SU800449A1 - Способ снижени контактных напр женийВ пОдшипНиКАХ КАчЕНи и уСТРОйСТВОдл ЕгО ОСущЕСТВлЕНи - Google Patents

Description

Изобретение относится к машиностро-. ению, а именно к подшипникам качения .

Известен способ снижения контактных напряжений в подшипниках качения путем демпфирования дорожки качения одного из его колец, имеющего кольцевую канавку в месте сопряжения с другой деталью 0-1Недостаток известного способа заключается в том, что упругая характеристика кольца подшипника, в поперечном сечении изгибающегося под нагрузкой как двухпорнай балка, близка к линейной и при прохождении резонансных режимов или росте значений дисбаланса в процессе эксплуатации, сопровождающихся действием значительных нагрузок, могут возникать значительные прогибы кольца с соответствующим возрастанием амплитуды колебаний вала. Возрастание амплитуды колебаний вала связано с такими отрицательными явлениями, как появление в подшипниках перекосов наружных в внутренних колец относительно друг друга, вызывающих износ и разрушение сепаратора и дальнейшую разбалансировку ротора с соответствующим ростом нагрузки на подшипник сверх допустимой. Значительное увеличение прогиба дорожки качения кольца подшипника связано с соответствующим уменьшением радиуса ее кривизны, что поиводит к дсчолнитель · ному сопротивлению качению и, естественно, к ускоренному износу дорожек и тел качения, т.е. снижает эксплуатационную надежность и уменьшает срок службы подшипника.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности подшипника.

Указанная цель достигается тем, что в способе снижения контактных напряжений в подшипниках качения путем демпфирования дорожки качения одного из его холёц, имеющего кольцевую канавку в месте сопряжения с другой деталью, демпфирование производят с нарастанием сопротивления прогибу по параболическому закону до достижения контакта но образующей поверхности детали и- кольца.

При применении полых тел качения демпфирование производят при одновременном прогибе дорожки и тел качения.

В устройстве для осуществления предлагаемого способа, содержащем внутреннее и наружное кольца, одно из которых имеет в месте сопряжения с другой деталью кольцевую канавку, и тела качения - бомбпнные ролики, с целью повышения его стойкости, профиль поперечного сечения кольцевой канавки имеет форму сегмента, радиус которого равен радиусу бомбины ролика, а хорда равна длине ролика.

Кроме того, при применении полых тел качения радиус бомбины ролика составляет 15-20 его диаметров в плоскости поперечного сечения.

На фиг. 1 схематически изображен подшипник качения с сегментной канавкой в кольце, в котором осуществляется' предлагаемый способ снижения контактных напряжений; на фиг. 2 - тоже, с сегментной канавкой в сопряженной детали; нафиг. 3 кривая параболического демпфирования.

Подшипник качения содержит наружное 1 и внутреннее 2 кольца, одно из которых сопряжено с другой деталью 3 (4) и имеет кольцевую канавку 5 в месте сопряжения, поперечное сечАше канавки имеет форму сегмента 6 с радиусом, равным радцусу Rg контура (бомбины) 7 ролика 8, в плоскости, перпендикулярной направлению вращения, и с хордой 9, равной длине ролика 8. При этом, при выполнении бомбинного ролика полым контур 7 ролика 8 в плоскости, перпендикулярной направлению вращения, может быть выполнена радиусом R & > равным 15-20 диаметрам последнего в плоскости поперечного сечения.

Приведенная на фиг. 3 экспериментальная зависимость прогиба дорожки качения кольца 1(2) от действующей нагрузки наглядно показывает, что она носит параболический характер. ·

Осуществление предлагаемого способа снижения контактных напряжений в подшипнике качения происходит следующим образом.

При работе подшипника демпфирование путем прогиба дорожки качения, по крайней мере, одного из колец 1(2), как двухопорной балки (благодаря сегмент-, ной канавке 5 между ними), ведут по параболическому закону, обусловленному нарастание м сопротивления прогибу за счет увеличения по мере возрастания нагрузки поверхности контакта между сопряженной деталью 3(4) и наружной поверхностью кольца 1(2). При достиженйи полного контакта между указанными деталями . прогиб прекращают и этим· ооеспечивают в дальнейшем (независимо от возрастания нагрузки) взаимодействие тел качения с дорожкой качения кольца 1(2) по всей образующей, так как кривизна последней определяете я.радиусом сегмента 6 канавки 5, равным радиусу контура (бомбины)7 ролика 8, в плоскости, перпендикулярной, направлению вращения. Параболический закон демпфирования сохраняется и при применении роликов 8 с плоскостями, с той лишь разницей, что в этом случае . демпфирование производят при одновременном прогибе как дорожки качения кольца 1(2), так и тел качения - роликов 8, достигая оптимального перераспреде- . ления общей величины прогиба между этими упругими деталями за счет выполнения радиуса контура (бомбины) 7 ролика 8 в плоскости, перпендикулярной направлению вращения, меньше, чем у известных роликоподшипников с полыми роликами, а именно в пределах величины, равной 15-20 диаметрам ролика в поперечном сечении (против 20-25 у известных роликоподшипников).

