[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2554033C1 - Rolling bearings with step rollers - Google Patents

Rolling bearings with step rollers Download PDF

Info

Publication number
RU2554033C1
RU2554033C1 RU2014110416/11A RU2014110416A RU2554033C1 RU 2554033 C1 RU2554033 C1 RU 2554033C1 RU 2014110416/11 A RU2014110416/11 A RU 2014110416/11A RU 2014110416 A RU2014110416 A RU 2014110416A RU 2554033 C1 RU2554033 C1 RU 2554033C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bearing
roller
rollers
diameter
diameters
Prior art date
Application number
RU2014110416/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Петрович Адашкевич
Original Assignee
Юрий Петрович Адашкевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Юрий Петрович Адашкевич filed Critical Юрий Петрович Адашкевич
Priority to RU2014110416/11A priority Critical patent/RU2554033C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2554033C1 publication Critical patent/RU2554033C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.SUBSTANCE: rolling bearing with step rollers contains an external ring (1) and an internal ring (2) with races, located between them rolling bodies made as two-step rollers installed in cage sockets, larger step (3) diameter contacts with race of the internal ring (2) of the bearing, and smaller step (4) diameter contacts with race of the external ring (1). Race diameters of the rings (1) and (2), and diameters of large and small steps (3) and (4) of the roller are in proportional relationship. Ratio d\d= k is equal to any number within permitted range, at that diameters of the roller steps are determined from equation: d= (D-D)\(k+1) and d=kd, where dis diameter of the large step (3) of the bearing roller; dis diameter of the small step (4) of the bearing roller; Dis diameter of race of external ring (1) of the bearing; Dis diameter of race of internal ring (2) of the bearing; k decreasing reduction factor c selected by the user.EFFECT: increasing by k times of speed of internal ring of the bearing relatively to its fixed external ring at same speed of rollers over the external ring relatively to the bearing axis or increased operation time of the bearing by k times at same speed of internal ring, reduced rollers slippage.2 cl, 2 dwg, 1 ex.

Description

Изобретение относится к области машиностроения и приборостроения и может быть использовано во всех отраслях промышленности.The invention relates to the field of mechanical engineering and instrumentation and can be used in all industries.

Известен подшипник качения, преимущественно крупногабаритных размеров, который содержит тела качения - ролики, выполненные двухступенчатыми. Большая ступень обкатывается только по дорожке качения наружного кольца подшипника, а меньшая ступень ролика, выполненная по меньшей мере с двумя участками, обкатывается только по дорожке качения внутреннего кольца подшипника с постоянной и одинаковой частотой вращения. Большая ступень ролика выполнена бочкообразной и контактирует с дорожкой качения наружного кольца подшипника по линии, а тела качения - ролики выполнены с отверстием, в котором расположена ось с зазором и два встроенных радиально-упорных подшипника качения. При этом должно выполняться условие сборки подшипника качения dlm/Dwm1=Dlm/Dwm2=Const. Два диска выполняют роль сепараторов и не контактируют ни с телами качения, ни с кольцами основного подшипника (см. RU №2291330 МПК F16C 19/54, F16C 33/34, опубликовано 10.01.2007 г.).A known rolling bearing, mainly of large dimensions, which contains rolling bodies — rollers made in two stages. A large stage is rolled in only along the raceway of the outer ring of the bearing, and a smaller stage of the roller, made with at least two sections, is rolled in only along the raceway of the inner ring of the bearing with a constant and identical speed. The large step of the roller is barrel-shaped and contacts the raceway of the outer ring of the bearing along the line, and the rolling elements — the rollers are made with a hole in which there is an axis with a clearance and two built-in angular contact rolling bearings. In this case, the assembly condition for the rolling bearing d lm / D wm1 = D lm / D wm2 = Const. Two disks act as separators and do not come into contact with either the rolling bodies or the rings of the main bearing (see RU No. 2291330 IPC F16C 19/54, F16C 33/34, published January 10, 2007).

