Упорно-радиальный многорядный подшипник качения

(51)16 19/18, 19/32 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Открытое акционерное общество Минский подшипниковый завод(72) Авторы Пенза Валерий Николаевич Гагасов Александр Матвеевич Вайткус Юлиус Мартинович Достанко Геннадий Александрович(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Минский подшипниковый завод(57) Упорно-радиальный многорядный подшипник качения, включающий не менее двух рядов тел качения одинакового диаметра и столько же пар наружных и внутренних рабочих колец одинаковой высоты с базовыми торцами, содержащих дорожки качения с точками контакта, радиусы образующих которых больше радиуса образующей тела качения,отличающийся тем, что базовые торцы наружных и внутренних колец направлены в противоположные стороны, а суммы расстояний контактных точек дорожек качения каждой пары наружных и внутренних колец от своих базовых торцов равны между собой. 9054 1 2007.04.30 Изобретение относится к области машиностроения, в частности к подшипникам качения, и может быть использовано в установках для бурения. Известна шариковая опора по авторскому свидетельству СССР 166627, 1964. Опора содержит парные комплекты наружных и внутренних рабочих колец с дорожками качения,контактирующими определенными точками с телами качения, и промежуточные кольца. Базовые торцы наружных и внутренних рабочих колец направлены в одну сторону 1. Недостаток таких подшипников состоит в том, что из-за технологических погрешностей изготовления наружных и внутренних колец по размеру расположения точек контакта с телами качения относительно базового торца колец, а также из-за отклонения высот промежуточных колец осевой зазор в каждом ряду разный. При приложении рабочей нагрузки ее воспринимают только несколько рядов тел качения, что приводит к их перегрузке и снижению долговечности подшипника. Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является подшипниковая многорядная опора по заявке 00/46478, 2000, которая состоит из наружных и внутренних рабочих колец с базовыми торцами, направленными в одну сторону, и тел качения, разделенных упругими элементами 2. Данная подшипниковая опора устраняет недостатки по неравномерному нагружению рядов тел качения за счет того, что упругие элементы имеют строго определенные для каждого ряда размеры, вследствие чего часть нагрузки от ряда к ряду передается не только через тела качения, но и упругие элементы. В результате рабочая нагрузка распределяется более равномерно между телами качения и существенно повышается долговечность подшипника. Недостаток подшипника состоит в том, что усложняется конструкция за счет введенияпар упругих элементов между наружными и внутренними кольцами, изготовленных по индивидуальному прецизионному размеру высоты для каждого ряда тел качения. Это значительно усложняет конструкцию такой опоры. Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является упрощение конструкции и повышение долговечности подшипника. Поставленная задача решается тем, что в упорно-радиальном многорядном подшипнике качения, включающем не менее двух рядов тел качения одинакового диаметра и столько же пар наружных и внутренних рабочих колец одинаковой высоты с базовыми торцами, содержащих дорожки качения с точками контакта, радиусы образующих которых больше радиуса образующей тела качения, согласно изобретению, базовые торцы наружных и внутренних колец направлены в противоположные стороны, а суммы расстояний контактных точек дорожек качения каждой пары наружных и внутренних колец от своих базовых торцов равны между собой. Изобретение поясняется фигурами. Рассмотрим упорно-радиальный многорядный подшипник качения на примере четырехрядного подшипника. На фиг. 1 изображен упорно-радиальный многорядный подшипник качения фиг. 2 - пара рабочих колец со своим рядом тел качения фиг. 3 - распределение сил в подшипнике с равномерным нагружением всех рядов тел качения. Подшипник состоит из наружных рабочих колец 1 с базовыми торцами 2, внутренних рабочих колец 3 с базовыми торцами 4, тел качения 5 диаметром т, наружного монтажного кольца 6 и внутреннего монтажного кольца 7. Наружные кольца 1 и внутренние кольца 3 выполнены высотой В. Наружные рабочие кольца 1 имеют дорожки качения 8 с радиусом образующей н и точками контакта 9. Внутренние рабочие кольца 3 имеют дорожки качения 10 с радиусом 9054 1 2007.04.30 образующей в и точками контакта 11. Радиусы н и в образующих дорожек качения 8 и 10 больше радиуса т/2 тел качения 5. Угол контакта подшипника . Точка контакта 9 первого наружного рабочего кольца 1 расположена от своего базового торца 2 на расстоянии 1. Точка контакта 9 второго наружного рабочего кольца 1 расположена от своего базового торца 2 на расстоянии Н 2. Точка контакта 9 третьего наружного