Использование предлагаемого способа снижения контактных напряжений в подшипниках качения позволяет, имея · параболическую характеристику прогиба упругого кольца или упругого кольца и полого тела качения, не только снижать величину нагрузки, „переда ваемой от вала к корпусу, но и уменьшать амплитуду колебаний при прохождении через резонансные частоты и при разбалансировке на повышенных .оборотах, чем существенно улучшаются условия работы подшипников. Возможность управления процессом демпфирования позволяет вести его по требуемой закономерности, предварительно задаваясь · моментом его прекращения и предотвращая этим недоступное уменьшение радиуса кривизны дорожки качения и взаимный перекос наружного и внутреннего колец, вызывающих дополнительное сопротивление качению и, соответственно, повышенный износ дорожек и тел качения.

Данные испытаний ряда типоразмеров подшипников со сниженными контактными напряжениями показывают, что процесс демпфирования в них протекает по параболическому закону.

Сравнительные данные проводимых испытаний Подтверждают, что предлагаемый способ снижения контактных напряжений повышает эксплуатационную надежность подшипников качения. Это видно из осмотра указанных подшипников после испытаний? рабочие поверхности дорожек и тел качения имеют значительно меньший износ, чем у известных подшипников.

Claims (4)

1. Изобретение относитс  к машпностро-. ению, а именно к подшипникам качени  . Известен способ снижени  контактных напр жений а подшипниках качени  путем .демпфировани  дорожки качени  одного из его колец, имеющего кольцевую канавв месте сопр жени  с другой деталью Недостаток . известного способа заключаетс  в том, что )11руга  хефактерис тика кольца подшипника, в поперечном сечении изгибающегос  под нагрузкой как двухпорнай балка, близка к линейной и при прохождении резонансных режимов или росте значений дисбаланса в процессе эксплуатации, сопровождаюшихс  действием значительных нагрузок, могут возникать значительные прогибы кольца с со ответствующим возрастанием амплитуды колебаний вала. Возрастание амплитуды колебаний вала св зано с такими отрицательными  влени ми, как по вление в подшипниках перекосов наружных в внутренних колец относительно друг друга. вызывающих износ и разрушение сепаратора н дальнейщую разбалансировку ротора с соответствующим ростом нагрузки на подшипнш сверх допустимой. Значительное увеличение прогиба дорожки качени  кольца подшипника св зано с соответствующим уменьшением радиуса ее кривизны, что приводит к дсаолнитель ному сопротивлению качению и, естественно , к ускоренному износу дорожек и тел качени , т.е. снижает эксплуатационную надежность и уменьшает срок службы подшипника. Цель изобретени  - повышение эксплуатационной надежкости подшипника. Указанна  цель достигаетс  тем, что в способе сниж;ени  контактных напр жений в подшипниках качени  путем демпфировани  дорожки качени  одаого из его холёц, имеющего кольцевую канавку в месте сопр жени  с другой деталью, демпфирование производ т с нарастанием сопротивлени  прогибу по параболическому закону до достижени  38 контакта но образующей поворхиости детали и кольца. При применении полых тел каче1ШЯ демпфирование производ т при одно временном прогибе дорожки и тел качени . В устройстве дл  осуществлени  предлагаемого способа, содержащем внутреннее и наружное кольц.а, одно из которых имеет в месте сопр жени  с другой деталью кольцевую канавку, и тела качени  - бомбцнные ролики, с цел повыщени  его стойкости, профиль поперечного сечени  кольцевой канавки имее форму сегмента, радиус которого равен радиусу бомбины ролика, а хорда равна длине ролика. Кроме того, при применении полых т качени  радиус бомбины ролика составл ет 15-2О его диаметров в плоскости поперечного сечени . На фиг, 1 схематически изображен подшипник качени  с сегментной канавкой в кольце, в котором осуществл етс предлагаемый способ снижени  контактных напр жений; на фиг. 2 - тоже, с сегментно канавкой в сопр женной детали; на фиг. 3 крива  параболического демпфировани . Подшипник качени  содержит наружно 1 и внутреннее 2 кольца, одно из которых сопр жено с другой деталью 3 (4) и имеет кольцевую канавку 5 в месте сопр жени , поперечное сечАие канавки имеет форму сегмента 6 с радиусом, равным рад1; усу R.g контура (бомбины) 7 ролика 8, в плос1шсти, перпендикул рной направлению вращени , и с хордой 9, равной длине ролика 8. При этом, при выполнении бомбинного ролика полым контур 7 ролика 8 в плоскости, перпендикул рной направлению вращени  может быть выполнена радиусом R , рабным 15-2О диаметрам последнего в плоскости поперечного сечени . Приведенна  на фиг. 3 экспериментальна  зависимость прогиба дорожки качени  кольца 1(2) от действующей нагрузки нагл дно показывает, что она носит параболический характер. Осуществление .