РОЛИКОВЫЙ ПОДШИПНИК
ROLLER BEARING

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в авиационном двигателестроении, в котором применяются высокоскоростные и высоконагруженные роликовые подшипники.
Известен роликовый подшипник, состоящий из наружной и внутренней обоймы, сепаратора, выполненного в виде двух отдельных колец с пазами и отверстиями, в которые с зазором устанавливаются ролики с кольцевыми канавками (патент RU №2313703 от 27.12.07 г.).
Известно, что в нагруженной зоне роликового подшипника вращение ролика вокруг своей оси ускоряется, а при входе в ненагруженную зону происходит замедление вращения тела качения. Следовательно, в процессе работы роликового подшипника имеет место несинхронное вращение сепаратора с вращением роликов вокруг оси подшипника, которое приводит к возникновению ударных нагрузок между поверхностями кольцевых канавок роликов и отверстиями колец сепаратора. При ускорении вращения ролика, он ударяет о поверхность отверстий колец сепаратора, а при замедлении вращения ролика поверхность отверстий колец сепаратора ударяет ролик, ускоряя его вращение вокруг оси подшипника. Величина ударной нагрузки зависит от массы тел качения, нагрузки и частоты вращения роликового подшипника. Техническое состояние сепаратора с роликового подшипника, отработавшего ресурс на авиационном двигателе, подтверждает наличие указанных ударных нагрузок.
В момент удара кольцевой канавки о поверхность отверстия сепаратора происходит выдавливание смазки из зоны их контакта, что сопровождается увеличением трения между ними, проскальзыванием ролика относительно обойм подшипника, способствующего усталостному разрушению материалов контактирующих поверхностей и снижению долговечности данных типов роликовых подшипников.
Недостатком известного роликового подшипника является отсутствие свободного хода ролика при его ускорении и торможении, которое сопровождается значительными ударными нагрузками, увеличением сил трения и проскальзыванием роликов относительно обойм подшипника.
Задачей настоящего изобретения является устранение недостатка известного роликового подшипника путем выполнения под кольцевые канавки роликов отверстий в кольцах сепаратора в виде удлиненного паза, средняя линия которого проходит по радиусу расположения центров вращения роликов относительно оси подшипника, обеспечивающим безударные перемещения ролика в момент его ускорения и в момент его торможения.
Предложенный роликовый подшипник представлен на чертеже. Он состоит из наружной обоймы 2, двух колец сепаратора 1 и 3 с отверстиями 6 в виде удлиненного паза, ролика 4 с кольцевыми канавками 8 и внутренней обоймы 5. Сепаратор выполнен в виде двух отдельных плоских колец 1 и 3 с пазами 7 и отверстиями 6, изготовленными в виде удлиненного паза, в которые устанавливаются ролики 4 с кольцевыми канавками 8, соединяющие плоские кольца сепаратора 1 и 3 друг с другом.
В процессе работы подшипника ролики 4 будут приводить во вращательное движение сепаратор, состоящий из плоских колец 1 и 3. Контактирование имеющих свободный ход роликов 4 с отверстиями 6, в виде удлиненного паза, колец 1 и 3 сепаратора будет осуществляться со значительно меньшими ударными нагрузками по сравнению с роликовым подшипником, у которого ролики не имеют свободного хода. Величина удлинений отверстий 6 зависит от массы роликов, нагрузки на подшипник, частоты его вращения и определяется опытным путем. Максимальная величина удлинения паза 6 ограничивается значением, которое исключает касания рабочих поверхностей роликов между собой в течение выработки всего ресурса роликового подшипника.
Таким образом, предложенный роликовый подшипник позволит снизить ударные нагрузки и силы трения между поверхностями кольцевых канавок роликов 4 и удлиненными пазами колец сепаратора 6, что обеспечит повышение долговечности роликовых подшипников в целом.
Использование предложенного устройства позволит повысить ресурс роликовых подшипников, снизить досрочный съем с эксплуатации и внеплановый капитальный ремонт дорогостоящих газотурбинных двигателей, на которые устанавливаются данные роликовые подшипники, что обеспечит экономию финансовых и материальных средств.