Наиболее близким аналогом является подшипник гироскопа радиальный роликовый, который содержит внутреннее и наружное кольца с дорожками качения, размещенные между ними тела качения, выполненные в виде роликов, установленных в гнездах сепаратора. Ролики выполнены двухступенчатыми. Больший диаметр ступени, имеющий один участок, контактирует только с дорожкой качения наружного кольца подшипника. Меньший диаметр ступени, выполненный с двумя участками, контактирует только с дорожками качения его внутреннего кольца с постоянной и одинаковой частотой вращения. При этом должно выполняться условие сборки подшипника качения dlm/Dwm1=Dlm/Dwm2=Const. Дорожка качения внутреннего кольца подшипника выполнена с проточкой для образования зазора с диаметром большей ступени ролика, которая выполнена сферической или бочкообразной, а дорожка качения наружного кольца подшипника выполнена сферической. При этом отношение диаметра большей ступени ролика к диаметру меньшей ступени ролика равно 2/1, а число роликов равно простому числу, например пяти (см. RU №2385422 МПК F16C 19/22, опубликовано 27.03.2010 г.).The closest analogue is the radial roller gyro bearing, which contains the inner and outer rings with raceways, the rolling bodies placed between them, made in the form of rollers installed in the separator sockets. The rollers are made in two stages. The larger diameter of the step, having one section, is in contact only with the raceway of the outer ring of the bearing. The smaller diameter of the step, made with two sections, is in contact only with the raceways of its inner ring with a constant and the same speed. In this case, the assembly condition for the rolling bearing d lm / D wm1 = D lm / D wm2 = Const. The raceway of the inner ring of the bearing is made with a groove to form a gap with a diameter of a larger step of the roller, which is made spherical or barrel-shaped, and the raceway of the outer ring of the bearing is made spherical. The ratio of the diameter of the larger stage of the roller to the diameter of the lower stage of the roller is 2/1, and the number of rollers is a prime number, for example five (see RU No. 2385422 IPC F16C 19/22, published 03/27/2010).

Недостатком известного технического решения является неверная модель вращения внутреннего кольца относительно наружного кольца подшипника, вызывающая в конструкции аналога повышение частоты вращения роликов относительно оси подшипника по сравнению со стандартным подшипником с такими же моделью вращения и размерами диаметров дорожек качения наружного и внутреннего кольца; в аналоге простые дроби, в которых используются переменные диаметры большей ступени ролика Dwm2, выполненной в круглой или бочкообразной форме, и дорожки качения наружного кольца Dlm, соответствующей по форме большей ступени ролика, не имеют ответа вообще и не равны const в частности, как дроби с переменными компонентами; отсутствует способ расчета диаметров ступеней роликов.A disadvantage of the known technical solution is the wrong model of rotation of the inner ring relative to the outer ring of the bearing, causing an increase in the frequency of rotation of the rollers relative to the axis of the bearing in the analog design compared to a standard bearing with the same model of rotation and the dimensions of the raceways of the outer and inner rings; in the analogue, simple fractions in which the variable diameters of the larger roller stage D wm2 are used , made in a round or barrel-shaped form, and the raceways of the outer ring D lm , corresponding in the form of the larger stage of the roller, have no answer at all and are not equal to const in particular, as fractions with variable components; There is no way to calculate the diameters of the steps of the rollers.

Для радиального подшипника с моделью вращения внутреннего кольца относительно неподвижного наружного кольца поставлена задача: повысить частоту вращения внутреннего кольца относительно наружного кольца при прежней частоте вращения роликов по сравнению со стандартным подшипником и аналогами; вывести математическую формулу исчисления диаметров ступеней роликов, позволяющую снизить частоту вращения роликов.For a radial bearing with a model of rotation of the inner ring relative to the stationary outer ring, the task is set: to increase the frequency of rotation of the inner ring relative to the outer ring at the same speed of rotation of the rollers in comparison with a standard bearing and analogues; derive a mathematical formula for calculating the diameters of the steps of the rollers, which allows to reduce the frequency of rotation of the rollers.

Поставленная задача решается тем, что в подшипнике, содержащем наружное и внутреннее кольца с дорожками качения (с дорожками), помещенные между ними тела качения, выполненные в виде установленных в гнездах сепаратора двухступенчатых роликов, ступени большего диаметра которых обкатывают дорожку внутреннего кольца подшипника, а ступени меньшего диаметра обкатывают дорожку его наружного кольца, полный коэффициент понижения частоты вращения роликов находится в пропорциональной зависимости от соотношений диаметров D1\D2=n в пределах допустимого и d1\d2=k в пределах допустимого, произведение соотношений D 1 D 2 d 1 d 2 = n k

Figure 00000001
является полным коэффициентом понижения частоты вращения роликов по наружному кольцу относительно оси подшипника, обусловленного геометрическими пропорциями диаметров дорожек колец между собой и диаметров ступеней ролика между собой, где:The problem is solved in that in the bearing containing the outer and inner rings with raceways (with tracks), the rolling bodies placed between them are made in the form of two-stage rollers installed in the separator sockets, steps of a larger diameter which run around the track of the inner bearing ring, and steps smaller diameter track run in its outer ring, the total coefficient lowering roller speed is proportional to the ratio of a diameter D 1 \ D 2 = n within dopa timogo and 1 d \ d = k 2 within the allowable, work relations D one D 2 d one d 2 = n k
Figure 00000001
is the full coefficient of reduction of the frequency of rotation of the rollers along the outer ring relative to the axis of the bearing, due to the geometric proportions of the diameters of the tracks of the rings between themselves and the diameters of the steps of the roller between themselves, where:

d1 - диаметр большей ступени ролика подшипника;d 1 is the diameter of the larger stage of the bearing roller;

d2 - диаметр меньшей ступени ролика подшипника;d 2 is the diameter of the lower stage of the bearing roller;

D1 - диаметр дорожки наружного кольца подшипника;D 1 - the diameter of the track of the outer ring of the bearing;

