×
20.12.2015
216.013.9bb3

ШАРИКОВЫЙ ПОДШИПНИК

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных механизмах и машинах, в частности в шариковых подшипниках качения. Шариковый подшипник состоит из колец, на дорожках качения которых выполнены канавки, и расположенных между ними шариков. Канавки расположены вдоль окружности контакта шариков и дорожек качения, имеют круговой профиль с радиусом, равным радиусу шариков, а ширина канавок равна b=(0,1-0,4)·d, где d - диаметр шариков. Технический результат: обеспечение рациональной геометрии контакта в подшипнике и, как следствие, снижение нагрузок на шарики и повышение работоспособности подшипника. 1 ил., 1пр.
Основные результаты: Шариковый подшипник, состоящий из колец, на дорожках качения которых выполнены канавки, и расположенных между ними шариков, отличающийся тем, что канавки расположены вдоль окружности контакта шариков и дорожек качения, имеют круговой профиль с радиусом, равным радиусу шариков, а ширина канавок равна b=(0,1-0,4)·d, где d - диаметр шариков.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных механизмах и машинах, в частности в шариковых подшипниках качения.

Известны конструкции шариковых подшипников, имеющих одну пару колец и расположенные между ними шарики, при этом профиль дорожек качения колец выполнен с переменным радиусом кривизны [1-4].

Недостатком данных подшипников является то, что они сложны в изготовлении и имеют начальный одноточечный контакт между шариками и дорожками качения, что вызывает большие контактные напряжения.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является конструкция шарикового подшипника, состоящая из колец, на дорожках качения которых выполнены канавки, и расположенных между ними шариков [5]. Беговая дорожка одной из обойм выполнена волнистой с гребнями и впадинами, равномерно отстоящими друг от друга вдоль дорожки и симметрично расположенными относительно плоскости симметрии обоймы, перпендикулярной ее оси, а беговая дорожка другой обоймы выполнена в виде отдельных канавок, которые равноудалены одна от другой, каждая из которых расположена под углом к оси обоймы и количество которых равно количеству шариков.

Недостатком данной конструкции являются высокие контактные напряжения и, как следствие, пониженная работоспособность, так как начальный контакт меду телами и дорожками качения является точечным. Кроме того, подшипник обладает пониженной работоспособностью из-за наличия волнистости поверхности дорожек качения, что приводит к вибрации подшипника.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно обеспечение рациональной геометрии контакта в подшипнике, и, как следствие, снижение контактных напряжений и повышение работоспособности подшипника.

Техническим результатом является снижение нагрузки на шарики и повышение работоспособности подшипника.

Поставленная задача решается тем, что в известной конструкции шарикового подшипника, состоящей из колец, на дорожках качения которых выполнены канавки, и расположенных между ними шариков, согласно предлагаемому техническому решению канавки расположены вдоль окружности контакта шариков и дорожек качения, имеют круговой профиль с радиусом, равным радиусу шариков, а ширина канавок равна b=(0,1-0,4)·dS, где dS - диаметр шариков.

При наличии локальных дорожек качения в виде канавок кругового профиля, совпадающего с профилем шариков, начальный контакт между шариками и дорожками качения получается линейным, что резко снижает величину контактных напряжений и повышает работоспособность подшипника. У быстроходных подшипников важным фактором, помимо величины контактных напряжений, является ширина контакта тел и дорожек качения, так как ее увеличение вызывает повышенные трение и тепловыделение. Поэтому у быстроходных подшипников ширина канавки имеет минимальное из указанных значений. У тихоходных подшипников наиболее важным параметром является допустимая величина контактных напряжений. Поэтому для таких подшипников ширина канавки должна иметь максимальное из указанных значений.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена конструкция упорно-радиального подшипника качения.

Упорно-радиальный подшипник состоит из пары противоположно расположенных колец 1 и 2, имеющих дисковую форму, и расположенных между ними шариков 3. Дорожки качения имеют круговую форму профиля с радиусами rg1 и rg2. Диаметры дорожек качения D1 и D2 проходят через центры радиусов профиля и имеют у кольца 1 и кольца 2 разную величину: D1≠D2. Поэтому контакт шариков с дорожками качения колец осуществляется под углом β.

