WO2014163599A1 - Cageless roller bearing - Google Patents
Cageless roller bearing Download PDFInfo
- Publication number
- WO2014163599A1 WO2014163599A1 PCT/UA2013/000060 UA2013000060W WO2014163599A1 WO 2014163599 A1 WO2014163599 A1 WO 2014163599A1 UA 2013000060 W UA2013000060 W UA 2013000060W WO 2014163599 A1 WO2014163599 A1 WO 2014163599A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- rollers
- row
- bearing
- rolling
- rows
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/34—Rollers; Needles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
- F16C19/225—Details of the ribs supporting the end of the rollers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
- F16C19/24—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for radial load mainly
- F16C19/26—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for radial load mainly with a single row of rollers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/52—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions
- F16C19/527—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions related to vibration and noise
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/37—Loose spacing bodies
- F16C33/3713—Loose spacing bodies with other rolling elements serving as spacing bodies, e.g. the spacing bodies are in rolling contact with the load carrying rolling elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/58—Raceways; Race rings
- F16C33/583—Details of specific parts of races
- F16C33/585—Details of specific parts of races of raceways, e.g. ribs to guide the rollers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2300/00—Application independent of particular apparatuses
- F16C2300/10—Application independent of particular apparatuses related to size
- F16C2300/14—Large applications, e.g. bearings having an inner diameter exceeding 500 mm
Definitions
- the invention relates to the field of mechanical engineering, in particular, to rolling bearings, which can be used in any industry.
- the well-known single-row full complement roller bearing containing an outer ring, an inner ring, two side rings connected to the inner ring by means of locking rings, a rolling body in the form of rollers mounted in radial grooves on inner cylindrical the surface of the outer ring, and the locking rings have contact with the bevels of the end surfaces of the side rings [see US Pat. Russia Ne 43608 in class F16C 19/22 published on January 27, 2005].
- the main disadvantage of the known bearing is its low carrying capacity, due to the single-row design of the rolling block, through which pressure is transmitted from the rolling elements to the outer ring.
- the basis of the invention is the task of significantly simplifying the design of the rolling bearing while increasing its rigidity in the axial direction due to the fundamental change in the location of the locking elements by making appropriate structural changes in the rolling elements and locking elements.
- the full complement roller bearing containing an outer ring, an inner ring, rows of rolling bodies in the form of rollers and locking elements the number of rollers in each row is the same, and the size of the rollers in each row is different in diameter
- the outer surface of the inner ring and the inner surface of the outer ring have cylindrical smooth surfaces
- the rolling bodies are arranged in two rows and are made in the form of cylinders with smooth surfaces and spherical ends
- the locking elements are made in the form of end caps of bearings with a smooth surface or with two radial tapered grooves for guiding each row of rollers.
- the ends of the rolling bodies can be made in the form of truncated cones or have a different surface of the body of revolution, however, the spherical one ensures minimal contact of the roller with the locking element, therefore, conditions are created for minimal friction under axial load on the bearing.
- Figure 1 is a side view of the proposed bearing, section
- Figure 2 is a plan view of the proposed bearing without a locking element
- Figure 3 is a cross section of a locking element in the form of an end cap with a smooth working surface
- Figure 4 is the same with radial grooves
- the proposed full-quality roller bearing of quality includes an outer ring 1 and an inner ring 2. On the inner ring 2 there is a first row of rolling bodies in the form of rollers 3. Above the first row of rollers 3 there is a second row of rolling bodies in the form of rollers 4. At the ends of the bearing locking elements 5 are located.
- the number of rollers 3 and rollers 4 in each row is the same.
- the diameter of the rollers 3 is smaller than the diameter of the rollers 4.
- the outer surface of the inner ring 2 and the inner surface of the outer ring 1 have a cylindrical smooth surface, and the rollers 3 and
- b 4 are made in the form of cylinders with a smooth surface and spherical ends 6.
- the locking elements 5 are made in the form of bearing end caps with a smooth working surface (turned towards the rollers 3 and 4), or with two radial conical grooves 7 (grooves) for guiding the rollers 3 and 4.
- the ends of the rollers 3 and 4 can be made in in the form of truncated (cut) cones 8 or have a different surface of the body of revolution, for example, paraboloid, however, the spherical shape provides minimal friction under axial load on the bearing.
- the torque from the inner ring 2 is transmitted to the first (inner) row of rollers 3, rotating about its axis, for example, clockwise.