D2 - диаметр дорожки внутреннего кольца подшипника;D 2 - the diameter of the track of the inner ring of the bearing;

n - коэффициент отношения диаметра дорожки наружного кольца D1 к диаметру дорожки внутреннего кольца D2, величина 1\n показывает, какую часть дорожки наружного кольца обкатит ролик одновременно с обкатом одного оборота дорожки внутреннего кольца относительно стационарной точки дорожки внутреннего кольца (1\n - частота вращения ролика по дорожке наружного кольца относительно оси подшипника) в стандартном подшипнике; пределы допустимого n - это размер диаметра дорожки внутреннего кольца D2, имеющего максимально и минимально допустимые размеры, подходящего к внешнему кольцу с произвольным диаметром дорожки D1, когда размеры диаметров колец позволяют разместить между кольцами ступенчатые функционирующие ролики;n is the coefficient of the ratio of the diameter of the track of the outer ring D 1 to the diameter of the track of the inner ring D 2 , the value 1 \ n shows how much of the track of the outer ring rolls the roller at the same time as rolling around one revolution of the track of the inner ring relative to the stationary point of the track of the inner ring (1 \ n - frequency of rotation of the roller along the track of the outer ring relative to the axis of the bearing) in a standard bearing; the limits of permissible n are the size of the diameter of the track of the inner ring D 2 , having the maximum and minimum acceptable sizes, suitable for the outer ring with an arbitrary diameter of the track D 1 , when the sizes of the diameters of the rings allow you to place stepped functioning rollers between the rings;

k - произвольно выбранный коэффициент понижения частоты вращения ролика по дорожке наружного кольца, являющийся коэффициентом пропорциональности соотношения диаметров ступеней ролика d1\d2, ограниченный размерами диаметров ступеней роликов в пределах возможности функционирования подшипника со ступенчатыми роликами, понижающий частоту вращения роликов по дорожке наружного кольца относительно оси подшипника по сравнению со стандартным подшипником, по сути являющийся коэффициентом редукции ролика;k is an arbitrarily selected coefficient of lowering the frequency of rotation of the roller along the track of the outer ring, which is a proportionality coefficient of the ratio of the diameters of the steps of the roller d 1 \ d 2 , limited by the dimensions of the diameters of the steps of the rollers within the limits of the possibility of functioning of the bearing with step rollers, reducing the frequency of rotation of the rollers along the track of the outer ring relative to the axis of the bearing compared to a standard bearing, which is essentially a coefficient of reduction of the roller;

стационарная точка дорожки кольца или дорожки ступени ролика - это точка поверхности указанной дорожки, жестко привязанная к дорожке и перемещающаяся вместе с дорожкой;the stationary point of the track of the ring or track of the roller step is the surface point of the specified track, rigidly attached to the track and moving with the track;

ступени роликов и дорожек колец подшипника должны бытьthe steps of the rollers and tracks of the bearing rings must be

цилиндрическими, то есть диаметры дорожек колец и ступеней роликов должны быть постоянными для каждой дорожки или ступени.cylindrical, that is, the diameters of the tracks of the rings and the steps of the rollers must be constant for each track or step.

Приведенная зависимость D 1 D 2 d 1 d 2 = n k

Figure 00000001
полного коэффициента понижения частоты вращения роликов относительно оси подшипника во время обката роликом наружного кольца позволила выбрать и исчислить частоту вращения роликов относительно оси для подшипника с известными диаметрами дорожек наружного и внутреннего колец в пределах допустимого и подобрать (исчислить) диаметры ступеней ролика в соответствие с выбранным коэффициентом редукции k.Reduced dependence D one D 2 d one d 2 = n k
Figure 00000001
the full coefficient of reduction of the frequency of rotation of the rollers relative to the axis of the bearing during rolling around the outer ring by the roller made it possible to select and calculate the frequency of rotation of the rollers relative to the axis for the bearing with known diameters of the tracks of the outer and inner rings within the acceptable range and select (calculate) the diameters of the steps of the roller in accordance with the selected coefficient reduction k.

Анализ известных технических решений, проведенный по научно-технической и патентной документации, показал, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения не известна из уровня техники, следовательно, он соответствует условиям патентоспособности изобретения - «изобретательский уровень» и «новизна».Analysis of the known technical solutions, carried out according to scientific, technical and patent documentation, showed that the set of essential features of the claimed technical solution is not known from the prior art, therefore, it meets the conditions of patentability of the invention - “inventive step” and “novelty”.

Подшипник качения со ступенчатыми роликами поясняется чертежами:The rolling bearing with stepped rollers is illustrated by drawings:

Фиг.1 - геометрическая схема подшипника качения;Figure 1 is a geometric diagram of a rolling bearing;

Фиг.2 - подшипник качения в разрезе.Figure 2 - sectional bearing.