На дорожке качения каждого из колец 1 и 2 круговой формы в месте их контакта с шариками 3 выполнена локальная дорожка качения в виде круговой канавки шириной b и c радиусом профиля rl=0,5·dS, где dS - диаметры шариков. Ширина канавки b устанавливается в зависимости от условий работы подшипника и изменяется в пределах: b=(0,1-0,4)·dS. Наличие локальных дорожек качения уменьшает величину контактных напряжений, повышает нагрузочную способность подшипника.

Пример. Определим эффективность предложенной конструкции на примере упорно-радиального подшипника, устанавливаемого в верхнюю опору передней стойки автомобилей ВАЗ марки «Калина» и «Приора». Условия работы подшипника: с учетом действия динамических нагрузок максимальная осевая нагрузка составляет Pod=9950H, максимальная радиальная нагрузка Prd=1254H. Допустимая максимальная нагрузка на шарики psmax=526H.

Из конструктивных соображений выбираем номинальный диаметр дорожки качения D=76,7 мм, а диаметр шарика равным ds=5 мм. Радиусы желобов колец подшипника обычно назначают в соответствии с диаметром шариков: rg=(0,52-0,53)·ds. Тогда радиус желоба: rgmin=0,52·ds=2,6 мм; rgmax=0,53·ds=2,65 мм. Следовательно, rgo=0,525·ds=2,625 мм. Количество шариков равно z=44. Угол контакта тел и дорожек качения β=54°.

Рассматриваемый подшипник относится к тихоходным подшипникам, так как работает при качательном движении. Поэтому ширину локальной дорожки качения принимаем равной b=0,4·dS=2 мм.

В существующей конструкции подшипника размер площадки контакта меду телами и дорожками качения определяется равенством [6]:

а величина контактных напряжений

где

коэффициенты µ=3,94 и η=0,406 определяются по методике [6] в зависимости от соотношения радиусов профилей тел и дорожек качения.

Тогда по формулам (1) и (2) получаем:

В предлагаемой конструкции подшипника начальный контакт шариков с локальными дорожками качения является линейным. Для линейного контакта величина контактных напряжений равна [6]:

Таким образом, при тех же размерах площадки контакта контактные напряжения в подшипнике предлагаемой конструкции получаются на 23% меньше, чем в обычном подшипнике. Это дает возможность при тех же контактных напряжениях повысить нагрузку на шарики. Из равенства (4) определим максимально допустимую нагрузку на шарики при контактных напряжениях, равных контактным напряжениям обычного подшипника:

Допустимая нагрузка на шарики возрастает в 1,5 раза. Соответственно, допустимая внешняя нагрузка на подшипник A и R также возрастает в 1,5 раза, что является очень существенным.

Для быстроходных подшипников большое влияние на сопротивление качению, а следовательно, предельную быстроходность оказывает величина контактных напряжений. Так, если бы указанный выше подшипник работал при повышенной частоте вращения, но при нагрузке на шарики в 10 раз меньшей: psmax=50 H, то по формулам (1) и (2):

Изготовив локальную дорожку качения шириной 0,98 мм, величина контактных напряжений в подшипнике предлагаемой конструкции составила бы:

т.е. величину в 1,23 раза меньшую, чем в обычном подшипнике. По данным Пинегина С.В. [7] снижение величины контактных напряжений в 1,25 раза приводит к уменьшению сопротивления качения в 4-5 раз. Таким образом, у подшипников предлагаемой конструкции увеличивается быстроходность, уменьшается тепловыделение.

Технико-экономическая эффективность предлагаемой конструкции подшипника заключается в следующем.

1. Снижается нагрузка на шарики и повышается работоспособность подшипника.

2. Упрощается производство подшипников.

Источники информации

1. А.с. SU №1141237, МПК: F16C 19/06.

2. А.с. SU №320655, МПК: F16C 19/06.

3. А.с. SU №894237, МПК: F16D 3/04.

4. Патент RU №2073135, МПК: F16C 19/44, F16C 33/58.

5. Патент RU №2018734, МПК: F16C 19/06.