- a second row of rollers 4 are rotated, rotating about its axis, in this case, counterclockwise.
- the Zi 4 rollers abut their spherical ends 6 against the locking elements 5, which do not interfere with the rotation of the rollers 3 and 4, given that the contact area between them is only point-like, therefore it cannot even not- significant friction of the spherical ends 6 of the rollers 3 and 4 on the locking element 5.
- I 2 Vfo + 'i) 2 - R i sin2 ⁇ + R ⁇ COS 2
- R1 is the radius of the circle from the center of the bearing to the center of the first row of rollers
- R2 is the value of the radius of the circle from the center of the bearing to the center of the second row of rollers
- RH is the outer radius of the outer ring
- p is the radius of the first row of rollers
- ⁇ is the angle between adjacent rollers of radius g
- the angle ⁇ is selected from the calculation in order to eliminate jamming, that is, its value should be the angle of dry friction.
- the proposed non-separating rolling bearing differs from similar designs by an increased load capacity of at least two times. Due to the fact that the rollers 3 and 4 rotate at a constant speed and without slipping in opposite directions, and oscillate in opposite phases, the noise is mutually eliminated. Thus, the proposed bearing is 20 to 60% quieter. The operation of the bearing in conditions of clean rolling without sliding and slipping of the bodies of the rollers 3 and 4 provides a higher rotational speed, without overheating and additional lubrication.
- the proposed full complement rolling bearing can be successfully applied in the field of heavy engineering.
- the proposed full-complement rolling bearing can be used without the inner ring 2. To do this, it is assembled with a raised ring, which is pressed out during the installation of the bearing on the shaft.
- the claimed technical solution is tested in practice.
- the proposed non-separating rolling bearing does not contain one structural element that could not be reproduced at the present stage of development of science and technology, therefore, it is suitable for industrial applications, it has technical and other advantages ed known analogues, which confirms the possibility of achieving a technical result of the claimed object.
- no designs of full-complement roller bearings with the set of essential features indicated in the proposal have been identified, therefore, the proposed technical solution is considered such that it can receive legal protection.
- the quintessence of the proposed technical solution is that the surfaces of the rollers and the surfaces of the rings are made smoothly. such, and the locking elements are made in the form of bearing end caps, and it is precisely these circumstances, in aggregate, that made it possible to acquire the aforementioned and other advantages with the proposed technical solution.
- the use of individual structural elements of the proposed roller bearing of the quality declared above naturally limits the range of advantages listed above, and cannot be considered new technical solutions in this field of knowledge, since other structural schemes similar to those described no longer require any creative approach from designers and engineers, they cannot be considered the results of their creative activities or new intellectual property suitable for I protect with security documents.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
Use: in rolling element bearings which can be used in any industrial field, primarily mechanical engineering. Essence: a cageless roller bearing comprises an outer ring, an inner ring, rows of rolling elements in the form of rollers, and locking elements, wherein the number of rollers is the same in each row but the size of the rollers is different in each row in terms of diameter. The outer surface of the inner ring and the inner surface of the outer ring have smooth cylindrical surfaces. The rolling elements are arranged in two rows and are in the form of cylinders with smooth surfaces and spherical ends. The locking elements are in the form of terminal bearing covers with a smooth surface or with two radial conical grooves for guiding each row of rollers. The ends of the rolling elements may be in the form of truncated cones or may have a different rotating element surface. Technical advantages: maximally simplified design; increased rigidity; high rate of rotation; reduced noise; significantly reduced wear; increased service life; increased bearing capacity.
Description
РОЛИКОВЫЙ БЕССЕПАРАТОРНЫЙ ПОДШИПНИК КАЧЕНИЯ ROLLER DEPARTMENT-FREE ROLLING BEARING
Область техники, к которой относится изобретение FIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к области машиностроения, в частно- сти, к подшипникам качения, которые могут быть использованы в любой области промышленности. The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular, to rolling bearings, which can be used in any industry.
Предшествующий уровень техники State of the art
Специалистам хорошо известны существенные недостатки стандартных подшипников качения. К ним следует отнести относи- тельно малую частоту вращения, наличие трения качения с про- скальзыванием тел вращения, повышенный шум, низкую долговеч- ность, высокую температуру нагрева, например, выше 100 °С. По- этому изобретатели их постоянно совершенствуют, предлагая раз- личные решения существующих проблем. Significant disadvantages of standard rolling bearings are well known to those skilled in the art. These include a relatively low frequency of rotation, the presence of rolling friction with the slip of rotation bodies, increased noise, low durability, high heating temperature, for example, above 100 ° C. Therefore, the inventors are constantly improving them, offering various solutions to existing problems.