рабочего кольца 1 расположена от своего базового торца 2 на расстоянии Н 3. Точка контакта 9 четвертого наружного рабочего кольца 1 расположена от своего базового торца 2 на расстоянии Н 4. Точка контакта 11 первого внутреннего рабочего кольца 3 расположена от своего базового торца 4 на расстоянии 1. Точка контакта 11 второго внутреннего рабочего кольца 3 расположена от своего базового торца 4 на расстоянии 2. Точка контакта 11 третьего внутреннего рабочего кольца 3 расположена от своего базового торца 4 на расстоянии 3. Точка контакта 11 четвертого внутреннего рабочего кольца 3 расположена от своего базового торца 4 на расстоянии 4. Базовый торец 2 четвертого наружного рабочего кольца 1 упирается в бортик 12 корпуса 13 подшипника. Базовый торец 4 первого внутреннего рабочего кольца 3 упирается в бортик 14 вала 15. Первое наружное рабочее кольцо 1 через монтажное кольцо 6 фиксируется гайкой 16 в корпусе 13. Четвертое внутреннее рабочее кольцо 3 через монтажное кольцо 7 фиксируется на валу 15 гайкой 17. Базовые торцы 2 наружных рабочих колец 1 направлены в сторону бортика 12 корпуса 13, а базовые торцы 4 внутренних рабочих колец 3 направлены в сторону бортика 14 вала 15. Суммы расстояний Н идля каждой пары наружных и внутренних рабочих колец 1, 3 соответственно равны между собой 11223344. Расстояние между базовым торцом 4 первого внутреннего кольца 3 и базовым торцом 2 четвертого наружного кольца 1 равно . Подшипник работает следующим образом (фиг. 3). Приложенная к валу 15 преимущественно осевая нагрузкаот борта 14 вала 15 передается через все внутренние кольца 3, все ряды тел качения 5 и все наружные кольца 1 на борт 12 корпуса 13. При этом все ряды тел качения 5 воспринимают нагрузкуравными частями. При этом силовые потоки распределятся следующим образом. Нагрузкачерез борт 14 передается на базовый торец 4 первого внутреннего кольца 3 и делится на два потока на базовый торец 4 второго внутреннего кольца 3 действует усилие 2 в, а на первый ряд тел качения 5 через точку контакта 11 действует усилие т, которое через точку контакта 9 передается на базовый торец 2 первого наружного кольца 1 и создает усилие 1 н, которое далее передается через второе, третье, четвертое наружные кольца 1 на бортик 12 корпуса 13. Усилие 2 в, воспринимаемое базовым торцом 4 второго внутреннего кольца 3, в свою очередь, распределяется также на два потока. Одна часть - 3 в, передается на базовый торец 4 третьего внутреннего кольца 3, а вторая часть - т, аналогично первому ряду, действует на второй ряд тел качения 5 и через точку контакта 9 передается на базовый торец 2 второго наружного кольца 1, где, суммируясь с усилием 1 н от первого ряда тел качения 5,создает усилие 2 н, которое через третье и четвертое наружные кольца 1 передается на бортик 12 корпуса 13. Усилие 3 в, воспринимаемое базовым торцом 4 третьего внутреннего кольца 3, также распределяется на два потока часть усилия 4 в передается на базовый торец 4 четвертого внутреннего кольца 3, а вторая часть т действует на третий ряд тел качения 5 и через точку контакта 9 передается на базовый торец 2 третьего наружного кольца 1, где, суммируясь с усилием 2 н, создает усилие 3 н, которое через четвертое наружное кольцо 1 передается на бортик 12 корпуса 13. 3 9054 1 2007.04.30 Усилие 4 в, воспринимаемое базовым торцом 4 четвертого внутреннего кольца 3, в виде усилия т передается на четвертый ряд тел качения 5, затем через точку контакта 9 передается на базовый торец 2 четвертого наружного кольца 1, суммируется с усилием 3 н и создает усилие 4 н, которое воспринимается бортиком 12 корпуса 13. Таким образом сила , приложенная к бортику 14 вала 15, полностью передалась на бортик 12 корпуса 13. Очевидно, что одинаковое нагружение всех рядов тел качения 5 будет обеспечиваться при соблюдении следующих размерных цепочек по всем силовым потокам, т.е. для первого ряда тел качения 51 т 13 В для второго ряда тел качения 5 В 2 т 22 В для третьего ряда тел качения 52 В 3 тН 3 В для четвертого 34 т 4. Приравнивая правые части выражений для всех рядов и сократив однородные члены,получаем Н 11 Н 22 Н 33 Н 44. Таким образом, одинаковое нагружение всех рядов тел качения 5 будет обеспечиваться при соблюдении равенства сумм расстояний Н контактных торцов 2 и расстоянийконтактных точек 11 дорожек качения 10 соответствующих внутренних колец 3 от своих базовых торцов 4. При этом базовые торцы 2 наружных колец 1 направлены в сторону бортика 12 корпуса 13, а базовые торцы 4 внутренних колец 3 направлены в сторону бортика 14 вала 15. Таким образом, равномерное нагружение всех рядов тел качения 5 подшипника приводит к повышению его долговечности. Источники информации 1. А.с. СССР 166627, 1964. 2. Заявка 00/46478, 2000. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5