6. Спришевский А.И. Подшипники качения. М., «Машиностроение», 1968, 432 с. (стр. 43-58).

7. Пинегин С.В. Контактная прочность и сопротивление качению. М.: «Машиностроение». 1969. 236 с. (стр. 94-105).

Шариковый подшипник, состоящий из колец, на дорожках качения которых выполнены канавки, и расположенных между ними шариков, отличающийся тем, что канавки расположены вдоль окружности контакта шариков и дорожек качения, имеют круговой профиль с радиусом, равным радиусу шариков, а ширина канавок равна b=(0,1-0,4)·d, где d - диаметр шариков.
ШАРИКОВЫЙ ПОДШИПНИК
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 106 items.
20.01.2013
№216.012.1b7e

Остеоинтеграционное покрытие на ортопедические и стоматологические титановые имплантаты

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к остеоинтеграционным оксидным покрытиям на ортопедические и стоматологические титановые имплантаты. Покрытие состоит из оксида титана и содержит гидроксиапатит как модифицирующий компонент с биоактивными свойствами и медь как...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472532
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.03.2013
№216.012.30cd

Способ релаксации остаточных напряжений

Изобретение относится к машиностроению и приборостроению, а именно к технологическим операциям релаксации остаточных напряжений в деталях, имеющих внутренний и внешний диаметры. Вводят в контакт с деталью три вращающихся валка, обеспечивающих ее упругую деформацию. Силу деформации детали...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478031
Дата охранного документа: 27.03.2013
20.04.2013
№216.012.35e4

Способ получения катализатора для очистки воды от загрязнения углеводородами

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к способам получения высокоэффективных катализаторов, способных очищать воду от загрязнения углеводородами, в частности основными красителями и катионными поверхностно-активными веществами как за счет фотокаталитической активности под...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479349
Дата охранного документа: 20.04.2013
10.05.2013
№216.012.3e3e

Шариковый упорно-радиальный подшипник

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных механизмах и машинах, в частности в верхней опоре передней подвески легковых автомобилей. Номинальный угол контакта в шариковом упорно-радиальном подшипнике соответствует соотношению радиальной и осевой составляющих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481501
Дата охранного документа: 10.05.2013
20.05.2013
№216.012.3fe1

Способ растачивания цилиндрических отверстий деталей

Изобретение относится к области механической обработки металлов и предназначено для использования при растачивании цилиндрических отверстий деталей на станках токарной группы. Способ растачивания цилиндрических отверстий деталей включает сообщение детали вращения вокруг оси обрабатываемого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481923
Дата охранного документа: 20.05.2013
27.05.2013
№216.012.43df

Способ шлифования

Изобретение относится к области механической обработки и может быть использовано на операциях шлифования фасонных торцовых поверхностей. Шлифовальному кругу с торцовой рабочей поверхностью сообщают вращение вокруг своей оси и подачу относительно детали. Оси вращения шлифовального круга и детали...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482952
Дата охранного документа: 27.05.2013
20.06.2013
№216.012.4e70

Электромагнитный двигатель возвратно-поступательного движения

Изобретение относится к электротехнике, электрическим машинам возвратно-поступательного и одновременно встречного движения и электроприводам, работающим на их основе. Технический результат состоит в уменьшении уровня вибрации корпуса электродвигателя, повышении производительности и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485662
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.07.2013
№216.012.565d

Способ повышения физической работоспособности

Изобретение относится к области медицины и представляет собой способ повышения физической работоспособности на основе милдроната, отличающийся тем, что он дополнительно содержит аспаркам и метапрот, причем однократный прием препаратов должен осуществляться за 1-1,5 часа до физической нагрузки....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487717
Дата охранного документа: 20.07.2013
10.08.2013
№216.012.5d91

Парогазовая установка на базе аэс

Изобретение относится к области теплоэнергетики, преимущественно к атомной энергетике, и предназначено для использования на паротурбинных установках атомных электростанций двухконтурного типа с водо-водяными энергетическими реакторами. Парогазовая установка на базе АЭС содержит паровую турбину...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489574
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.08.2013
№216.012.5f23