Так, например, известный однорядный роликовый бессепара- торный подшипник качения, содержащий внешнее кольцо, внутрен- нее кольцо, два бортовых кольца, соединенных с внутренним коль- цом с помощью запорных колец, тела качения в виде роликов, уста- новленных в радиальных проточках на внутренней цилиндрической
поверхности внешнего кольца, причем запорные кольца имеют кон- такт со скосами торцевых поверхностей бортовых колец [см. пат. России Ne 43608 по классу F16C 19/22 опубликованный 27.01.2005 года]. So, for example, the well-known single-row full complement roller bearing containing an outer ring, an inner ring, two side rings connected to the inner ring by means of locking rings, a rolling body in the form of rollers mounted in radial grooves on inner cylindrical the surface of the outer ring, and the locking rings have contact with the bevels of the end surfaces of the side rings [see US Pat. Russia Ne 43608 in class F16C 19/22 published on January 27, 2005].
Основным недостатком известного подшипника является его низкая грузоподъемность, обусловленная однорядностью конструк- ции блока тел качения, посредством которого передается давление от тел качения к внешнему кольцу. The main disadvantage of the known bearing is its low carrying capacity, due to the single-row design of the rolling block, through which pressure is transmitted from the rolling elements to the outer ring.
Наиболее близким по своей сущности и достигаемому эффек- ту, принимаемым за прототип, является роликовый бессепаратор- ный подшипник качения, содержащий внешнее кольцо, внутреннее кольцо, три ряда тел качения в виде роликов, причем второй ряд роликов имеет запорные элементы, соединенные с роликами тор- цевыми поверхностями, а внутреннее кольцо имеет радиальную ка- навку на внешней поверхности, в которой расположен первый ряд роликов, а внешнее кольцо имеет радиальную канавку на внутрен- ней поверхности, в которой расположен третий ряд роликов, причем ролики первого ряда находятся напротив роликов третьего ряда, в ролики второго ряда находятся между ними со смещением, а также диаметр роликов второго ряда больше диаметра роликов первого ряда, а диаметр роликов третьего ряда больше диметра роликов второго ряда, примет количество роликов в каждом ряду одинаковое
[см. пат. Украины N° 76174 по классу F16C 19/22, 19/28 опублико- ванный 25.12.2012 года в Бюл. Ns 24]. The closest in essence and the achieved effect, taken as a prototype, is a full complement roller bearing containing an outer ring, an inner ring, three rows of rolling bodies in the form of rollers, and the second row of rollers has locking elements connected to the torus rollers - core surfaces, and the inner ring has a radial groove on the outer surface in which the first row of rollers is located, and the outer ring has a radial groove on the inner surface in which the third row of roles is located kov, and the rollers of the first row are opposite the rollers of the third row, with the offset between the rollers of the second row, and the diameter of the rollers of the second row is larger than the diameter of the rollers of the first row, and the diameter of the rollers of the third row is larger than the diameter of the rollers of the second row, will take the number of rollers in each same row [cm. US Pat. Of Ukraine N ° 76174 for class F16C 19/22, 19/28 published on December 25, 2012 in Byul. Ns 24].
Увеличение количества рядов тел качения до трех, действи- тельно позволяет увеличить грузоподъемность подшипника из-за разложения сил давления на внешнее кольцо. Вполне логично, что использование, например, четырехрядного подшипника еще в большей мере позволяет разложить силы и таким образом еще уве- личить его грузоподъемность, а десятирядного - еще в большей степени. Однако, учитывая наличие допусков, даже минимальных, между запорными элементами роликов среднего ряда и роликами смежных рядов, подшипник автоматически теряет осевую жест- кость. И именно по этой причине подшипник быстро разрушается, например, при наличии осевого биения, толкающее внутреннее кольцо. По этой причине, известную конструкцию подшипника сле- дует признать ненадежной, как неспособную воспринимать и вы- держивать осевые нагрузки. An increase in the number of rows of rolling bodies up to three actually allows increasing bearing capacity due to decomposition of pressure forces on the outer ring. It is quite logical that the use, for example, of a four-row bearing allows even more decomposition of forces and, thus, an increase in its load-bearing capacity, and of a ten-row one, to an even greater extent. However, given the presence of tolerances, even minimal, between the locking elements of the middle row rollers and the rollers of adjacent rows, the bearing automatically loses axial stiffness. And precisely for this reason, the bearing quickly collapses, for example, in the presence of axial runout, pushing the inner ring. For this reason, the known bearing design should be recognized as unreliable, as incapable of absorbing and sustaining axial loads.
