Подшипник качения

(5) 5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТВ(5,) ПОДШИПНИК КАЧЕНИ (57) Изобретение относится нию, Цель изобретения - с активности подшипника пут спектра амплитуд колебан качения содержит кольца 1 3, в гнездах 4 которого разме маши ижени ем ко й, Под 2 и се щены т острое- виброррекции шипник паратор ла 5 - 10 Ч(56) Авторское свидетельство СССМ 515897, кл. Р 16 С 19/02, 1974,качения, установленные с переменным угловым шагом посекционно. Гнезда в сепараторе выполнены с шагом, неравным и некратным среднему угловому шагу. Переменная величина углового шага выбрана убывающей по геометрической прогрессии в пределах 0,80-1,26 среднего углового шага между телами качения. Количество секций с повторяющимся циклом изменения углового шага выполнено нечетным. При эксплуатации подшипника вибрации пере- распределяются по широкому спектру и их уровень снижается в несколько раэ, за счет чего обеспечивается повышение его долго-вечности. 2 э.п. ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в подшипниковых узлах различных механизмов и машин.Цель изобретения - снижение виброактивности путем коррекции спектра амплитуд колебаний.На чертеже показан подшипник качения,Подшипник содержит внутреннее кольцо 1, наружное кольцо 2 и сепаратор 3, в гнездах 4 которого установлены тела 5-10 качения, сгруппированные в три или пять секций, В каждой секции тела 5-10 качения расположены с переменным шагом, неравным и некратным среднему угловому шагу360 между телами качения рр = , где 2 -Ечисло тел качения в подшипнике.Переменная величина углового шага убывает по геометрической прогрессии в пределах 0,80 - 1,26 среднего углового шага меду телами качения. При этом изменения в каждой секции углового шага выполнены на величину Лр, связанную для смежных тел качения зависимостьюЛ Ь 1-1 гпу - 1 т"- 2 игде в/и - знаменатель геометрической прогрессии;в и и - натуральные числа.Угловой шаг р между всеми телами качения неравен и некратен среднему угловому шагу рср, а количество секций выполнено нечетным за счет чего обеспечивается снижение в несколько раз уровня колебаний с второй и последующей гармониками, кратными частоте вращения подшипника. Уменьшение углового шага на переменную величину, убывающую по геометрической прогрессии в пределах 0,80-1.26 среднего углового шага, приводит к широкому спектру модуляции контактной жесткости масляного слоя и жесткости колец подшипника и обеспечивает коррекцию кинематических и параметрических вибраций по широкому спектру частот и снижение в несколько раэ их уровня, Кроме того, предлагаемый подшипник обеспечивает нестационарность характеристик силы сопротивления и снижение уровня самовозбуждающихся колебаний подшипника с валом и по всему спектру автоколебательных компонент,Подшипник работает следующим образом.Внутреннему кольцу 1 подшипника с валом сообщают вращение и в подшипник вводят смазывающее вещество, При вращении вала с внутренним кольцом и качении шариков в смазочном слое в подшипнике возникает сила сопротивления, которая име ет нелинейную скоростную зависимость. Приэтом самовозбуждаются колебания подшипника с валом с широким спектром автоколебательных компонент. При вращении внутреннего кольца 1 и качении шариков 5 - 10 10 возбуждаются также кинематические радиальные колебания с периодом, равным угловому смещению кольца 1 между смежными шариками, При этом вследствие отклонений диаметральных размеров шариков и сред него угловогошага между ними изменяетсязазор между телами качения и кольцами подшипника и возрастает переменное давление в смазочном слое, а соответственно, изменяется контактная жесткость смазоч ного слоя, а также жесткость колец междутелами качения, расположенными с переменныч угловым шагом р, Импульсное воздействие д тела качения, отстоящего от первого на угловой шаг р, определяется 25 выражениемр, (р ) = д ( р - р + 2 л 1 ), 1 = 1,2,3где р = Йт - угловое положение тела;о) - угловая частота,т -время;Здесь р, =- д Ьр /2 - по 27 Г3=1стоянная составляющая углового шага между телами качения. Полная совокупность импульсных воздействий Е тел качения в каждой секции происходит по закону 40(сЕт =(ср) = Х б (р) =,Е д(р - р +2 л 3 с),1=1 1=1При вращении подшипника, в которомугловой шаг между телами качения изменяется от постоянной составляющей углового шага на переменную величину Л р, убывающую по геометрической прогрессии в пределах 0,80-1,26 среднего углового шага.суммарное импульсное воздействие приводит к коррекции спектра с широким набором частот кинематических и параметрических колебаний551657784 или уменьшение шага р ф -1 менее 0,8 ря приводит к повышению до двух и более раэ уровень совместных параметрических и кинематических колебаний с частотами 11=1 ю (1=2,4,6), Это объясняется тем, что при р1,25 уя увеличивается расстояние р между телами качения и возрастает импульсная сила, а при р-10,6 р,р не наблюдается дальнейшего снижения общего уровня параметрических колебаний. Однако необходимо уменьшать общее коли-. чество тел качения в подшипнике, эа счет чего возрастает нагрузка на тела качения и уменьшается его долговечность. Составитель И. ТеравскаяТехред М,Моргентал Корректор И, Муска Редактор И. Шулла Заказ 1701 Тираж 428 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва. Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 При этом за счет коррекции спектра амплитуд в широком диапазоне снижается в три и более раз уровень параметрических и кинематических колебаний с частотами 11 3 с ш(М 1,2,3) и 2 = рл щ(р=1,2,3), 5 формируются нестационарные силы сопротивления в подшипнике, уменьшается в несколько раз величина переменного нормального давления между телами качения и кольцами и повышается долговечность 10 подшипника. При вращении подшипника, в котором тела качения в каждой секции расположены с шагом, неравным и некратным2 лсреднему угловому шагу ур =, снижается в несколько раэ уровень колебаний с четными гармониками 11 = 1 с м(1 с,4,6).При выполнении в подшипнике нечетного числа секций с повторяющимся циклом изменения углового шага между телами 20 качения снижается уровень колебаний с частотами, кратными частоте вращения подшипника, равными 1 = М сс с= 2,4,6) и 12= ра со (р= 1,2,3), За счет формирования нестационарных характеристик силы со противления во вращающемся подшипнике с частотой и при которой низшая частота 1 (р) параметрических колебаний превышает в пределах третьоктавной полосы собственную частоту р 1 подшипника с ва лом, т.е, б (ср)1,26 р 1, обеспечивается подавление самовозбуждающихся колебаний подшипника по всему спектру автоколебательных компонент. Увеличение углового шага ф 1 между телами качения больше 1,26 сл,р 35 Формула изобретения 1. Подшипник качения. содержащий наружное и внутреннее кольца, размещенный между ними сепаратор с гнездами под тела качения, расположенными с переменным шагом, отличающийся тем,что,сцелью снижения виброак 1 ивности подшипника путем коррекции спектра амплитуд колебаний, шаг гнезд под тела качения выполнен некратным среднему угловому шагу.2, Подшипник по п.1,отлича ющийс я тем, что гнезда в сепараторе расположены по окружности с шагом, убывающим по геометрической прогрессии в пределах 0,80-1,26.3. Подшипник по п.1, о тл и ч а ю щ и йс л тем, что тела качения сгруппированы в нечетное количество секций с повторяющимся циклом изменений углового шага,