Патент на изобретение №2159877

(54) ПОДШИПНИК СФЕРИЧЕСКИЙ ДВУХРЯДНЫЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к машиностроению, приборостроению. Подшипник содержит наружное и внутреннее кольца, между которыми в сепараторе размещены ряды тел качения. На наружном чашеобразном кольце выполнена наружная и внутренняя поверхности сферической формы. Внутреннее кольцо выполнено в виде двух жестко соединенных кольцевых частей с дополнительной поверхностью качения сферической формы. Между кольцевыми частями внутреннего кольца расположено наружное кольцо. Центр всех сфер расположен на оси подшипника вне него. В зависимости от конструкции прибора, машины наружное или внутреннее кольцо может быть подвижным и поворачиваться вокруг центра сфер, который при монтаже совмещают с центром масс прибора. Применение изобретения позволит увеличить осевую нагрузку и угол допустимого поворота одного кольца относительно другого по любой из трех осей координат, а использование данного подшипника в опорах машин и приборов позволит: уменьшить их габариты, массу, энергопотребление, упростить технологию сборки, сделать компоновку более рациональной и многовариантной. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению, приборостроению.

Оно может быть использовано в таких узлах машин и приборов, где подшипники работают в условиях перемещений и нагрузок в любых направлениях по трем осям координат.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков является шарикоподшипник сферический двухрядный, содержащий наружное и внутреннее кольца, между которыми в сепараторе размещены ряды тел качения. На наружном кольце внутренняя поверхность, а на внутреннем кольце наружная поверхность качения выполнены сферической формы. Кольца установлены с возможностью поворота одно относительно другого вокруг центра сфер, расположенного на оси подшипника внутри него. (Справочник “Подшипники качения” под ред. В. И. Нарышкина и Р. В. Коросташевского. М.: Машиностроение, 1984, с. 139). Данный подшипник выбран за прототип.

К недостаткам прототипа относятся:
1. Расположение центра сферических опор внутри подшипника. Это осложняет компоновку приборов, использующих в опорах известный подшипник, из-за размещения полезного объема вокруг подшипника, находящегося в центре вращения прибора. При этом для совмещения массы полезной нагрузки с центром вращения прибора требуется установка балансировочных грузов.

2 В результате, уменьшение доли полезной нагрузки в приборе и увеличение его веса.

2. Небольшие осевые нагрузки в основном за счет ограниченного угла контакта шариков со сферической поверхностью качения наружного кольца.

3. Ограниченный угол перекоса одного кольца относительно другого, не превышающий практически пяти градусов, также за счет ограниченного угла контакта шариков со сферической поверхностью качения наружного кольца.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое устройство, является улучшение конструктивных, технологических и эксплуатационных возможностей приборов и механизмов, в которых используется заявляемый подшипник.

Решение поставленной задачи достигается тем, что подшипник сферический двухрядный содержит наружное и внутреннее кольца, между которыми в сепараторе размещены ряды тел качения. На наружном кольце – внутренняя, а на внутреннем кольце – наружная поверхность качения выполнены сферической формы. Кольца устанавливают с возможностью поворота одно относительно другого вокруг центра сфер, расположенного на оси подшипника. В отличие от прототипа внутреннее кольцо выполнено в виде двух жестко соединенных кольцевых частей и имеет дополнительную поверхность качения сферической формы. Наружное кольцо установлено между кольцевыми частями внутреннего кольца и дополнительно имеет наружную поверхность качения сферической формы. Центр всех сфер расположен вне подшипника, а ряды тел качения расположены между парными поверхностями качения внутреннего и наружного колец.

Установление колец с возможностью поворота одного относительно другого вокруг центра, расположенного на оси вне подшипника, позволяет выполнить компоновку прибора, машины более рациональной. В этом случае подшипник может располагаться в любом месте с возможностью совмещения центра вращения подшипника с центром масс прибора, машины. Конструкция прибора в этом случае получается более простой и легкой за счет исключения балансировочных грузов. Снабжение наружного и внутреннего кольца двумя поверхностями качения сферической формы и выполнение внутреннего кольца в виде двух жестко соединенных кольцевых частей, установка наружного кольца между кольцевыми частями внутреннего кольца и расположение рядов тел качения между парными поверхностями качения внутреннего и наружного колец позволит;
значительно увеличить значение допустимой осевой нагрузки на подшипник по всем трем осям координат за счет увеличения угла контакта шариков со сферическими поверхностями колец;
увеличить угол допустимого поворота одного кольца подшипника относительно другого.

На фиг. 1 представлен шарикоподшипник сферический двухрядный, установленный в опоре гиростабилизированной платформы; на фиг. 2 – разрез А-А по оси подшипника.

Подшипник содержит наружное кольцо 1, внутреннее кольцо 2, сепаратор 3 и два ряда шариков 4. Внутреннее кольцо 2 выполнено в виде двух жестко соединенных кольцевых частей с наружными 5 и 6 поверхностями качения сферической формы. Наружное кольцо 1 выполнено чашеобразным и снабжено двумя поверхностями качения, внутренней 7 и наружной 8, сферической формы. Между поверхностями качения 5,8 и 6,7 колец размещены в сепараторе 3 два ряда шариков 4 (фиг. 2). У подшипника внутреннее кольцо 2 закреплено на гиростабилизированной платформе 9, а наружное 1 на корпусе прибора 10 (фиг. 1). Центр вращения подшипника O₁ является центром всех сфер колец и расположен на оси подшипника вне него по одну сторону от подшипника. Подшипник смонтирован в опоре прибора так, что центр масс платформы О₂ совпадает с центром вращения подшипника O₁ (фиг. 1). При изменении положения прибора в пространстве относительно заданного направления наружное кольцо 1 подшипника, закрепленное на корпусе прибора 10, вместе с прибором поворачивается вокруг центра O₁(O₂) относительно внутреннего кольца 2 подшипника. При этом внутреннее кольцо 2 подшипника вместе с гиростабилизированной платформой 9, на которой оно закреплено, остается неподвижным. При повороте наружного кольца 2 относительно внутреннего кольца 1 шарики 4, находящиеся в контакте со сферическими поверхностями качения, катятся по ним, увлекая за собой сепаратор 3. При достижении шариками края сферических поверхностей качения внутреннее кольцо 2 и наружное кольцо 1 ставится на упор.

Известны гиростабилизированные платформы (ГСП), установленные на карданном подвесе (“Гироскопические системы. Гироскопические приборы и системы” под ред. доктора тех. наук Д.С.Пельпора. М.: Высшая школа, 1988, с. 244-246). Использование заявляемого решения вместо карданного подвеса позволит уменьшить габариты и массу прибора, упростить и удешевить прибор в целом.

Формула изобретения

Подшипник сферический двухрядный, содержащий наружное и внутреннее кольца, между которыми в сепараторе размещены ряды тел качения, на наружном кольце внутренняя, а на внутреннем кольце наружная поверхность качения выполнены сферической формы, кольца установлены с возможностью поворота одно относительно другого вокруг центра сфер, расположенного на оси подшипника, отличающийся тем, что внутреннее кольцо выполнено в виде двух жестко соединенных кольцевых частей и имеет дополнительную поверхность качения сферической формы, наружное кольцо установлено между кольцевыми частями внутреннего кольца и дополнительно имеет наружную поверхность качения сферической формы, центр всех сфер расположен вне подшипника, а ряды шариков расположены между парными поверхностями качения внутреннего и наружного колец.

РИСУНКИ