Вторым, хотя и не менее существенным недостатком известно- го подшипника является сложность его конструкции, обусловленная необходимостью выполнения радиальных внутренних канавок на внешнем и внутреннем кольцах для расположения в них крайних рядов тел качения, а средний ряд тел качения обязательно должен иметь запорные элементы, удерживающих этот ряд тел качения з
между крайними рядами. Такое усложнение конструкции автомати- чески усложняет технологию изготовления и обработки деталей подшипника, а также технологию его сборки, требующей использо- вание специфических инструментов и оборудования. The second, although no less significant drawback of the known bearing is the complexity of its design, due to the need to make radial inner grooves on the outer and inner rings to arrange the extreme rows of rolling bodies in them, and the middle row of rolling bodies must have locking elements that hold this row of rolling bodies between the extreme rows. Such complication of design automatically complicates the technology of manufacturing and processing of bearing parts, as well as the technology of its assembly, which requires the use of specific tools and equipment.
Решаемая задача Task to be solved
В основу изобретения поставлена задача существенного упро- щения конструкции подшипника качения с одновременным повыше- нием его жесткости в осевом направлении за счет принципиального изменения месторасположения запорных элементов путем внесе- ния соответствующих конструктивных изменений в тела качения и запорные элементы. The basis of the invention is the task of significantly simplifying the design of the rolling bearing while increasing its rigidity in the axial direction due to the fundamental change in the location of the locking elements by making appropriate structural changes in the rolling elements and locking elements.
Сущность изобретения SUMMARY OF THE INVENTION
Решение поставленной задачи достигается тем, что роликовый бессепараторный подшипник качения, содержащий внешнее кольцо, внутреннее кольцо, ряды тел качения в виде роликов и запорные элементы, причем количество роликов в каждом ряду одинаково, а размер роликов в каждом ряду отличается по диаметру, согласно предложению, внешняя поверхность внутреннего кольца и внутрен- няя поверхность внешнего кольца имеют цилиндрические гладкие поверхности, а тела качения расположены в два ряда и выполнены
в виде цилиндров с гладкими поверхностями и сферическими тор- цами, а запорные элементы выполнены в виде торцевых крышек подшипников с гладкой поверхностью или с двумя радиальными ко- ническими канавками для направления каждого ряда роликов. Есте- ственно, торцы тел качения могут быть выполнены в виде усечен- ных конусов или иметь иную поверхность тела вращения, однако сферическая обеспечивает минимальный контакт ролика с запор- ным элементом, следовательно, создаются условия для минималь- ного трения при осевой нагрузке на подшипник. The solution to this problem is achieved by the fact that the full complement roller bearing containing an outer ring, an inner ring, rows of rolling bodies in the form of rollers and locking elements, the number of rollers in each row is the same, and the size of the rollers in each row is different in diameter, according to the proposal, the outer surface of the inner ring and the inner surface of the outer ring have cylindrical smooth surfaces, and the rolling bodies are arranged in two rows and are made in the form of cylinders with smooth surfaces and spherical ends, and the locking elements are made in the form of end caps of bearings with a smooth surface or with two radial tapered grooves for guiding each row of rollers. Naturally, the ends of the rolling bodies can be made in the form of truncated cones or have a different surface of the body of revolution, however, the spherical one ensures minimal contact of the roller with the locking element, therefore, conditions are created for minimal friction under axial load on the bearing.
Гладкие сопрягаемые поверхности колец и тел вращения имеют минимальный контакт между собой, следовательно, и минимальное трение, и, вместе с торцевыми крышками, образуют надежный си- ловой замкнутый двухрядный довольно жесткий комплект, способ- ный выдерживать значительные нагрузки, как в радиальном, так и в севом направлениях. Выполнение всех элементов подшипника с гладкими поверхностями, безусловно, значительно упрощает техно- логию изготовления и сборки подшипника. The smooth mating surfaces of the rings and bodies of revolution have minimal contact with each other, therefore, minimal friction, and, together with the end caps, form a reliable power closed double-row rather rigid set that can withstand significant loads, both in radial and in sowing directions. The implementation of all bearing elements with smooth surfaces, of course, greatly simplifies the manufacturing and assembly technology of the bearing.
