Конічний роликопідшипник з поліпшеним сепаратором (варіанти)

1. Вузол конічного роликопідшипника, який містить: внутрішнє кільце, яке має на собі повернуту назовні доріжку котіння, зовнішнє кільце, яке має на собі повернуту усередину доріжку котіння, і розміщені між ними конічні роликові елементи, які перебувають у контакті з внутрішнім і зовнішнім кільцями, і сепаратор для забезпечення розділяння і вирівнювання у просторі роликових елементів, причому сепаратор має, по суті, циліндричну конструкцію і містить внутрішню кільцеву частину, зовнішню кільцеву частину, і множину розділових перемичок, що простягаються між внутрішньою кільцевою частиною і зовнішньою кільцевою частиною, і множину опорнорозділових перемичок, що простягаються між внутрішньою кільцевою частиною і зовнішньою кільцевою частиною, де кожна опорно-розділова перемичка має радіальну товщину, що є більшою радіальної товщини кожної розділової перемички. 2. Вузол конічного роликопідшипника за п. 1, де кожна розділова перемичка має базову частину, з'єднану з внутрішньою кільцевою частиною, і де радіальна товщина кожної розділової перемички є меншою товщини базової частини розділової перемички. 3. Вузол конічного роликопідшипника за п. 1, де кожна опорно-розділова перемичка має базову частину, з'єднану з внутрішньою кільцевою частиною, причому радіальна товщина кожної опорнорозділової перемички на більшій частині її довжи 2 (19) 1 3 93942 4 сепаратор для забезпечення розділяння і вирівнювання у просторі роликових елементів, причому сепаратор має, по суті, циліндричну конструкцію і складається із внутрішньої кільцевої частини, зовнішньої кільцевої частини, множини розділових перемичок, що простягаються між внутрішньою кільцевою частиною і зовнішньою кільцевою частиною, і множину опорно-розділових перемичок, що простягаються між внутрішньою кільцевою частиною і зовнішньою кільцевою частиною, де кожна опорно-розділова перемичка має радіальну товщину, більшу радіальної товщини кожної розділової перемички, і де сепаратор має, по суті, суцільну конструкцію, виконану із полімерного матеріалу з наповнювачем зі скловолокна. 11. Вузол конічного роликопідшипника за п. 10, де кожна розділова перемичка має базову частину, з'єднану з внутрішньою кільцевою частиною, і де радіальна товщина кожної розділової перемички є меншою товщини базової частини розділової перемички. 12. Вузол конічного роликопідшипника за п. 10, де кожна опорно-розділова перемичка має базову частину, з'єднану з внутрішньою кільцевою частиною, і де радіальна товщина кожної опорнорозділової перемички на більшій частині її довжини є приблизно такою самою, як товщина базової частини опорно-розділової перемички. 13. Вузол конічного роликопідшипника за п. 10, де кожна розділова перемичка має базову частину, з'єднану з внутрішньою кільцевою частиною, причому радіальна товщина кожної розділової перемички є меншою товщини базової частини розділової перемички, і де кожна опорно-розділова перемичка має базову частину, з'єднану з внутрішньою кільцевою частиною, причому радіальна товщина кожної опорнорозділової перемички на більшій частині її довжини є приблизно такою самою, як товщина базової частини опорно-розділової перемички. 14. Вузол конічного роликопідшипника за п. 10, де кожна розділова перемичка має базову частину, з'єднану з внутрішньою кільцевою частиною, і де кожна розділова перемичка є скошеною по її товщині від базової частини таким чином, що радіальна товщина кожної розділової перемички є меншою товщини базової частини розділової перемички. 15. Вузол конічного роликопідшипника за п. 10, де полімерним матеріалом є нейлон, а скляні волокна наповнювача у загальному випадку мають довжину більше 10 мм. 16. Вузол конічного роликопідшипника за п. 10, де скловолокнистий наповнювач містить принаймні 25% (мас.) поліамідного матеріалу. 