многоярусный подшипник с нечетным количеством ярусов и способ его сборки

Формула изобретения

1. Многоярусный подшипник с нечетным количеством ярусов, содержащий крайние и промежуточное радиальные кольца, между которыми установлены радиальные тела качения и элементы стабилизации вращения промежуточного кольца, выполненные в виде упорных тел качения, связанных с радиальными кольцами, отличающийся тем, что он снабжен введенными дополнительно радиальными телами качения и радиальными кольцами до нечетного количества ярусов и соответственным количеством элементов стабилизации вращения промежуточных колец, выполненных в виде дополнительно введенных упорных тел качения и введенных упорных колец, жестко установленных на одном из крайних и каждом нечетном радиальном кольце, выполненных заодно в виде двутаврового сечения, а с крайним кольцом упорные кольца выполнены заодно в виде швеллерного сечения, радиальные тела качения установлены в нечетном количестве ярусов, а связь элементов стабилизации с радиальными кольцами выполнена в виде установленных упорных тел качения между упорными кольцами двутавровых и швеллерного в сечении колец и торцами второго крайнего и четных радиальных колец.

2. Подшипник по п.1, отличающийся тем, что швеллерное и двутавровые в сечении кольца выполнены составными, состоящими из двух частей, соединенных посредством элементов крепления по плоскости стыка, расположенной перпендикулярно аксиальной оси колец.

3. Подшипник по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что плоскость стыка составных колец двутаврового и швеллерного сечения совпадает с одной из двух плоскостей, расположенных рядом с упорными кольцами, например, на краю радиальных дорожек качения.

4. Подшипник по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что каждая часть составного швеллерного в сечении кольца выполнена в сечении в виде уголка, а каждая часть составного двутаврового в сечении кольца выполнена в сечении в виде тавра.

5. Подшипник по пп. 1 4, отличающийся тем, что составные кольца швеллерного и двутаврового сечения снабжены общими дорожками качения для всех рядов радиальных тел качения, а четные радиальные кольца снабжены отдельными радиальными дорожками качения для каждого ряда радиальных тел качения.

6. Способ сборки многоярусного подшипника с нечетным количеством ярусов, заключающийся в установке тел качения между кольцами, отличающийся тем, что на первые части составных колец с сечением двутавр и швеллер устанавливают упорные тела качения первого ряда всех ярусов, на которые затем устанавливают нечетные кольца и второе крайнее кольцо с предварительно установленными на них радиальными телами качения всех рядов и всех ярусов, на торцы четных радиальных и второго крайнего колец устанавливают упорные тела качения второго ряда всех ярусов, на которые устанавливают вторые части составных швеллерного и двутаврового в сечении колец и скрепляют элементами крепления.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно к системам подшипников с плавающим кольцом.

Наиболее близким по технической сущности является устройство подшипникового узла высокооборотного крупногабаритного вала содержащий установленный в неподвижном корпусе двухъярусный подшипник с наружным, внутренним и промежуточным кольцами, а так же вращающийся вал и элемент стабилизации скорости вращения промежуточного кольца, выполненный в виде двухступенчатого тела качения, установленного в наружном кольце с возможностью контакта меньшей ступени с промежуточным кольцом, а большей с внутренним кольцом и с возможностью осевого перемещения относительно вала и вращения вокруг собственной оси, а передаточное отношение ступеней равно двум (1).

Недостатком известного устройства является отсутствие стабилизации скорости вращения промежуточного кольца со второй стороны и малую скорость вращения наружного кольца по отношению к внутреннему кольцу или наоборот, не обеспечения возможности стандартизации, т.к. упорные тела качения выполнены нестандартной конструкции.

Технический результат изобретения состоит в стабилизации вращения промежуточного кольца с двух сторон оси, т.е. в осевом направлении, повышения скорости вращения наружного относительного внутреннего колец и обеспечения возможности стандартизации.

