен на валу и в корпусе. Остальные подшипники должны быть закреплены или на валу или в корпусе и должны иметь возможность перемещаться в осевом направлении. (П.И. Орлов Основы конструирования справочное пособие, М. 1988 г. т. 2, с. 427).
Известен подшипниковый узел (патент РФ №2087767, F16C 35/077, дата публикации 20.08.1997), содержащий корпус, закрепленный в нем и зафиксированный от проворота стакан, подшипник качения и крышку, контактирующую упорным торцом с торцом наружного кольца подшипника, стакан выполнен с фланцем, цилиндрическая поверхность которого выполнена эксцентрично относительно оси узла, а его торец расположен в контакте с упорным торцом крышки, в корпусе выполнена эксцентричная расточка под цилиндрическую поверхность фланца.
Недостатками известного подшипникового узла являются:
- сложность устройства, обусловленная наличием ступенчатой расточки в корпусе и использованием стакана с фланцем, цилиндрическая поверхность которого выполнена эксцентрично относительно оси узла.
- низкая надежность устройства, связанная с повышенной несоосностью колец подшипников в узле. Несоосность установочных цилиндрических поверхностей двух деталей - корпуса и стакана суммируется. Применение более одной установочной цилиндрической поверхности (стакан устанавливается в корпус, а наружное цилиндрическое кольцо подшипника в стакан) приводит к дополнительному рассогласованию положения осей колец подшипников и снижению ресурса подшипникового узла.
Известен подшипниковый узел (Патент РФ №2272188, МПК F16C 35/077, дата публикации 20.03.2006), взятый в качестве прототипа, содержащий корпус, закрепленную в нем и зафиксированную от проворота втулку с фланцами, подшипник качения и крышки, контактирующие упорным торцом с торцом наружного кольца подшипника, при этом, оба фланца втулки выполнены как наружные L-образного профиля с внутренней резьбой на горизонтальных элементах, контактирующей с наружной резьбой крышки, причем втулка выполнена из двух половин, сваренных между собой встык в плоскости, перпендикулярной ее оси.
Недостатками известного устройства является сложность устройства и низкая надежность за счет использования в конструкции сварной втулки с фланцами для крепления наружных колец подшипника, применение для изготовления втулки операций сварки в среде защитных газов и запрессовки с нагревом и охлаждением деталей. Операция сварки вызывает внутренние напряжения в деталях и их коробление. Что снижает срок эксплуатации известного подшипникового узла.
Задача полезной модели - разработка подшипникового узла, обладающего ремонтопригодностью, удобного в эксплуатации.
Технический результат, получаемый в результате решения поставленной задачи, состоит в упрощении устройства, повышении точности и надежности его работы.
Технический результат достигается тем, что в подшипниковом узле, содержащем корпус с буртом, в котором установлены вал, радиальные подшипники качения, внутренние кольца которых зафиксированы на валу посредством распорной втулки и упорного элемента, средство закрепления наружного кольца фиксирующего подшипника в корпусе, согласно полезной модели, средство закрепления наружного кольца фиксирующего подшипника в корпусе выполнено в виде установки подшипника упором в бурт с одной стороны и фиксации наружного кольца подшипника с другой стороны с помощью фиксирующего кольца с радиальными отверстиями, установленного в корпусе с помощью крепежных соединений, пропущенных через соответствующие радиальные отверстия корпуса и радиальные отверстия фиксирующего кольца, и закрепленных крепежными элементами, установленными в торце корпуса.
Технический результат достигается также тем, что сквозные крепежные соединения выполнены в виде ступенчатых осей, что повышает жесткость, надежность крепежного узла.
Выполнение наибольшего диаметра ступенчатых осей меньше, чем диаметр радиальных отверстий корпуса, упрощает сборку подшипникового узла и повышает удобство эксплуатации устройства.
Выполнение диаметра радиальных отверстий корпуса больше, чем диаметр радиальных отверстий фиксирующего кольца, обеспечивает удобство сборки/разборки подшипникового узла, что повышает ремонтопригодность устройства.
Повышение точности подшипникового узла достигается за счет того, что в заявленном устройстве использована одна установочная цилиндрическая поверхность для обоих наружных колец подшипников, тем самым сокращается рассогласование положения осей подшипников и, следовательно, биение вала.
Сравнение заявленного решения с прототипом и другими техническими решениями в данной области техники показывает, что изложенная совокупность признаков не известна из существующего уровня техники, на основании чего можно сделать вывод о его соответствии критерию полезной модели «новизна».
Соответствие заявленной полезной модели критерию «промышленная применимость» показано на примере конкретного выполнения подшипникового узла.
На фиг. 1 приведен общий вид подшипникового узла. На фиг. 2 - разрез А-А.
Подшипниковый узел содержит корпус 1 с буртом 2, в котором установлен вал 3, радиальные подшипники качения 4 и 5 (фиг. 1). На валу 3 свободно установлена распорная (дистанционная) втулка 6 между внутренними кольцами подшипников 4 и 5. Внутреннее кольцо подшипника 4 закреплено на валу упорным элементом, выполненным в виде кольца 7, с помощью винтов 8. Наружное кольцо фиксирующего подшипника 4 с внешней стороны закреплено в корпусе 1 буртом 2, а с внутренней стороны наружное кольцо подшипника 4 закреплено фиксирующим жестким кольцом 9 с радиальными отверстиями 10 (фиг. 2). В корпусе 1 выполнены радиальные отверстия 11 для закрепления фиксирующего кольца 9 в корпусе 1 с помощью осей (сухариков) 12, размещенных в отверстиях 10 и 11, и закрепленных в них с помощью винтов 13, установленных в торце корпуса 1. В корпусе 1 выполнены технологические отверстия 14 для перемещения фиксирующего кольца 9 при закреплении его в корпусе 1, что повышает удобство сборки узла. Диаметр радиальных отверстий 11 корпуса 1 больше, чем диаметр радиальных отверстий 10 фиксирующего кольца 9, что обеспечивает удобство сборки/разборки подшипникового узла. Оси 12 выполнены ступенчатой формы. Ступенька на осях 12 создает жесткость, упираясь в фиксирующее кольцо 9, что повышает надежность крепежного узла. Наибольший диаметр ступенчатых осей 12 меньше, чем диаметр радиальных отверстий 11 корпуса 1, что упрощает сборку подшипникового узла и повышает удобство эксплуатации устройства.
Сборка и работа подшипникового узла происходит следующим образом.
На вал 3 последовательно устанавливают подшипник 5, втулку 6, фиксирующее кольцо 9 и подшипник 4. Внутренние кольца подшипников 4 и 5 фиксируют упорным кольцом 7 с помощью винтов 8.
Далее вал 3 в сборе с подшипниками 4 и 5 устанавливают в корпус 1 до бурта 2. Фиксирующее кольцо 9 перемещают через технологические отверстия 14 до совмещения радиальных отверстий 10 кольца 9 с радиальными отверстиями 11 корпуса 1. Затем в совмещенные отверстия 10 и 11 устанавливают оси 12 и закрепляют их в корпусе 1 винтами 13, жестко фиксируя наружное кольцо подшипника 4 в корпусе 1.
В случае ремонта подшипникового узла или замены деталей разборку устройства производят, сняв винты 13 и 8, обеспечив быструю доступность к сборочным деталям подшипникового узла.
Таким образом, предложенная конструкция подшипникового узла позволяет повысить ремонтопригодность, сократить продолжительность и трудоемкость сборки и разборки узла, улучшить условия работы подшипников, увеличить срок службы подшипникового узла, что повышает надежность устройства.