17. Вузол конічного роликопідшипника за п. 10, де сепаратор виконаний шляхом лиття під тиском із поліамідного матеріалу, наповненого принаймні 25 % (мас.) скляних волокон завдовжки принаймні 10 мм. 18. Вузол конічного роликопідшипника, який містить внутрішнє кільце, що має на собі повернуту назовні доріжку котіння, зовнішнє кільце, що має на собі повернуту усередину доріжку котіння, розміщені між ними конічні роликові елементи, які перебувають у контакті з внутрішнім і зовнішнім кільцями, сепаратор для забезпечення розділяння і вирівнювання у просторі роликових елементів, причому сепаратор має, по суті, циліндричну конструкцію і складається із внутрішньої кільцевої частини, зовнішньої кільцевої частини, множини розділових перемичок, що простягаються між внутрішньою кільцевою частиною і зовнішньою кільцевою частиною, і множини опорно-розділових перемичок, що простягаються між внутрішньою кільцевою частиною і зовнішньою кільцевою частиною, де кожна опорно-розділова перемичка має товщину, більшу товщини кожної розділової перемички, і де сепаратор має, по суті, суцільну конструкцію, виконану із полімерного матеріалу з наповнювачем зі скловолокна, де кожна розділова перемичка має базову частину, з'єднану з внутрішньою кільцевою частиною, і де радіальна товщина кожної розділової перемички є меншою товщини базової частини розділової перемички, і де кожна опорно-розділова перемичка має базову частину, з'єднану з внутрішньою кільцевою частиною, причому радіальна товщина кожної опорнорозділової перемички на більшій частині її довжини є приблизно такою самою, як товщина базової частини опорно-розділової перемички. 19. Вузол конічного роликопідшипника за п. 18, де можлива вібрація сепаратора є меншою 0,03 дюйма. 20. Вузол конічного роликопідшипника за п. 18, де скловолокнистий наповнювач містить принаймні 25 % (мас.) поліамідного матеріалу а довжина його волокон по суті є більшою 10 мм. Рівень техніки Даний винахід стосується конічних роликопідшипників і, зокрема, поліпшеного сепаратора для конічних роликопідшипників, призначених для застосування у залізничних вагонах. Є відомим роликопідшипниковий вузол, який містить два ряди конічних роликів, попередньо зібраних у самовстановлювану, заправлену мас тилом касету для закріплення на шийці осі або вала. Такі підшипникові вузли використовуються на осях візків залізничних вагонів і монтуються на кінцевих шийках цих осей. У підшипниках зазначеного типу зазвичай використовуються два внутрішні конічних кільця з роликами, вставлені у загальне зовнішнє кільце з його торців назустріч одне одному їхніми відповідними конусами. Внутрішні 5 діаметри цих кілець розраховані на те, щоб забезпечувати посадку з натягом на шийці осі. Між цими конічними кільцями розміщене циліндричне дистанційне кільце, яке забезпечує їм і рядам конічних роликів точне розведення в просторі на шийці осі. Ролики такого підшипника утримуються в сепараторах розділеними один від одного і вирівняними у просторі. Ущільнення, встановлені усередину кожного торця зовнішнього кільця підшипника, забезпечують щільний контакт з протекторними втулками, які призначені для зменшення зносу цих елементів герметизації і спираються на зовнішні кінці відповідних конусів підшипника на кожному кінці підшипникового вузла. У типовому вагонному візку шийка осі виконується з фасонною заглибиною на її внутрішній стороні. Упорне кільце, що має поверхню, комплементарну контуру цієї фасонної заглибини, та опорну поверхню для входження у контакт з внутрішнім кінцем внутрішнього втулкового протектора ущільнення, точно визначає положення вузла підшипника на шийці. Кріпильна кришка, закріплена на торці осі болтами, що загвинчуються в цей торець, зчіплюється з зовнішньою протекторною втулкою та утримує весь підшипниковий вузол на кінці осі. Втулкові протектори для захисту ущільнень від зносу зазвичай мають внутрішній діаметр, розрахований на забезпечення посадки з натягом на шийці осі принаймні на частині їхньої довжини, завдяки чому весь вузол напресовується на кінець осі з шийкою єдиним блоком. Суть винаходу Конічний роликопідшипниковий вузол згідно з винаходом має внутрішнє кільце, щільно насаджене по колу на шийку осі або вала. Внутрішнє кільце має повернуту назовні доріжку котіння. Зовнішнє кільце підшипника має доріжку котіння, повернуту усередину. Між внутрішнім і зовнішнім доріжками котіння розташовані роликові елементи. Сепаратор підшипника має нероз'ємну конструкцію, в котрій утримуються