Подшипник качения со ступенчатыми роликами состоит из наружного кольца 1, внутреннего кольца 2, ступенчатого ролика с большей ступенью 3 и меньшей ступенью 4.The rolling bearing with stepped rollers consists of an outer ring 1, an inner ring 2, a stepped roller with a higher stage 3 and a lower stage 4.

Так как ступенчатый ролик большей ступенью обкатывает дорожку качения внутреннего кольца, а меньшей ступенью обкатывает дорожку качения наружного кольца и предназначен для модели вращения внутреннего кольца относительно наружного кольца подшипника, что является противоположным в сравнении с известными моделями вращения наружного кольца относительно неподвижного внутреннего кольца подшипников со ступенчатыми роликами, то настоящий подшипник будет называться подшипник со ступенчатыми роликами второго типа; подшипник с моделью вращения наружного кольца относительно неподвижного внутреннего кольца будет называться подшипник со ступенчатыми роликами первого типа.Since a stepped roller rolls around the raceway of the inner ring with a larger step, and runs a raceway of the race of the outer ring and is designed to model the rotation of the inner ring relative to the outer ring of the bearing, which is opposite in comparison with the known models of rotation of the outer ring relative to the stationary inner ring of bearings with step rollers, then the real bearing will be called a bearing with stepped rollers of the second type; a bearing with a rotation model of the outer ring relative to the stationary inner ring will be called a bearing with stepped rollers of the first type.

Ступенчатый ролик может быть монолитным телом или собранным из отдельных частей. Ступени 3 и 4 ролика жестко связаны между собой. Средний участок ролика с большим диаметром (большая ступень 3) обкатывает дорожку внутреннего кольца 2. Одновременно боковые участки ролика с меньшим диаметром (меньшая ступень 4) обкатывают дорожку наружного кольца 2, разделенную по ширине на две дорожки с зазором между ними для прохождения между ними большей ступени 3 ролика.The stepped roller may be a monolithic body or assembled from separate parts. Steps 3 and 4 of the roller are rigidly interconnected. The middle section of the roller with a large diameter (large step 3) runs around the track of the inner ring 2. At the same time, the side sections of the roller with a smaller diameter (smaller step 4) run around the track of the outer ring 2, divided by two tracks in width with a gap between them for more 3 roller steps.

Для приведения размеров подшипника со ступенчатыми роликами к размерам стандартных подшипников за основу исчислений берутся наружный и внутренний диаметры стандартного шарикового или роликового подшипника и ширина подшипника. По выбранным диаметрам стандартного подшипника определяются диаметры дорожек качения наружного и внутреннего колец 1 и 2 подшипника с учетом присутствия между ними ступенчатых роликов и по этим диаметрам согласуются произвольно выбранные диаметры ступеней 3 и 4 ролика; толщину внутреннего кольца рассматриваемого подшипника можно сделать меньше, чем у стандартного подшипника, учитывая минимизированный износ дорожки качения внутреннего кольца из-за отсутствия трения скольжения, присущего стандартным подшипникам, для расширения диапазона размеров диаметров колец и приближения их к диаметрам колец стандартного подшипника. Отсутствие трения скольжения между роликами и дорожками колец позволяет сделать дорожки колец и ступени роликов рассматриваемого подшипника значительно уже дорожек колец и тел качения стандартного подшипника, зауживание ширины дорожек и ролика не повысит трение скольжения, но приблизит ширину рассматриваемого подшипника к ширине стандартного подшипника.To reduce the dimensions of a bearing with stepped rollers to the sizes of standard bearings, the outer and inner diameters of a standard ball or roller bearing and the width of the bearing are taken as the basis for the calculations. The diameters of the raceways of the outer and inner rings 1 and 2 of the bearing are determined by the selected diameters of the standard bearing, taking into account the presence of stepped rollers between them, and arbitrarily selected diameters of the stages 3 and 4 of the roller are matched by these diameters; the thickness of the inner ring of the bearing under consideration can be made smaller than that of a standard bearing, given the minimized wear of the raceway of the inner ring due to the lack of sliding friction inherent in standard bearings, to expand the range of sizes of the diameters of the rings and bring them closer to the diameters of the rings of a standard bearing. The absence of sliding friction between the rollers and the tracks of the rings makes it possible to make the track of the rings and the steps of the rollers of the bearing under consideration significantly narrower than the tracks of the rings and rolling elements of the standard bearing, narrowing the width of the tracks and the roller will not increase the sliding friction, but will bring the width of the bearing under consideration closer to the width of the standard bearing.

При обкате большей ступенью ролика одного оборота дорожки внутреннего кольца относительно стационарной точки дорожки внутреннего кольца ролик совершает D2\d1=n1 оборотов по дорожке внутреннего кольца относительно стационарной точки дорожки внутреннего кольца.When rolling a larger step of the roller of one revolution of the track of the inner ring relative to the stationary point of the track of the inner ring, the roller makes D 2 \ d 1 = n 1 revolutions along the track of the inner ring relative to the stationary point of the track of the inner ring.