предлагаемого спо соба снижени  контактных напр жений подшипнике качени  происходит следующим образом. При работе подшипника демпфировани путем прогиба дорожки качени , по кра ней мере, одного из колец 1(2), как двухопорной балки (благодар  сегментной канавке 5 между ними), ведут по параболическому закону, обусловленйом 4 нарастание; i сопротивлении прогибу засчет уволичолш по , возрастани  нагрузки поверхности контакта между сопр женной деталью 3(4) и наружной поверхностью кольца 1(2). При достижении полного контакта между указанными детал ми . прогиб прекращают и этим- ооеспечивают в дальнейшем (независимо от возрастани  нагрузки) взаимодействие тел качени  с дорожкой качени  кольца 1(2) но всей образующей, так как кривизна последней определ ете  .радиусом сегмента 6 канавки 5, равным радиусу контура(бомбины)7 ролика 8, в плоскости, перпендикул рной, направлению вращени . Параболический закон демпфировани  сохран етс  и при применении роликов 8 с плоскост ми, с той лишь разницей, что в этом случае . демпфирование производ т при одновременном прогибе как дорожки качени  кольца 1(2), так и тел качени  - роликов 8, достига  оптимального перераспреде- , лени  общей величины прогиба между этими упругими детал ми за счет выполнени  радиуса контура (бомбины) 7 ролика 8 в плоскости, перпендикул рной направлению вращени , меньше, чем у известных роликоподшипников с полыми роликами, а именно в пределах величины , равной 15-2О диаметрам ролика в попереч}юм сечении (против 2О-25 у it3BecTHbix роликоподшипников). Использование предлагаемого способа снижени  контактных напр жений в подшипниках качени  позвол ет, име  параболическую характеристику прогиба упругого кольца или упругого кольца и полого тела качени , не только снижать величину нагрузки, переда ваемой от вала к корпусу, но и уменьшать амплитуду колебаний при прохождении через резонансные частоты и при разбалансйровке на повышенных .оборотах, чем существенно улучшаютс  услови  работы подшипников. Возможность управлени  процессом демпфировани  позвол ет вести его по требуемой закономерности , предварительно задава сь моментом его прекращени  и предотвраща  этим недоступное уменьшение радиуса кривизны дорожки качени  и взаимный перекос наружного и внутреннего колец, вызывающих дополнительное сопротивление качению и, соответственно , повьшшнный износ дороисек и тел качени . Данные испытаний р да тилоразмеров подшипников со сниженными контактными напр жени ми показывают, что 58 процесс демпфировании в них протекает по параболическому закону. Сравнительные данные проводимых испытаний Подтверждают, что предлагаемый способ снижени  koHTaKTHbix напр жений повышает эксплуатационную надежность подшипников качени . Это видно из осмотра указанных лодшипников после испытаний рабочие поверхности дорожек и тел качени  имеют зна чительно меньший износ, чем у известных подшипников. Формула изобретени  1. Способ снижени  контактных напр жений в подшипниках качени  путем демпф ровани  дорожки качени  одного из его кэлец, имеющего кольцевую канавку в месте сопр жени  с другой деталью, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эксплуатационной надежности , демпфирование производ т с нарастанием сопротивлени  прогибу по параболическому закону до достижени  контакта но образующей поверхности детали и кольца.
2. 2.Способ но п. 1, от л и ч а Kirn и и с   тем, что. ujjii npjsMouciniH пилы х тел качени  ucMntjiiipoBaiutc производ т при одновременном прогибе дорожки и тел качени .
3. 3.Устройство дл  осуществлени  способа по п. 1, содержащее внутренние и наружное кольца, одно нз которых имеет в месте сопр жени  с другой деталью кольцевую канавку, и тела качени  - бомбиннью ролики, отл ич ающоес  тем,что, с целью повышени  его стойкости, профиль поперечного сечени  кольцевой канавки имеет форму сегмента, радиус которого равен радиусу бомбины ролика, а хорда равна длине ролика.
4. 4. Устройство дл  осуществлени  способа по п. 2, содержащее тела качеПИЯ - полые бомбипные ролики, о г л ii чающеес  тем, что радиус бок«бииы ролика составл ет 15-20 его диаметра, в плоскости поперечного сечени . Источники ин4юрмаццн, прньштые во внимание при экспертизе 1. Патент Швейцарии N9 459 G71, кл. 47 Ь 7, 1967.

   J

   (Риг. 1