роликові елементи, розділеними один від одного і вирівняними у просторі. Сепаратор виконується із нейлону або полімеру з волокнистим наповнювачем і має поліпшену конструкцію з підсиленими опорно-розділовими перемичками. Упорне кільце має фасонну поверхню, комплементарну поверхню фасонної заглибини на осі, і входить з нею у щільний контакт. Фасонна заглибина своїм контуром переходить з шийки на поясок осі. Взаємодія зазначених фасонних поверхонь між собою запобігає руху опорного кільця уздовж осі. Між внутрішнім кільцем та опорним кільцем розміщений втулковий протектор для зменшення зносу ущільнення. Перелік фігур креслення На Фіг. 1 у вигляді в розрізі зображена шийка вала з встановленим на ній конічним роликопідшипниковим вузлом згідно з даним винаходом; На Фіг. 2. поданий вигляд у перспективі сепаратора для вузла конічного роликопідшипника згідно з одним із варіантів здійснення даного винаходу. На Фіг. 3 поданий деталізований вигляд частини сепаратора для вузла конічного роликопід 93942 6 шипника згідно з одним із варіантів здійснення даного винаходу. Опис кращих варіантів здійснення винаходу На Фіг. 1 доданих креслень вузол конічного роликопідшипника, позначений загальною відсильною поз. 10, показаний у стані, в якому він встановлений на шийці 12 вільнотримального кінця осі 14, котрою в типовому випадку є вісь візка залізничного вагона. Шийка 12 оброблена на станку в дуже жорстких допусках і з внутрішньої сторони закінчується фасонною заглибиною 22, яка переходить в циліндричний поясок 18 осі 14. На вільному торці цієї осі шийка 12 закінчується трохи скошеною на конус напрямною частиною 24, розміри якої вибрані таким чином, щоб полегшувати встановлення підшипникового вузла на шийку осі. У торці осі 14 передбачені різьбові отвори 26 для загвинчування в них гвинтів чи болтів 28 утримування кріпильної кришки 30, а отже і підшипникового вузла, на кінці осі в заданому положенні, що більш докладно буде описано нижче. Перед встановленням і закріпленням на шийці 12 кришкою 30 вузла конічного роликопідшипника 10 його збирають в єдиний блок. Вузол конічного роликопідшипника включає у себе суцільне зовнішнє кільце 32 з двома суміжними одна одній доріжками котіння 34, 36, які взаємодіють з парою відповідних їм внутрішніх кілець (або конусів) 38, 40 через два відповідні ряди конусних роликів 42, 44. Між конусами 38, 40 розташоване середнє дистанційне кільце 46, яке підтримує їх у точному просторовому положенні одне відносно одного. Зовнішнє кільце 32 має на його протилежних кінцях, зовні доріжок котіння 34, 36, циліндричні розточки 48, 50 і пару ущільнювальних вузлів 52, 54, запресованих у відповідні циліндричні розточки 48, 50. Ущільнення 52, 54 включають у себе пружні ущільнювальні елементи відповідно 56 і 58, які перебувають у контакті тертя, утворюючи герметичне сполучення з втулковими протекторами відповідно 60 і 62, що служать для зменшення зносу ущільнення і їхніми спрямованими усередину краями зчіплюються з повернутими назовні краями конусів відповідно 38 і 40. Своїм іншим краєм втулковий протектор 60 входить у циліндричну розточку 64 у повернутій по осі назовні стороні опорного кільця 66, яке, у свою чергу, має розточку 68 на його іншій стороні, розміри котрої розраховані на те, щоб перебувати в затяжному і незатяжному сполученні на циліндричному пояску 18 осі 14. Крім того, розміри розточки 64 і зовнішній діаметр втулкового протектора 60 є такими, щоб забезпечувати посадку з натягом втулкового протектора, запресованого в упорне кільце 66, виготовлене з високою точністю на станку таким чином, щоб його внутрішня фасонна поверхня 70 була комплементарною і збігалася з поверхнею фасонної заглибини 22 при встановленні підшипника на вісь. Спрямований назовні край втулкового протектора 62 притискається до кріпильної кришки 30. Сепаратор 80 зазвичай має суцільну конструкцію із полімерного матеріалу, яким може бути, наприклад, полімер або поліамід. Сепаратор 80, крім того, містить волокнистий наповнювач зазвичай зі скляного або вуглецевого волокна завдовжки при 7 наймні 10 мм, в кращому варіанті більше 10 мм, і з волокнистим наповнювачем зазвичай із принаймні 