Цель достигается устройством многоярусного подшипника с нечетным количеством ярусов, содержащее наружное, внутреннее и промежуточные кольца, между которыми помещены тела качения нечетного количества ярусов: три, пять, семь, девять и т.д. а количество промежуточных колец выполнено на одно меньше количества ярусов тел качения, причем одни кольца промежуточные выполнены составными в виде двутаврового сечения в желобах которых выполнены дорожки катания для радиальных тел качения и для упорных тел качения, а вторые кольца снабжены снаружи и с внутренней стороны радиальными дорожками катания, по количеству рядов радиальных тел качения, а с двух торцов по две концентрические дорожки катания для упорных тел качения, трехъярусный подшипник содержит наружное кольцо на торцах которого выполнены дорожки катания для упорных тел качения, второе кольцо или первое промежуточное выполнено в виде двутавра в сечении с дорожками катания в его желобах для радиальных и упорных тел качения, второе промежуточное кольцо снабжено на внутренней и наружной сторонах радиальные дорожки катания, а на торцах по две концентрически расположенные дорожки катания для упорных тел качения, а внутреннее кольцо выполнено в виде швеллера в сечении в желобе которого выполнены радиальные дорожки катания, а на бортах с внутренней стороны дорожки катания для упорных тел качения, а первый ярус радиальных тел качения помещен между наружным и первым промежуточным кольцами, а второй ярус между пеpвым промежуточным и вторым промежуточным кольцами, а третий ярус помещен между вторым промежуточным и внутренним кольцами, а упорные тела качения установлены в упорные дорожки катания колец соответственно в два ряда и три яруса, а для пятиярусного вводится дополнительно еще два промежуточных кольца, одно в виде двутавра в сечении, а второе монолитное снабжено дорожками катания выполненными с торцов, аналогичной конструкции, как и для трехъярусного подшипника, а радиальные тела качения и два ряда упорных тел качения установлены в пять ярусов, а для семиярусного вводят дополнительно еще два промежуточных кольца, а всего шесть промежуточных колец и семь ярусов радиальных и два ряда упорных тел качения и т.д. с нечетным количеством ярусов увеличивая промежуточных колец на два и тел качения на два, а наружное кольцо может быть выполнено в виде швеллера в сечении при этом внутреннее кольцо выполняют с дорожками катания на торцах, в кольца в виде швеллера и двутавра выполняют из двух половин соединенных элементами крепления, а дорожки катания для радиальных тел качения в кольцах двутаврового и швеллерного сечения при многорядном расположении выполнены без буртиков между ними, а разделение составных колец производят по середине на два кольца зеркального сечения в виде тавров, или разделение производят по краям дорожке катания.

Эта цель достигается так же способом сборки заключающийся в установке тел качения между кольцами, сначала на плоскость устанавливают половины составных колец на которые устанавливают упорные тела качения первого ряда всех ярусов, а затем на монолитные кольца устанавливают радиальные тела качения, с которыми затем их устанавливают на упорные тела качения первого ряда, а на монолитные кольца затем устанавливают упорные тела качения второго ряда, на которые затем устанавливают вторые половины составных колец и скрепляют их с первыми элементами крепления.

Поставленная цель поясняется чертежами. На фиг.1 изображено сечение трехъярусного подшипника; на фиг.2 пятиярусного.

Трехъярусный подшипник содержит наружное 1, внутреннее 2 и промежуточные 3 и 4 кольца, между которыми помещены радиальные тела качения 5 первого, 6 - второго, 7 третьего ярусов, а так же 8, 9, 10 упорные тела качения первого ряда первого второго и третьего ярусов, а так же 11, 12, 13 упорные тела качения второго ряда первого, второго и третьего ярусов.

Пятиярусный подшипник содержит наружное 1, внутреннее 2 и промежуточные 3, 4, 14 и 15 кольца между которыми помещены радиальные тела качения 5, 6, 16, 17 пяти ярусов, а так же упорные тела качения 8, 9, 10, 18, 19 первого ряда и упорные тела качения 11, 12, 13, 20, 21 второго ряда.