При обкате большей ступенью ролика n1 оборотов относительно стационарной точки дорожки качения внутреннего кольца меньшая ступень ролика совершит обкат дорожки качения наружного кольца на n1 оборотов. Длина дорожки качения наружного кольца, пройденная меньшей ступенью ролика от стартовой точки касания до конечной точки касания меньшей ступенью ролика дорожки наружного кольца при прохождении n1 оборотов, равна n1πd2, что в d1\d2 раза меньше, чем при условном обкате n1 оборотов по дорожке качения наружного кольца роликом с диаметром d1(n1πd1). Коэффициент редукции ролика k=d1\d2 в k раз снизил длину обката дорожки качения наружного кольца - в k раз снизил частоту вращения роликов по дорожке наружного кольца относительно оси подшипникаWhen rolling a larger step of the roller n 1 revolutions relative to the stationary point of the raceway of the inner ring, a smaller step of the roller will run the raceway of the outer ring by n 1 revolutions. The length of the raceway of the outer ring, passed by the lower step of the roller from the starting point of contact to the final point of contact by the lower step of the roller of the track of the outer ring when passing n 1 revolutions, is n 1 πd 2 , which is d 1 \ d 2 times less than during conventional rolling n 1 revolutions along the raceway of the outer ring with a roller with a diameter of d 1 (n 1 πd 1 ). The reduction coefficient of the roller k = d 1 \ d 2 k times reduced the length of the run-in of the raceway of the outer ring - k times reduced the frequency of rotation of the rollers along the track of the outer ring relative to the axis of the bearing

Из Фиг.1 геометрической схемы подшипника выведем равенствоFrom figure 1 of the geometric diagram of the bearing we deduce the equality

Figure 00000002
Figure 00000002

r1 - радиус большей ступени 3 ролика;r 1 is the radius of the greater stage 3 of the roller;

r2 - радиус меньшей ступени 4 ролика.r 2 is the radius of the lower stage 4 of the roller.

Для удобства вывода формул еще раз запишем найденное выше соотношение диаметров ступеней роликов:For the convenience of deriving the formulas, we again write down the ratio of the diameters of the steps of the rollers found above:

Figure 00000003
Figure 00000003

Используя формулу (2), выразим d1 через d2:Using formula (2), we express d 1 in terms of d 2 :

Figure 00000004
Figure 00000004

Запишем формулу (1) с использованием формулы (3)We write formula (1) using formula (3)

Figure 00000005
Figure 00000005

Из формулы (4) найдем d2:From formula (4) we find d 2 :

Figure 00000006
Figure 00000006

По формуле (3) исчислим диаметр d1.By the formula (3) we calculate the diameter d 1 .

Произвольно выбранные размеры диаметра D2 и коэффициента редукции k должны согласовываться с диаметром D1 и между собой для приведения подшипника в функционирующую конструкцию. Согласованные указанные компоненты удовлетворяют формулу (1).Arbitrarily chosen dimensions of the diameter D 2 and the reduction coefficient k must be consistent with the diameter D 1 and with each other to bring the bearing into a functioning structure. The agreed specified components satisfy the formula (1).

Вычисленные выше диаметры d1 и d2 ступеней 3 и 4 ролика удовлетворяют условиям сборки подшипника с диаметрами дорожек колец D1 и D2, коэффициентом редукции k ролика, вместе с отсутствием смазки обеспечивают хорошее сцепление между роликом и кольцами подшипника, исключают проскальзывание роликов и понижают частоту вращения роликов относительно оси подшипника в k раз по сравнению со стандартным подшипником (коэффициент n понижает частоту вращения роликов по наружному кольцу из-за разности длин дорожек наружного и внутреннего кольца в стандартном и подшипнике со ступенчатыми роликами).The above diameters d 1 and d 2 of steps 3 and 4 of the roller satisfy the conditions of assembly of the bearing with the diameters of the ring tracks D 1 and D 2 , the reduction coefficient k of the roller, together with the absence of lubrication, provide good adhesion between the roller and the bearing rings, prevent the rollers from slipping and reduce the frequency of rotation of the rollers relative to the bearing axis is k times compared to a standard bearing (the coefficient n reduces the frequency of rotation of the rollers along the outer ring due to the difference in the lengths of the tracks of the outer and inner rings in the standard mercury and bearing with stepped rollers).

При обкате большей ступенью 3 ролика с диаметром d1 дорожки внутреннего кольца 2 частота вращения ролика по наружному кольцу 1 относительно оси подшипника снизится в k раз по сравнению со стандартным подшипником.When rolling over a larger step 3 of a roller with a diameter d 1 of the track of the inner ring 2, the frequency of rotation of the roller along the outer ring 1 relative to the axis of the bearing will decrease by a factor of k compared with a standard bearing.