Перечень иллюстраций List of illustrations
Дальнейшая сущность предложенного технического решения поясняется совместно с иллюстративным материалом, на котором изображено следующее:
Фигура 1 - вид сбоку на предложенный подшипник, сечение;The further essence of the proposed technical solution is illustrated in conjunction with illustrative material, which depicts the following: Figure 1 is a side view of the proposed bearing, section;
Фигура 2 - вид в плане на предложенный подшипник без за- порного элемента; Figure 2 is a plan view of the proposed bearing without a locking element;
Фигура 3 - сечение запорного элемента в виде торцевой крыш- ки с гладкой рабочей поверхностью; Figure 3 is a cross section of a locking element in the form of an end cap with a smooth working surface;
Фигура 4 - то же самое, с радиальными канавками; Figure 4 is the same with radial grooves;
Фигура 5 - конструкция тела вращения (ролика) со сферически- ми торцами; Figure 5 - construction of a body of revolution (roller) with spherical ends;
Фигура. 6 - то же самое, с коническими торцами. Figure. 6 - the same, with conical ends.
Описание предпочтительного варианта изобретения Description of a preferred embodiment of the invention
Предложенный бессепараторный роликовый подшипник каче- ния содержит внешнее кольцо 1 и внутреннее кольцо 2. На внутрен- нем кольце 2 расположен первый ряд тел качения в виде роликов 3. Над первым рядом роликов 3 расположен второй ряд тел качения в виде роликов 4. На торцах подшипника расположены запорные элементы 5. The proposed full-quality roller bearing of quality includes an outer ring 1 and an inner ring 2. On the inner ring 2 there is a first row of rolling bodies in the form of rollers 3. Above the first row of rollers 3 there is a second row of rolling bodies in the form of rollers 4. At the ends of the bearing locking elements 5 are located.
Количество роликов 3 и роликов 4 в каждом ряду одинаково. Диаметр роликов 3 меньше диаметра роликов 4. Внешняя поверх- ность внутреннего кольца 2 и внутренняя поверхность внешнего кольца 1 имеют цилиндрическую гладкую поверхность, а ролики 3 и The number of rollers 3 and rollers 4 in each row is the same. The diameter of the rollers 3 is smaller than the diameter of the rollers 4. The outer surface of the inner ring 2 and the inner surface of the outer ring 1 have a cylindrical smooth surface, and the rollers 3 and
б
4 выполнены в виде цилиндров с гладкой поверхностью и сфериче- скими торцами 6. b 4 are made in the form of cylinders with a smooth surface and spherical ends 6.
Запорные элементы 5 выполнены в виде торцевых крышек подшипника с гладкой рабочей поверхностью (повернутой к роликам 3 и 4), или с двумя радиальными коническими канавками 7 (проточ- ками) для направления роликов 3 и 4. Торцы роликов 3 и 4 могут быть выполнены в виде усеченных (срезанных) конусов 8 или иметь иную поверхность тела вращения, например, параболоидную, одна- ко, сферическая форма обеспечивает минимальное трение при осе- вой нагрузке на подшипник. The locking elements 5 are made in the form of bearing end caps with a smooth working surface (turned towards the rollers 3 and 4), or with two radial conical grooves 7 (grooves) for guiding the rollers 3 and 4. The ends of the rollers 3 and 4 can be made in in the form of truncated (cut) cones 8 or have a different surface of the body of revolution, for example, paraboloid, however, the spherical shape provides minimal friction under axial load on the bearing.
Предложенный бессепараторный подшипник работает следую- щим образом. The proposed full complement bearing operates as follows.