Наружное кольцо 1 выполняют монолитным с внутренней стороны которого выполнена одна или несколько, по числу рядов, радиальная дорожка катания, для радиальных тел качения 5, а с каждого торца выполнены упорные дорожки катания для тел качения 8 и 11 упорных. Внутреннее кольцо 2 выполнено составным, состоящим из двух колец в виде уголков и соединенных по линии раздела 22 расположенной по середине и образующая два уголковых кольца или по линии раздела 23 расположенной на краю радиальных дорожек катания и соединенных элементами крепления 24. Наружное кольцо 1 может быть выполнено составным швеллерного сечения, а тогда внутреннее кольцо 2 выполняют монолитным. В желобе внутреннего кольца 2 выполнены радиальные дорожки катания для радиальных тел качения 7 или 17, а на боковых с внутренней стороны выполнены упорные дорожки катания для упорных тел качения соответственно 10 и 13 или 19 и 21. Двутавровые промежуточные кольца 3 и 14 выполнены составными, состоящими из двух колец разделенных по линии 22 по середине и образуют зеркально симметричные тавры соединенные элементами крепления 24 в двутавровое по сечению, в желобах которых выполнены радиальные дорожки катания для радиальных тел качения 5 и 6 или 7 или 16, а на сторонах выполнены дорожки качения для упорных тел качения одного ряда 8 и 9 или 8, 9, 10 и 18 соответственно для трех и пятиярусного подшипников, а со второй стороны дорожки катания для упорных тел качения второго ряда 11 и 12 или 11, 12, 13, 20 соответственно. Семиярусный, девяти ярусный и т.д. подшипника с нечетным количеством ярусов образуется добавлением дополнительно промежуточными кольцами составными в сечении двутавра и монолитным на каждые два дополнительных яруса по сравнению с трехъярусным пятиярусным, семи-, девятиярусным и т.д. подшипника с нечетным количеством ярусов. Монолитные кольца 4 и 15 промежуточные, снабжены с наружной и с внутренней сторон радиальные дорожки катания, а с торцов снабжены по две концентрически расположенные дорожки качения для упорных тел качения 10, 9, 13, 12 и 18, 19, 20, 21 соответственно, Наружное 1 и внутреннее 2 кольца снабжены дополнительными кольцами 25 и 26 выполненными заодно с кольцами 1 и 2 и снабжены отверстиями для крепления к валу 27 и к корпусу 28 элементами крепления 29. На вал 27 и в корпус 28 подшипник устанавливается на посадках без натяга.

Сборку многоярусного подшипника с нечетным количеством ярусов производят на плоскости сборочного стола на который устанавливают одни половины составных колец 3 и 2 или 3, 14 и 2 соответственно для трех и пятиярусного подшипников, например. Затем на них устанавливают упорные тела качения 8, 9 и 10, или 8, 9, 10 и 18, 19 собранные в сепараторы или без сепараторов. Затем в наружное 1 и монолитное промежуточное 4 кольца или в 1,4 и 15 соответственно устанавливают радиальные тела качения выполненные в виде шариков или роликов 5, 6, 7 или 5, 6, 7, 16, 17, которые устанавливают на упорные тела качения 8, 9, 10 или 8, 9, 10, 18 и 19 соответственно. Затем на торцовые дорожки катания устанавливают упорные тела качения второго ряда 11, 12, 13 или 11, 12, 13, 20, 21 соответственно для трехъярусного и пятиярусного подшипников. Затем на упорные тела качения второго яруса устанавливают вторые половины составных колец 3 и 2 или 3, 14 и 2 и скрепляют с первыми половинами элементами крепления 24.

При вращении вала 27 и внутреннего кольца 2 тела качения 7 или 17 наибольшего яруса: например, третьего или пятого, перемещаясь по дорожке катания увлекают за собой промежуточное кольцо 4 или 15, которое в свою очередь заставляет перемещаться тела качения 6 или 16, которые перемещаясь по дорожкам катания передают вращение на следующее промежуточное кольцо 3 или 14, которые передают вращение радиальным телам качения следующего яруса 5 или 7, которые перемещаются со скоростью в три раза примерно меньше чем скорость вращения вала 27. А тела качения 7 для пятиярусного подшипника передают вращение следующему промежуточному кольцу 4, которое перемещает тела качения 6, а те в свою очередь кольцо 3 и тела качения 5, которые перемещаются со скоростью почти в пять раз меньше чем скорость вращения вала 27. А для семиярусного подшипника тела качения 3 будут вращаться в семь раз меньше скорости вращения вала 27. Для девяти ярусного в девять и т.д. При наличии осевой нагрузки например, слева на право перемещается вал 27, осевую нагрузку воспринимают упорные тела качения по цепи упорные тела качения 13 кольцо 4 упорные тела качения 9 кольцо 3, упорные тела качения 11 наружное кольцо 1 и корпус для трехъярусного подшипника. Аналогично для пятиярусного, семиярусного, девятиярусного и т.д. При осевой нагрузке справа налево по цепи 20 4 14 3 8 и кольцо 1 корпус.

В предложенной конструкции многоярусного подшипника обеспечивается стандартизация его деталей: колец, тел качения, элементов крепления, сепараторов.