Применение подшипника со ступенчатыми роликами позволяет повысить частоту вращения внутреннего кольца относительно статичного наружного кольца подшипника в k раз по сравнению со стандартным подшипником с такими же диаметрами D1 и D2 дорожек колец, частота вращения ступенчатых роликов по дорожке наружного кольца относительно оси подшипника останется такой же, как у стандартного подшипника.The use of a bearing with stepped rollers makes it possible to increase the frequency of rotation of the inner ring relative to the static outer ring of the bearing by a factor of k compared to a standard bearing with the same diameters D 1 and D 2 of the ring tracks, the speed of the stepped rollers along the track of the outer ring relative to the axis of the bearing will remain the same like a standard bearing.

Если подшипник со ступенчатыми роликами использовать не как подшипник с высокочастотным вращением одного кольца относительно другого, а как стандартный подшипник со средней частотой вращения, то срок его эксплуатации повысится до k раз по сравнению со стандартным подшипником.If a bearing with stepped rollers is used not as a bearing with high-frequency rotation of one ring relative to another, but as a standard bearing with an average speed, its service life will increase up to k times compared to a standard bearing.

Для примера расчета выберем произвольные размеры в любых единицах диаметров дорожек качения наружного и внутреннего колец 1 и 2 подшипника D1=116 и D2=68, коэффициент редукции k, равный трем, и по ним рассчитаем диаметры большей и меньшей ступеней 3 и 4 ролика.For an example of the calculation, we choose arbitrary sizes in any units of the diameters of the raceways of the outer and inner rings 1 and 2 of the bearing D 1 = 116 and D 2 = 68, the reduction coefficient k is three, and from them we calculate the diameters of the larger and smaller stages 3 and 4 of the roller .

Исчислим диаметр меньшей ступени ролика, используя формулу (5):We calculate the diameter of the lower step of the roller using the formula (5):

d2=(D1-D2)\(к+1)=(116-68)\(3+1)=12.d 2 = (D 1 -D 2 ) \ (k + 1) = (116-68) \ (3 + 1) = 12.

Исчислим диаметр большей ступени ролика, используя формулу (3):We calculate the diameter of the larger step of the roller using the formula (3):

d1=kd2=3*12=36.d 1 = kd 2 = 3 * 12 = 36.

Расчет диаметров большей 3 и меньшей 4 ступеней роликов с использованием методики расчета, выбранного коэффициента k, формул (5), (3) показал простоту расчета подшипника второго типа со ступенчатыми роликами с произвольным диаметром D1 дорожки наружного кольца 1 и согласованными с D1 коэффициентом k и диаметром D2 дорожки внутреннего кольца 2. Можно выбрать размер диаметра D2 и согласовать с ним размер диаметра D1 и коэффициент k.Calculation of diameters greater than 3 and less than 4 steps of the rollers using the calculation method, the selected coefficient k, formulas (5), (3) showed the simplicity of calculating a second type bearing with stepped rollers with an arbitrary diameter D 1 of the track of the outer ring 1 and the coefficient consistent with D 1 k and the diameter D 2 of the track of the inner ring 2. You can select the size of the diameter D 2 and coordinate with it the size of the diameter D 1 and the coefficient k.

В результате работы подшипника без трения скольжения и лишнего пробега роликов по наружному кольцу, вызванному понижением частоты вращения роликов, он будет меньше греться. Не будут меняться свойства металла и механические свойства подшипника, зависимые от температуры нагрева. Предсказуема экономия на фрикционной смазке для подшипника, ее можно исключить из компонентов обслуживания. Без трения скольжения снизится износ роликов и дорожек колец - не будут увеличиваться конструктивные зазоры. Без лишних зазоров не будет биения роликов о кольца подшипника, следовательно, и уровень шума упадет. Шум уменьшится и из-за отсутствия трения скольжения между кольцами и роликами подшипника и уменьшения длины и скорости пробега ролика по наружному кольцу. Так как уменьшится момент силы трения скольжения подшипника и лишний пробег роликов, будет снижена затрата электроэнергии на преодоление сил трения скольжения и лишний пробег роликов. В масштабах завода или режима многосменной работы подшипников экономия электроэнергии будет значительна. Ресурс работы подшипника со ступенчатыми роликами увеличится многократно по сравнению со стандартным подшипником - будет большая экономия денег и на приобретение запасных подшипников и замене подшипников, их нужно будет менять значительно реже. Простои оборудования для ремонта или замены подшипников уменьшатся многократно - увеличится объем выпускаемой продукции и прибыли производства. Замена подшипника высокочастотного вращения, изготовленного из дорогих материалов с применением дорогих технологий, на подшипник со ступенчатыми роликами тоже принесет прибыль.As a result of the operation of the bearing without sliding friction and excessive run of the rollers along the outer ring caused by a decrease in the frequency of rotation of the rollers, it will heat less. The properties of the metal and the mechanical properties of the bearing, depending on the heating temperature, will not change. Predictable savings in friction grease for the bearing can be excluded from service components. Without sliding friction, the wear of the rollers and ring tracks will decrease — design gaps will not increase. Without extra gaps, the rollers will not run out of the bearing rings, therefore, the noise level will fall. Noise will also be reduced due to the absence of sliding friction between the rings and the bearing rollers and a decrease in the length and speed of the roller along the outer ring. As the moment of sliding friction force of the bearing and the excess mileage of the rollers decrease, the energy consumption for overcoming the sliding friction forces and the excess mileage of the rollers will be reduced. On a plant-wide or multi-shift bearing mode, the energy savings will be significant. The service life of a bearing with stepped rollers will increase many times over compared to a standard bearing - there will be big savings in the purchase of spare bearings and replacement of bearings, they will need to be changed much less frequently. Downtime of equipment for repair or replacement of bearings will decrease many times - the volume of products and profit margins will increase. Replacing a high frequency rotation bearing made of expensive materials using expensive technology with a stepped roller bearing will also be profitable.

