Способ снижения контактных напряженийв подшипниках качения и устройстводля его осуществления

Способ снижения контактных напряженийв подшипниках качения и устройстводля его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

<и>800449

1

Ф. °

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свнд-ву(22) Заявлено 0 1. 12.7 8 (2! ) 2690797 25-27 с присоединением заявки,% (23) П риорнтет

Опубликовано 30,01.81, Бюллетень И 4

Дата опубликования описания 10.02.81 (51)М. Кл.

Р 16 С 19/00

16 С 33/58

Государственный комнтет

СССР пв деном наооретений н отнрытнй (72) Авторы изобретения

В. А. Пиковский, B. В, Шашкин, B. Г. Иванн и В. С. Кекух (7!) Заявитель (54) СПОСОБ СНИЖЕНИЯ КОНТАКТНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

В ПОДШИПНИКАХ КАЧЕНИЯ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУШЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к машиностроению, а именно к подшипникам качения .

Известен способ снижения контактных напряжений в подшипниках качения путем .демпфирования дорожки качения одного иэ его колец, имеющего кольцевую канав5 ку в месте сопряжения с другой деталью

t1J.

Недостаток . известного способа заключается в том, что упругая характерисt0 тика кольца подшипника, в поперечном сечении изгибающегося под нагрузкой как двухпорная балка, близка к линейной и при прохождении резонансных режимов или росте значений дисбаланса в процес15 се эксплуатации, сопровождающихся действием значительных нагрузок, могут возникать значительные прогибы кольца с соответствующим возрастанием амплитуды колебаний вала. Возрастание амплитуды

20 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 умень шением радиуса ее кривизны, что поиводит к дс толнитель . ному сопротивлению качению и, естественно, к ускорвнному 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

М демпфирования дорожки качения о@його из его колец, имеющего кольцевую канавку в месте сопряжения с другой деталью, демпфирование производят с нарастанием сопротивления прогибу по параболическому закону до достижения

800449

При работе подшипника демпфирование путем прогиба дорожки качения, по край- ней мере, одного из колец 1(2), как двухопорной балки (благодаря сегмент-, ной канавке 5 между ними), ведут по параболическому закону, обусловлещ ом контакта по образующей поверхности детали и кольца.

Ilpn применении полых тел качения демпфирование производят при одновре)меином прогибе дорожки и тел ка5 чения.

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 попе, речного 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 — то же, с сегментной канавкой в сопряженной детали; на фиг. 3— кривая параболического демпфирования.

Подшипник качения содержит наружное

1 и внутреннее 2 кольца, одно из кото— рых сопряжено с другой деталью 3 (4) и имеет кольцевую канавку 5 в месте сопряжения, поперечное сечд4ие канавки имеет форму сегмента 6 с радиусом, равным радиусу A g контура (бомбины)

7 ролика 8, в плоскости, перпендикулярной направлению врашения, и с хордой 9, равной длине ролика 8. При этом, при выполнении бомб инного ролика полым контур 7 ролика 8 в плоскости, перпендикулярной направлению вращения, может быть выполнена радиусом Й g, равным 15 — 20 диаметрам последнего в плоскости поперечного сечения.

Приведенная на фиг. 3 эксперимен45 тальная зависимость прогиба дорожки качения кольца 1(2) от действующей нагрузки наглядно показывает, что она носит параболический характер. °

Осуществление .предлагаемого спо50 соба снижения контактных напряжений в подшипнике качения происходит следую— шим образом. нарастали» м соцротивлешы прогибу за счет уволичеии 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 прекрашают и этйм ооеспечивают в дальнейшем (независимо от возрастания нагрузки) взаимодействие тел качения с дорожкой качения кольца 1(2) по всей образуюшей, так как кривизна последней определяется. радиусом сегмента 6 канавки

5, равным радиусу контура(бомбины)7 ролика 8, в плоскости, перпендикулярной направлению врашения. 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 коль— ца 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 разбалансйровке на повышенных .оборотах, чем существенно улучшаются условия работы подшипников. Воэможность управления процессом демпфирования позволяет вести его по требуемой закономерности, предварительно задаваясь моментом его прекращения и предотврашая 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

800449 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 лодшипников после испытаний рабочие поверхности дорожек и тел качения имеют зна- чительно меньший износ, чем у известных подшипников.

2. Способ поп. 1, отл ичаю— ш и и с я тем, что при применении шлых тел качения демпфирование производят при одновременном прогибе дорожки и тел качения.

3. Устройство для осушсствлени» способа по и. 1, содержашее внутреипес и наружное кольца, одно из которых имеет в месте сопряжения с другой деталью

О кольцевую канавку, и тела качения — бомб инные ролики, о т л н ч а ю ш е е с я те м, что, с целью повышения его стойкости, профиль поперечного сечения кольцевой канавки имеет форму сегмента, радиус

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 15 которого равен радиусу бомбпны ролика, а хорда равна длине ролика.

1. Способ снижения контактных напряжений в подшипниках качения путем демпфирования дорожки качения одного из его колец, имеюшего кольцевую канавку в месте сопряжения с другой деталью, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной пав дежности, демпфирование производят с нарастанием сопротивления прогибу по параболическому закону до достижения контакта по образуюшей поверхности детали и кольца.

4. Устройство для осуществления способа по и. 2, содержашее тела качения — полые бомбпнные ролики, о т л и— ч а ю ш е е с я тем, что радиус бомбины ролика составляет 15 — 20 его диаметра. в плоскости поперечного сечения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Швейцарии No. 459G71, кл. 47 Ь 7, 1967.

800449

Ю N гО 40 M Г(ке J ануе. 8

Составитель Л. Иванова

Редактор В. Романенко Те ред T,Mamma

Корректор Е.Папп

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Закав 10364/38 Тираж 871

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскач наб,, д. 4/S