Роликовий підшипник

Реферат: UA 83735 U UA 83735 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до області машинобудування, зокрема до конструкцій підшипників кочення, а саме роликових підшипників, що встановлюються в буксові вузли візків залізничних вантажних вагонів. Відомий роликовий підшипник (Патент США US 4802775, опубл. 07.02.1989, МПК F16C 19/26), що містить зовнішнє кільце та внутрішнє кільце з доріжками кочення, розміщені між ними тіла кочення у вигляді циліндричних роликів, що мають робочу поверхню кочення, яка контактує з опорними поверхнями доріжок кочення кілець. Недоліком відомого роликового підшипника є те, що при його використанні у важконавантажених вузлах, зокрема буксових вузлах візків залізничних вантажних вагонів, не вдається досягти оптимального розподілу контактної напруги вздовж доріжок кочення. Відомий роликовий підшипник (Патент Китаю CN 1807910, опубл. 26.07.2006, МПК F16C 33/36), що містить зовнішнє кільце та внутрішнє кільце з доріжками кочення, розміщені між ними тіла кочення у вигляді циліндричних роликів, що мають робочу поверхню кочення, яка контактує з опорними поверхнями доріжок кочення кілець. Недоліком відомого роликового підшипника є те, що при його використанні у важконавантажених вузлах, зокрема буксових вузлах візків залізничних вантажних вагонів, також не вдається досягти оптимального розподілу контактної напруги вздовж доріжок кочення та зниження тертя в підшипнику. Найбільш близьким аналогом є роликовий підшипник (Патент Японії JP 2009197904, опубл. 03.09.2009, МПК F16C 33/34, F16C 33/36), що містить зовнішнє кільце та внутрішнє кільце з доріжками кочення, розміщені між ними тіла кочення у вигляді циліндричних роликів, що мають робочу поверхню кочення, яка контактує з опорними поверхнями доріжок кочення кілець. Недоліком вказаного роликового підшипника є те, що при його використанні, як і попередніх, у буксових вузлах візків залізничних вантажних вагонів, не вдається досягти оптимального розподілу контактної напруги вздовж доріжок кочення, зниження тертя в підшипнику. Також конструкція зазначеного роликового підшипнику не забезпечує максимально можливу площу контакту роликів та доріжки кочення підшипника і, відповідно, мінімізацію максимальних контактних напружень. В основу корисної моделі поставлено задачу розробити таку конструкцію роликового підшипника, яка дозволяє підвищити його надійність, довговічність за рахунок рівномірного розподілу контактної напруги вздовж доріжок кочення та знизити тертя в підшипнику. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому роликовому підшипнику, що містить зовнішнє кільце та внутрішнє кільце з доріжками кочення, розміщені між ними тіла кочення у вигляді циліндричних роликів, що мають робочу поверхню кочення, яка контактує з опорними поверхнями доріжок кочення кілець, згідно з корисною моделлю, доріжки кочення виконано з випуклою твірною, причому випуклість вибрано в межах 1-8 мкм, ролики мають випуклу робочу поверхню кочення логарифмічного профілю, причому твірна профілю кожного з роликів має форму, близьку до кривої, що описується за допомогою математичного виразу:                           ls 1 ls  1  f : A ln  x    A ln    x  ,  h  h 2 2                  2 2 A A   1  e  2x  ls   1  e  2x  ls                    1   1  2 2     l  ls  l  ls      де f - логарифмічна функція твірної профілю ролика, A - масштабний коефіцієнт, h - випуклість ролика, e - експонента, x - координата, розташована вздовж осі ролика, та має початок у центрі ролика, ls - довжина плоского фрагмента твірної профілю ролика, l - довжина ролика, причому відхилення радіусів поперечних перерізів за довжиною ролика від базового радіуса ролика знаходяться в межах діапазону, що може бути описаний нерівностями: 1 UA 83735 U   1 x  0,0067   0,001ln  1  12,67949572 2x  0,0134 2      1  0,0067  x   0,6 10  6  r  0,001ln  1  12,67949572 2x  0,0134 2    та   1 x  0,0075   r  0,001ln  1  17,29874291 2x  0,015 2      1  0,0075  x   0,14 10  5 ,  0,001ln 2  1  17,29874291 2x  0,015    де  r - відхилення радіуса поперечного перерізу ролика від базового радіуса ролика, 5 10 15 20 25 x  - функція Хевісайда, вісь координат х розташована вздовж осі ролика, а початок координат збігається із центром ролика. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де на фіг. 1 зображено роликовий підшипник, переріз, на фіг. 2 - ролик підшипника згідно з корисною моделлю, на фіг. 3 - графік, що ілюструє контактну напругу в ролику підшипника. Роликовий підшипник містить зовнішнє кільце 1 та внутрішнє кільце 2 з доріжками кочення 3 та 4 відповідно, та сепаратор 5 для розміщення тіл кочення - ряду циліндричних роликів 6. Доріжки кочення 3 та 4 зовнішнього кільця 1 та внутрішнього кільця 2 виконано з випуклими твірними, причому випуклість вибрано в межах 0,1-8 мкм. Циліндричні ролики мають робочу поверхню кочення, яка контактує з опорними поверхнями доріжок кочення 3, 4 зовнішнього та внутрішнього кілець 1, 2. Вказану робочу поверхню кочення виконано випуклою, а саме логарифмічного профілю, твірна профілю кожного з роликів має форму, близьку до кривої, що описується за допомогою логарифмічної функції твірної профілю ролика:                           ls 1 ls  1  f : A ln  x    A ln    x  ,  h  h 2 2                  2 2 A A   1  e  2x  ls   1  e  2x  ls                    1   1  2 2     l  ls  l  ls      де A - масштабний коефіцієнт, h - випуклість ролика, e - експонента, x - координата, розташована вздовж осі ролика та має початок у центрі ролика, ls - довжина плоского фрагмента твірної профілю ролика, l - довжина ролика, причому відхилення радіусів поперечних перерізів за довжиною ролика від базового радіуса ролика знаходяться в межах діапазону, що може бути описаний нерівностями:   1 x  0,0067   0,001ln  1  12,67949572 2x  0,0134 2      1  0,0067  x   0,6 10  6  r  0,001ln  1  12,67949572 2x  0,0134 2    та 2 UA 83735 U 5 10   1 x  0,0075   r  0,001ln  1  17,29874291 2x  0,015 2      1  0,0075  x   0,14 10  5 ,  0,001ln  1  17,29874291 2x  0,015 2    де  r - відхилення радіуса поперечного перерізу ролика від базового радіуса ролика, x  - функція Хевісайда, вісь координат х розташована вздовж осі ролика, а початок координат збігається із центром ролика. Роликовий підшипник працює наступним чином. При навантаженні роликового підшипника циліндричні ролики 6 в навантаженій зоні встановлюються в своє робоче положення доріжками кочення 3, 4 зовнішнього та внутрішнього кілець 1, 2. Робочі поверхні кочення циліндричних роликів кочення 6 контактують з опорними поверхнями доріжок кочення 3, 4. Завдяки тому, що робочу поверхню кочення виконано випуклою, а саме логарифмічного профілю, а твірна профілю кожного з роликів має форму, близьку до кривої, що описується за допомогою логарифмічної функції, вказаної вище, вдається уникнути крайового ефекту та забезпечити максимально можливу площу контакту роликів та доріжки кочення підшипника і мінімізацію максимальних контактних напружень. 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 30 35 Роликовий підшипник кочення, що містить зовнішнє кільце та внутрішнє кільце з доріжками кочення, розміщені між ними тіла кочення у вигляді циліндричних роликів, що мають робочу поверхню кочення, яка контактує з опорними поверхнями доріжок кочення кілець, який відрізняється тим, що доріжки кочення виконано з випуклою твірною, причому випуклість вибрано в межах 1-8 мкм, ролики мають випуклу робочу поверхню кочення логарифмічного профілю, причому твірна профілю кожного з роликів має форму, близьку до кривої, що описується за допомогою математичного виразу:                           ls 1 ls  1   x    A ln    x  , f : A ln  h  h 2 2                  2  2  A A   1  e   2x  ls   1  e   2x  ls                  1   1  2 2     l  ls  l  ls      де f - логарифмічна функція твірної профілю ролика, A - масштабний коефіцієнт, h - випуклість ролика, e - експонента, x - координата, розташована вздовж осі ролика та має початок у центрі ролика, ls - довжина плоского фрагмента твірної профілю ролика, l - довжина ролика, причому відхилення радіусів поперечних перерізів за довжиною ролика від базового радіуса ролика знаходяться в межах діапазону, що може бути описаний нерівностями:   1 x  0,0067   0,001 ln  1  12,67949572 2x  0,0134 2      1  0,0067  x   0,6 10  6  r  0,001 ln  1  12,67949572 2x  0,0134 2    та 3 UA 83735 U   1 x  0,0075   r  0,001ln  1  17,29874291 2x  0,015 2      1  0,0075  x   0,14 10  5 ,  0,001ln 2  1  17,29874291 2x  0,015    де  r - відхилення радіуса поперечного перерізу ролика від базового радіуса ролика, x  - функція Хевісайда, вісь координат x розташована вздовж осі ролика, а початок координат збігається із центром ролика. 4 UA 83735 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5