Заявляемое техническое решение обеспечивает повышение частоты вращения внутреннего кольца подшипника относительно статичного наружного кольца без повышения частоты вращения роликов относительно оси подшипника, либо повышение срока работы подшипника по сравнению с аналогичным по размерам дорожек колец и частоте вращения внутреннего кольца относительно статичного наружного кольца стандартным подшипником. Диаметры ступеней ролика представленного подшипника исчисляются по выведенным формулам. Таким образом, технический результат достигнут.The claimed technical solution provides an increase in the frequency of rotation of the inner ring of the bearing relative to the static outer ring without increasing the frequency of rotation of the rollers relative to the axis of the bearing, or an increase in the life of the bearing compared to similar ring tracks and the frequency of rotation of the inner ring relative to the static outer ring with a standard bearing. The diameters of the roller steps of the presented bearing are calculated according to the derived formulas. Thus, the technical result is achieved.

Подшипник качения со ступенчатыми роликами может быть изготовлен на известном оборудовании с использованием современных материалов и технологий.The rolling bearing with stepped rollers can be manufactured using well-known equipment using modern materials and technologies.

Claims (2)

1. Подшипник качения со ступенчатыми роликами, содержащий наружное и внутреннее кольца с дорожками качения, установленные между ними тела качения, выполненные в виде установленных в гнездах сепаратора двухступенчатых роликов, ступени большего диаметра которых контактируют с дорожкой качения внутреннего кольца подшипника, а ступени меньшего диаметра контактируют с дорожкой качения его наружного кольца, диаметры дорожек качения наружного и внутреннего колец и диаметры большей и меньшей ступеней ролика находятся в пропорциональной зависимости, отличающийся тем, что соотношение d1\d2=k и равно любому числу в пределах допустимого, при этом диаметры ступеней роликов подшипника определяют из соотношений: d2=(D1-D2)\(k+1) и d1=kd2, где
d1 - диаметр большей ступени ролика подшипника;
d2 - диаметр меньшей ступени ролика подшипника;
D1 - диаметр дорожки качения наружного кольца подшипника;
D2 - диаметр дорожки качения внутреннего кольца подшипника;
k - коэффициент редукции ролика, уменьшающий частоту вращения ступенчатого ролика относительно оси подшипника во время обката роликом дорожки качения наружного кольца подшипника по сравнению со стандартным подшипником, равный от единицы до нескольких единиц, выбираемый самостоятельно по потребностям.
1. The rolling bearing with stepped rollers, containing the outer and inner rings with raceways, the rolling bodies installed between them, made in the form of two-stage rollers installed in the seats of the separator, the larger diameters of which are in contact with the raceway of the inner bearing ring, and the smaller diameters are in contact with the raceway of its outer ring, the diameters of the raceways of the outer and inner rings and the diameters of the larger and smaller steps of the roller are in proportion dence, characterized in that the ratio d 1 \ d 2 = k and is any number within permitted, the diameters of the bearing rollers steps determined from the relation: d 2 = (D 2 -D 1) \ (k + 1) and d 1 = kd 2 , where
d 1 is the diameter of the larger stage of the bearing roller;
d 2 is the diameter of the lower stage of the bearing roller;
D 1 - the diameter of the raceway of the outer ring of the bearing;
D 2 - the diameter of the raceway of the inner ring of the bearing;
k is the coefficient of reduction of the roller, which reduces the speed of the stepped roller relative to the axis of the bearing during rolling by the roller of the raceway of the outer ring of the bearing in comparison with a standard bearing, equal from one to several units, independently selected according to needs.
2. Подшипник по п.1, отличающийся тем, что ступени ролика и обкатываемые ими дорожки качения колец должны иметь цилиндрическую форму, то есть постоянные диаметры. 2. The bearing according to claim 1, characterized in that the steps of the roller and the raceways rolled around by them should have a cylindrical shape, that is, constant diameters.
RU2014110416/11A 2014-03-18 2014-03-18 Rolling bearings with step rollers RU2554033C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014110416/11A RU2554033C1 (en) 2014-03-18 2014-03-18 Rolling bearings with step rollers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014110416/11A RU2554033C1 (en) 2014-03-18 2014-03-18 Rolling bearings with step rollers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2554033C1 true RU2554033C1 (en) 2015-06-20