Внутрикостный цилиндрический имплантат для протезирования зубов верхней и нижней челюстей

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к внутрикостным цилиндрическим имплантатам для протезирования зубов верхней и нижней челюстей. Внутрикостный цилиндрический имплантат для протезирования зубов верхней и нижней челюстей содержит металлическую коническую коронковую часть с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489987
Дата охранного документа: 20.08.2013
Showing 1-10 of 112 items.
20.01.2013
№216.012.1b7e

Остеоинтеграционное покрытие на ортопедические и стоматологические титановые имплантаты

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к остеоинтеграционным оксидным покрытиям на ортопедические и стоматологические титановые имплантаты. Покрытие состоит из оксида титана и содержит гидроксиапатит как модифицирующий компонент с биоактивными свойствами и медь как...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472532
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.03.2013
№216.012.30cd

Способ релаксации остаточных напряжений

Изобретение относится к машиностроению и приборостроению, а именно к технологическим операциям релаксации остаточных напряжений в деталях, имеющих внутренний и внешний диаметры. Вводят в контакт с деталью три вращающихся валка, обеспечивающих ее упругую деформацию. Силу деформации детали...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478031
Дата охранного документа: 27.03.2013
20.04.2013
№216.012.35e4

Способ получения катализатора для очистки воды от загрязнения углеводородами

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к способам получения высокоэффективных катализаторов, способных очищать воду от загрязнения углеводородами, в частности основными красителями и катионными поверхностно-активными веществами как за счет фотокаталитической активности под...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479349
Дата охранного документа: 20.04.2013
10.05.2013
№216.012.3e3e

Шариковый упорно-радиальный подшипник

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных механизмах и машинах, в частности в верхней опоре передней подвески легковых автомобилей. Номинальный угол контакта в шариковом упорно-радиальном подшипнике соответствует соотношению радиальной и осевой составляющих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481501
Дата охранного документа: 10.05.2013
20.05.2013
№216.012.3fe1

Способ растачивания цилиндрических отверстий деталей

Изобретение относится к области механической обработки металлов и предназначено для использования при растачивании цилиндрических отверстий деталей на станках токарной группы. Способ растачивания цилиндрических отверстий деталей включает сообщение детали вращения вокруг оси обрабатываемого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481923
Дата охранного документа: 20.05.2013
27.05.2013
№216.012.43df

Способ шлифования

Изобретение относится к области механической обработки и может быть использовано на операциях шлифования фасонных торцовых поверхностей. Шлифовальному кругу с торцовой рабочей поверхностью сообщают вращение вокруг своей оси и подачу относительно детали. Оси вращения шлифовального круга и детали...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482952
Дата охранного документа: 27.05.2013
20.06.2013
№216.012.4e70

Электромагнитный двигатель возвратно-поступательного движения

Изобретение относится к электротехнике, электрическим машинам возвратно-поступательного и одновременно встречного движения и электроприводам, работающим на их основе. Технический результат состоит в уменьшении уровня вибрации корпуса электродвигателя, повышении производительности и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485662
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.07.2013
№216.012.546c

Устройство для образования скважин в грунте способом прокола

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам, предназначенным для бестраншейной прокладки скрытых переходов для прокладки трубопроводов, кабельных линий связи и электропередач, а также образованию скважин под набивные сваи при возведении фундаментов под здания и сооружения....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487215
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.07.2013
№216.012.565d

Способ повышения физической работоспособности

Изобретение относится к области медицины и представляет собой способ повышения физической работоспособности на основе милдроната, отличающийся тем, что он дополнительно содержит аспаркам и метапрот, причем однократный прием препаратов должен осуществляться за 1-1,5 часа до физической нагрузки....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487717
Дата охранного документа: 20.07.2013
10.08.2013
№216.012.5d91

Парогазовая установка на базе аэс

Изобретение относится к области теплоэнергетики, преимущественно к атомной энергетике, и предназначено для использования на паротурбинных установках атомных электростанций двухконтурного типа с водо-водяными энергетическими реакторами. Парогазовая установка на базе АЭС содержит паровую турбину...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489574
Дата охранного документа: 10.08.2013
+ добавить свой РИД