25 - 50%( мас.) полімеру самого сепаратора. Сепаратор 80 може виготовлятися із полімеру або поліаміду за допомогою операції лиття під тиском. При цьому скляне або вуглецеве волокно може додаватися у процесі отримання одновісноорієнтованого волокнистого пластику з метою його підсилення. Сепаратор 80 може виготовлятися із полімеру або поліаміду також за допомогою процесу лиття під тиском. При цьому скляне або вуглецеве волокно може додаватися у поточній операції готування суміші з метою підсилення самого пластикового сепаратора. Сепаратор 80 може виготовлятися із поліамідного матеріалу за допомогою операції лиття під тиском, при цьому, поліамідний матеріал є наповненим принаймні 25%(мас.) скляних волокон завдовжки принаймні 10 мм. Сепаратор 80 у загальному випадку має циліндричну форму і складається із по суті круглої внутрішньої кільцевої частини 81 і по суті круглої зовнішньої кільцевої частини 83 більшого діаметра. Від внутрішньої кільцевої частини 81 до зовнішньої кільцевої частини 83 простягаються розділові перемички 85, які забезпечують опору конструкції між цими кільцями. Крім того, від внутрішнього кільця 81 до зовнішнього кільця 83 простягаються також опорнорозділові перемички 87, які забезпечують опору конструкції між цими кільцями. Можна бачити, що розділові перемички 85 мають базову частину 86, радіальна ширина якої дорівнює радіальній товщині внутрішнього кільця 81. Але розділові перемички 85 мають скошену ділянку 89, на котрій радіальна товщина зменшується до розміру А, меншого радіальної товщини їхньої базової частини 86. Кожна опорно-розділова перемичка 87 містить базову частину 88, радіальна товщина якої дорівнює радіальній товщині внутрішнього кільця 81. Проте, опорно-розділові перемички 87 мають постійну радіальну товщину В, яка є більшою радіальної товщини А розділових перемичок 85 на більшій частині їхньої довжини. Як показано на Фіг. 2, сепаратор 80 має певні кількості розділових перемичок 85 і опорно 93942 8 розділових перемичок 87. З погляду необхідності забезпечувати свободу руху мастила усередині конічного роликопідшипникового вузла 10 не є бажаним, щоби всі опори між внутрішнім кільцем 81 і зовнішнім кільцем 83 мали форму опорнорозділових перемичок 87. Але наявність певної кількості опор у формі більш міцних опорнорозділових перемичок 87 дозволяє забезпечувати краще вирівнювання конічних роликів 42 і 44. У типових, важких умовах експлуатації, в яких працюють товарні залізничні вагони, конічні ролики 42 і 44 можуть перекошуватися і приймати розцентровані положення внаслідок вібрацій, яких зазнає в таких умовах підшипниковий вузол 10. Крім того, на ролики 42 і 44 можуть діяти також температури, до яких від них нагрівається сепаратор 80 і які в результаті додають ще більшої вібрації та розцентрування цим конічним роликам. У відомих до тих пір полімерних сепараторах розділові перемички мають можливість рухатися і допускають розцентрування конічних роликів. На противагу їм, поліпшений сепаратор згідно з даним винаходом дозволяє зменшувати можливість вібрації такого сепаратора та розцентрування конічних роликів. Фактично потенційно можлива тряска сепаратора обмежується рівнем не більше 0,03 дюйма, головним чином, завдяки підвищеній жорсткості його опор. Крім того, завдяки вдосконаленій конструкції і застосуванню матеріалів зі зниженим коефіцієнтом теплового розширення стало можливим досягати менших зазорів між роликом і сепаратором. Нижчий коефіцієнт теплового розширення дозволяє зменшувати зазори в комірках сепаратора і, отже, знижувати його тряску. У свою чергу, зниження тряски сепаратора і зменшення зазорів у його комірках знижують величину можливого перекошування роликів. Тряска сепаратора буде викликати менший перекіс роликів, зумовлений вібрацією підшипникового вузла. "Тряскою" сепаратора є величина радіального руху, який може здійснювати сепаратор у даній збірці із роликів і конуса. Тряскою є діапазон руху, допустимий у радіальному напрямку сепаратора на внутрішньокільцевих компонентах. 9 93942 10 11 Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 93942 Підписне 12 Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601