Family

ID=53433890

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014110416/11A RU2554033C1 (en) 2014-03-18 2014-03-18 Rolling bearings with step rollers

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2554033C1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105987074A (en) * 2015-11-09 2016-10-05 王钢 Speed reducing bearing
RU2604753C1 (en) * 2015-07-20 2016-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) Rolling bearing
RU2609516C1 (en) * 2015-10-27 2017-02-02 Юрий Петрович Адашкевич Reducing radial thrust bearing of first type
RU2618809C1 (en) * 2016-07-22 2017-05-11 Юрий Петрович Адашкевич First type reinforced reduction radial bearing
RU2621525C1 (en) * 2016-05-04 2017-06-06 Юрий Петрович Адашкевич First type reinforced reduction radial thrust bearing
RU2643743C1 (en) * 2016-12-06 2018-02-05 Юрий Петрович Адашкевич Reducing radial bearing of the first type

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU28380A1 (en) * 1929-02-28 1932-11-30 В.Н. Трейер Roller bearing with stepped rollers
FR2699238B1 (en) * 1992-12-15 1996-06-28 Mauxion Robert PERFECT WHEELS OR BEARINGS BY CIRCULAR CONTACTS, WITHOUT ANY FRICTION.
RU2226627C2 (en) * 2001-07-16 2004-04-10 Гонченко Борис Васильевич Roller bearing
RU2319046C2 (en) * 2004-09-29 2008-03-10 Михаил Петрович Кабиков Antifriction bearing (versions)
RU2385422C1 (en) * 2009-04-13 2010-03-27 Борис Васильевич Гонченко Rolling radial bearing of gyroscope

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU28380A1 (en) * 1929-02-28 1932-11-30 В.Н. Трейер Roller bearing with stepped rollers
FR2699238B1 (en) * 1992-12-15 1996-06-28 Mauxion Robert PERFECT WHEELS OR BEARINGS BY CIRCULAR CONTACTS, WITHOUT ANY FRICTION.
RU2226627C2 (en) * 2001-07-16 2004-04-10 Гонченко Борис Васильевич Roller bearing
RU2319046C2 (en) * 2004-09-29 2008-03-10 Михаил Петрович Кабиков Antifriction bearing (versions)
RU2385422C1 (en) * 2009-04-13 2010-03-27 Борис Васильевич Гонченко Rolling radial bearing of gyroscope

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2604753C1 (en) * 2015-07-20 2016-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) Rolling bearing
RU2609516C1 (en) * 2015-10-27 2017-02-02 Юрий Петрович Адашкевич Reducing radial thrust bearing of first type
CN105987074A (en) * 2015-11-09 2016-10-05 王钢 Speed reducing bearing
RU2621525C1 (en) * 2016-05-04 2017-06-06 Юрий Петрович Адашкевич First type reinforced reduction radial thrust bearing
RU2618809C1 (en) * 2016-07-22 2017-05-11 Юрий Петрович Адашкевич First type reinforced reduction radial bearing
RU2643743C1 (en) * 2016-12-06 2018-02-05 Юрий Петрович Адашкевич Reducing radial bearing of the first type

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2554033C1 (en) Rolling bearings with step rollers
RU2553489C9 (en) Rolling bearing with step rollers and cage for rolling bearing with step rollers
CN106649982B (en) Method for calculating friction torque of large-cone-angle conical main bearing of wind driven generator
RU2570891C1 (en) Ball cageless roll bearing
RU2578087C1 (en) Reducing second-type bearing
RU2609545C1 (en) Reducing thrust bearing
JP2013117249A (en) Roller bearing
JP2013221592A (en) Tapered roller bearing
CN104791380B (en) self-aligning roller bearing
JP2012219995A (en) Rolling bearing and manufacturing method thereof
JP2014029198A (en) Deep groove ball bearing
CN108071683B (en) Tapered roller bearing and power transmission device
JP2010286120A (en) Design method for tapered roller bearing
JP2007051703A (en) Tapered roller bearing and bearing device for transmission using it
JP2015094402A (en) Roller bearing
RU2643743C1 (en) Reducing radial bearing of the first type
CN104006071A (en) Overall four-point contact ball bearing with seal
RU155178U1 (en) DOUBLE-ROW RADIALLY STOP BALL BEARING
RU2609513C1 (en) Reducing radial thrust bearing of second type
RU2609516C1 (en) Reducing radial thrust bearing of first type
CN202628833U (en) Miniature bearing
RU42566U1 (en) WINDOW BLOCK
Viramgama Parth Analysis of single row deep groove ball bearing
RU116584U1 (en) BEARING BALL-ROLLER RADIALLY THRESHOLD THREE ROW COMBINED WITH SEALS
JP2016014412A (en) Roller bearing and method of application therefor