Вращающий момент от внутреннего кольца 2 передается пер- вому (внутреннему) ряду роликов 3, вращающихся относительно своей оси, например, по часовой стрелке. Одновременно в движе- ние приводится второй ряд роликов 4, вращающихся относительно своей оси, в этом случае, против часовой стрелки. При возникнове- нии осевой нагрузки на подшипник, ролики Зи 4 упираются своими сферическими торцами 6 в запорные элементы 5, которые не пре- пятствуют вращению роликов 3 и 4, учитывая, что площадь контакта между ними лишь точечная, потому не может вызывать, даже, не-
значительное трение сферических торцов 6 роликов 3 и 4 о запор- ный элемент 5. The torque from the inner ring 2 is transmitted to the first (inner) row of rollers 3, rotating about its axis, for example, clockwise. At the same time, a second row of rollers 4 are rotated, rotating about its axis, in this case, counterclockwise. When there is an axial load on the bearing, the Zi 4 rollers abut their spherical ends 6 against the locking elements 5, which do not interfere with the rotation of the rollers 3 and 4, given that the contact area between them is only point-like, therefore it cannot even not- significant friction of the spherical ends 6 of the rollers 3 and 4 on the locking element 5.
Расчет основных размеров роликов ведется по следующим формулам: The calculation of the main dimensions of the rollers is carried out according to the following formulas:
Я2 = Vfo+ 'i) 2 - Ri sin2 \ + R\ COS 2 I 2 = Vfo + 'i) 2 - R i sin2 \ + R \ COS 2
360° 360 °
r=— и, . где Ro - внутренний радиус внутреннего кольца, r = - and,. where Ro is the inner radius of the inner ring,
R1 - величина радиуса круга от центра подшипника до центра первого ряда роликов, R1 is the radius of the circle from the center of the bearing to the center of the first row of rollers,
R2 - величина радиуса круга от центра подшипника до центра второго ряда роликов, R2 is the value of the radius of the circle from the center of the bearing to the center of the second row of rollers,
RH - внешний радиус внешнего кольца, RH is the outer radius of the outer ring,
п - радиус первого ряда роликов, p is the radius of the first row of rollers,
г 2 - радиус второго ряда роликов, g 2 - the radius of the second row of rollers,
- количество роликов ряда г ^ - the number of rollers of the series r ^
γ - угол между смежными роликами радиуса г γ is the angle between adjacent rollers of radius g
Угол γ выбирается из расчета, чтобы исключить заклинивание, то есть его значение должно быть угла сухого трения.
Предложенный бессепараторный подшипник качения отличает- ся от аналогичных конструкций повышенной грузоподъемностью, как минимум, в два раза. Благодаря тому, что ролики 3 и 4 вращаются в постоянной частотой вращения и без проскальзывания в противо- положных направлениях, и колеблются в противофазах, шум взаим- но уничтожается. Таким образом, предложенный подшипник рабо- тает на 20 - 60 % тише. Работа подшипника в условиях чистого ка- чения без скольжения и проскальзывания тел роликов 3 и 4 обеспе- чивает более высокую частоту вращения, без перегрева и дополни- тельной смазки. The angle γ is selected from the calculation in order to eliminate jamming, that is, its value should be the angle of dry friction. The proposed non-separating rolling bearing differs from similar designs by an increased load capacity of at least two times. Due to the fact that the rollers 3 and 4 rotate at a constant speed and without slipping in opposite directions, and oscillate in opposite phases, the noise is mutually eliminated. Thus, the proposed bearing is 20 to 60% quieter. The operation of the bearing in conditions of clean rolling without sliding and slipping of the bodies of the rollers 3 and 4 provides a higher rotational speed, without overheating and additional lubrication.
Предложенный бессепараторный подшипник качения может быть успешно применен в области тяжелого машиностроения. The proposed full complement rolling bearing can be successfully applied in the field of heavy engineering.
Предложенный бессепараторный подшипник качения может быть использован и без внутреннего кольца 2. Для этого его соби- рают с фальш-кольцом, которое выпрессовуют в процессе установ- ки подшипника на вал. The proposed full-complement rolling bearing can be used without the inner ring 2. To do this, it is assembled with a raised ring, which is pressed out during the installation of the bearing on the shaft.
Заявленное техническое решение проверено на практике. Предложенный бессепараторный подшипник качения не содержит в своем составе н одного конструктивного элемента, который невоз- можно было бы воспроизвести на современном этапе развития нау- ки и техники, следовательно, он является пригодным для промыш- ленного применения, имеет технические и иные преимущества пе-
ред известными аналогами, что подтверждает возможность дости- жения технического результата заявленным объектом. В известных источниках патентной и иной научно-технической информации не выявлено конструкций роликовых бессепараторных подшипников качения с указанной в предложении совокупностью существенных признаков, поэтому предложенное техническое решение считается таковым, что может получить правовую защиту. The claimed technical solution is tested in practice. The proposed non-separating rolling bearing does not contain one structural element that could not be reproduced at the present stage of development of science and technology, therefore, it is suitable for industrial applications, it has technical and other advantages ed known analogues, which confirms the possibility of achieving a technical result of the claimed object. In the known sources of patent and other scientific and technical information, no designs of full-complement roller bearings with the set of essential features indicated in the proposal have been identified, therefore, the proposed technical solution is considered such that it can receive legal protection.
