ОДНОРЯДНЫЙ РАДИАЛЬНЫЙ РОЛИКОВЫЙ ПОДШИПНИК

Полезная модель относится к подшипникам качения, и может быть использована в опорах валов и осей различных машин.
Известен аналогичный однорядный радиальный роликовый подшипник с короткими цилиндрическими роликами (Черменский О.Н., Федотов Н.Н. Подшипники качения: Справочник-каталог. - М.: Машиностроение, 2003. - 576 с.; ил.). Недостатком этого является неудовлетворительная работоспособность при перекосах колец, возникающая вследствие деформаций деталей подшипникового узла.
Ближайшим аналогом является подшипник с бомбинированными роликами (Лейф Левиншал. Шпиндельные узлы для станков с высокими эксплуатационными характеристиками. - Прецизионные подшипники СКФ, Швеция, - 1992. - 143 с.), в которой образующая поверхности ролика выполнена радиусной или логарифмической кривой. Недостатком этого подшипника является неопределенность размеров бомбины и отсутствие зависимости их от величин перекосов, нагрузки и скорости вращения. При этом завышенное значение величины бомбины приводит к увеличению напряжений в контактах и снижению работоспособности. Кроме того, не учитывается различие в перекосах ролика относительно внутреннего и наружного колец под действием центробежных сил при высоких скоростях вращения.
В основу полезной модели поставлена задача повышения работоспособности подшипника за счет выбора оптимального профиля образующей поверхности ролика и колец.
Технический результат выражается в снижении контактных напряжений на рабочем режиме и повышении долговечности подшипника.
Сущность технического решения характеризуется тем, что однорядный радиальный роликовый подшипник содержит внутреннее кольцо, ролики, сепаратор и наружное кольцо, поверхность беговой дорожки наружного кольца выполнена цилиндрической, а образующие поверхностей ролика и беговой дорожки внутреннего кольца имеют цилиндрический участок в средней части и по два профилированных участка, которые описываются логарифмической кривой вида
ф
T
ф
у=aln(х/(l+l)) - для ролика и
к
Tк
фк
у=aln(х/(l+l)) - для внутреннего кольца,
ф
где a - координата профиля ролика,
к
a - координата профиля внутреннего кольца,
T
Tк
l и l - размеры фасок на торцах ролика и внутреннего кольца соответственно,
ф
фк
l и l - длины бомбины ролика и внутреннего кольца соответственно,
при этом координаты профилей ролика и внутреннего кольца отсчитываются от соответствующего торца ролика, а координаты профилей определяются по формулам:
ф
где Δ - величина бомбины для ролика, и
к
где Δ - величина бомбины для внутреннего кольца.
ф
к
В однорядном радиальном роликовом подшипнике величина бомбины для ролика Δ находится из условия обеспечения заданного уровня напряжений на торце ролика в контакте с наружным кольцом при эксплуатационных значениях угла перекоса колец, скорости вращения и радиальной нагрузки на подшипник, а величина бомбины для внутреннего кольца Δ находится из условия обеспечения заданного уровня напряжений на торце ролика в контакте с внутренним кольцом при эксплуатационных значениях угла перекоса колец, скорости вращения, радиальной нагрузки на подшипник и установленном значении бомбины для ролика.
Сущность технического решения поясняется чертежами, где:
на фиг.1 показана схема профилированного ролика;
на фиг.2 показана схема профилированного внутреннего кольца.
Однорядный радиальный роликовый подшипник содержит внутреннее кольцо, ролики, сепаратор и наружное кольцо. Поверхность беговой дорожки наружного кольца выполнена цилиндрической. Образующие поверхностей ролика и беговой дорожки внутреннего кольца имеют цилиндрический участок в средней части и по два профилированных участка, которые описываются логарифмической кривой вида
ф
T
ф
у=aln(х/(l+l)) - для ролика и
к
Tк
фк
у=aln(х/(l+l)) - для внутреннего кольца,
ф
где а - координата профиля ролика,
к
а - координата профиля внутреннего кольца,
T
Tк
l и l - размеры фасок на торцах ролика и внутреннего кольца соответственно,
ф
фк
l и l - длины бомбины ролика и внутреннего кольца соответственно,
при этом координаты профилей ролика и внутреннего кольца отсчитываются от соответствующего торца ролика, а координаты профилей определяются по формулам:
ф
где Δ - величина бомбины для ролика, и
к
где Δ - величина бомбины для внутреннего кольца.
ф
T
ф
T
ф
ф
ф
T
ф
T
Профили бомбинированных участков описываются логарифмической кривой. Профиль ролика для которого принимается функция: у=аln(х/(l+l)) показан на фиг.1. При этом начало оси координат приводится к торцу ролика. Точка, соответствующая концу бомбины, будет иметь координату х=l+l. Величина бомбины определится по формуле: Δ=аln((l+l)/l)
Отсюда находят параметр логарифмической кривой профиля ролика:
к
Tк
фк
Профиль внутреннего кольца, для которого принимается функция: у=аln(х/(l+l)), приведен на фиг.2.
Tк
фк
При этом начало оси координат приводится к торцу кольца. Точка, соответствующая концу бомбины, будет иметь координату х=l+l. Величина бомбины определится по формуле:
фк
фк
Tк
фк
Tк
Δ=aln((l+l)/l).
Отсюда находят параметр логарифмической кривой профиля внутреннего кольца:
ф
к
При проектировании подшипника величина бомбины Δ для ролика находится из условия обеспечения заданного уровня напряжений на торце ролика в контакте с наружным кольцом при эксплуатационных значениях угла перекоса колец, скорости вращения и радиальной нагрузки на подшипник. Величина бомбины Δ для внутреннего кольца находится из условия обеспечения заданного уровня напряжений на торце ролика в контакте с внутренним кольцом при эксплуатационных значениях угла перекоса колец, скорости вращения, радиальной нагрузки на подшипник и установленном значении бомбины для ролика.
По установленным характеристикам бомбины выполняется проектирование роликов и внутреннего кольца.
Таким образом, предлагаемая конструкция однорядного радиального роликового подшипника обеспечивает снижение максимальных напряжений на торце ролика с кольцами при перекосе колец с учетом условий эксплуатации подшипника и тем самым повышение его долговечности.