БЕССЕПАРАТОРНЫЙ РОЛИКОВЫЙ ПОДШИПНИК

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в подшипниках газотурбинных двигателей (ГТД), в частности в конструкциях опор с высокими частотами вращения валов.
Известен бессепараторный подшипник, содержащий наружное кольцо, внутреннее кольцо с боковыми выступами, тела качения, расположенные между кольцами в несколько рядов, при этом каждая орбита содержит тела качения определенного диаметра, а в качестве тел качения могут использоваться ролики (патент РФ №114349, МПК F16C 19/49, опубл. 20.03.2012).
Недостатком такой конструкции является то, что эти подшипники не работоспособны при высоких скоростях вращения, так как из-за возможного возникновения проскальзывания в контактах тел качения, происходит нарушение кинематики качения, и высокие внешние нагрузки не воспринимаются.
Наиболее близкой является конструкция бессепараторного роликового подшипника содержащего наружное кольцо с гладкой рабочей поверхностью, внутреннее кольцо с боковыми выступами, рабочие ролики и сепарирующие элементы, расположенные поочередно в окружном направлении, причем, диаметр сепарирующих элементов меньше диаметра рабочих роликов. (Справочно-методическое пособие. П.И. Орлов. «Основы конструирования» том 2, 1988 г., стр. 470, рис. 821).
Недостатком такой конструкции является то, что в таком подшипнике при больших скоростях вращения возникают большие трения тел качений (роликов и сепарирующих элементов) о рабочие поверхности колец, в результате чего тела качения нагреваются и, расширяясь, могут заклиниваться, в итоге подшипник теряет свою работоспособность.
Техническим результатом, на достижение которого направлена полезная модель, является обеспечение работоспособности подшипника при высоких скоростях вращения.
Технический результат достигается тем, что в бессепараторном роликовом подшипнике, содержащем наружное кольцо с гладкой рабочей поверхностью, внутреннее кольцо с боковыми выступами, рабочие ролики и сепарирующие элементы, расположенные поочередно в окружном направлении, причем, диаметр сепарирующих элементов меньше диаметра рабочих роликов, в отличие от известного, сепарирующие элементы расположены между боковыми выступами внутреннего кольца, при этом диаметр орбиты сепарирующих элементов меньше диаметра орбиты рабочих роликов.
Сепарирующие элементы выполнены в виде роликов.
Рабочие поверхности роликов и сепарирующих элементов снабжены канавками.
Заявляемое решение поясняется чертежами, на которых изображены:
фиг. 1 - общий вид подшипника;
фиг. 2 - сечение А-А фиг. 1.
Бессепараторный роликовый подшипник содержит наружное кольцо 1 с рабочей гладкой поверхностью 2, внутреннее кольцо 3 с боковыми выступами 4, между которыми поочередно в окружном направлении расположены, контактирующие между собой, рабочие ролики 5 и сепарирующие элементы 6, при этом диаметр орбиты сепарирующих элементов 6 меньше диаметра орбиты рабочих роликов 5. Боковые выступы 4 ограничивают осевое перемещение рабочих роликов 5 и сепарирующих элементов 6. Сепарирующие элементы 6 выполнены в виде роликов, диаметр которых меньше диаметра рабочих роликов 5. Величина диаметра сепарирующих элементов 6 назначается с обеспечением минимального сопротивления вращению рабочих роликов 5. Для эффективности охлаждения и обеспечения гидродинамических характеристик на рабочих поверхностях сепарирующих элементов 6 и рабочих роликов 5 могут быть выполнены канавки для более свободной циркуляции смазочно-охлаждающей жидкости через подшипник.
В данной конструкции подшипника сепарирующие элементы 6 контактируют с рабочими роликами 5, при этом центрация сепарирующих элементов 6 осуществляется по рабочим роликам 5.
Подшипник этого типа может работать при высоких скоростях вращения, с вращением как внутреннего, так и наружного кольца, и даже когда разница скоростей вращения внутреннего и наружного колец близка к нулю.
При вращении наружного кольца 1 или внутреннего кольца 2 приводятся во вращение рабочие ролики 5, контактирующие с сепарирующими элементами 6, поэтому последние также начинают вращаться, обеспечивая однонаправленное движение контактирующих поверхностей и расставляя рабочие ролики 5 по окружности.
В процессе работы подшипника, под действием центробежных сил сепарирующие элементы 6 самовыставляются по рабочим роликам 5 и работают как тела качения, при этом между рабочей поверхностью внутреннего кольца 2 и сепарирующими элементами 6 образуется зазор, в результате контакт рабочих роликов 5 и сепарирующих элементов 6 осуществляется качением.
В итоге, вследствие наличия в подшипнике только механизма качения (отсутствуют детали скольжения), в нем снижается трение скольжения, а следовательно и тепловыделения, что приводит к повышению износостойкости и быстроходности деталей подшипника.
Таким образом, данное конструктивное решение обеспечивает работоспособность подшипника при высоких скоростях вращения.