Существенное отличие предложенного технического решения, в сравнении с известными, заключается в том, что кольца подшипника и тела вращения имеют гладкую поверхность, а запорные элементы выполнены в виде торцевых крышек. Указанные отличия, в совокуп- ности, позволяют предельно упростить технологию изготовления и процедуру сборки подшипника с одновременным повышением тех- нико-функциональных возможностей за счет значительного сниже- ния трения. Ни один из известных роликовых подшипников качения не может владеть указанными отличиями, поскольку не имеют в своем составе всех существенных конструктивных признаков, при- сущих предложенному техническому решению. A significant difference of the proposed technical solution, in comparison with the known ones, is that the bearing rings and bodies of revolution have a smooth surface, and the locking elements are made in the form of end caps. These differences, in total, make it possible to extremely simplify the manufacturing technology and the assembly procedure of the bearing, while simultaneously increasing the technical and functional capabilities due to a significant reduction in friction. None of the known roller bearings can possess the indicated differences, since they do not have in their composition all the essential structural features inherent in the proposed technical solution.
Поскольку для специалистов в данной области знаний указан- ные существенные признаки предложенного роликового бессепара- торного подшипника качения не могут возникнуть из существующего уровня техники, можно сделать уверенный вывод о соответствии ю
предложенного технического решения критерию «изобретательский уровень». Since for specialists in this field of knowledge the indicated essential features of the proposed roller full-complement rolling bearing cannot arise from the existing level of technology, we can draw a confident conclusion about the conformity the proposed technical solution to the criterion of "inventive step".
Технические преимущества изобретенияTechnical Advantages of the Invention
К техническим преимуществам предложенного технического решения, в сравнении с прототипом, можно отнести следующее: The technical advantages of the proposed technical solution, in comparison with the prototype, include the following:
- предельное упрощение конструкции роликового подшипника за счет того, что его все детали имеют только гладкие поверхности; - ultimate simplification of the design of the roller bearing due to the fact that all its parts have only smooth surfaces;
- повышение жесткости подшипника в осевом направлении за счет того, что его запорные элементы выполнены в виде торцевых крышек; - increasing the stiffness of the bearing in the axial direction due to the fact that its locking elements are made in the form of end caps;
- обеспечение более высокой частоты вращения подшипника за счет перекатывания без проскальзывания тел вращения по коль- цам; - providing a higher frequency of rotation of the bearing due to rolling without slipping bodies of rotation along the rings;
- снижение шума при работе подшипника по той же причине; - noise reduction during operation of the bearing for the same reason;
- резкое снижение износа подшипника по той же причине; - a sharp decrease in bearing wear for the same reason;
- увеличение эксплуатационной долговечности подшипника по той же причине; - increase the operational life of the bearing for the same reason;
- увеличение грузоподъемности подшипника благодаря пере- распределению нагрузок в осевом направлении. - an increase in bearing capacity due to the redistribution of loads in the axial direction.
Экономический эффект от внедрения предложенного техниче- ского решения, по сравнению с использованием прототипа, получа- п
ют за счет снижения стоимости подшипника вследствие упрощения его конструкции и технологии изготовления, и увеличение срока экс- плуатации, уменьшение использования масел для смазки. The economic effect of the implementation of the proposed technical solution, in comparison with the use of the prototype, was obtained They are eliminated by reducing the cost of the bearing due to simplification of its design and manufacturing technology, and an increase in the operating life, and a decrease in the use of oils for lubrication.
Социальный эффект от внедрения предложенного технического решения, по сравнению с использованием прототипа, получают за счет уменьшения техногенных катастроф на 30 - 40 %, возникаю- щих вследствие разрушения подшипников в тяжелой технике. The social effect of the implementation of the proposed technical solution, in comparison with the use of the prototype, is obtained by reducing man-made disasters by 30 - 40%, arising from the destruction of bearings in heavy equipment.
После описания предложенного бессепараторного роликового подшипника качения, специалистам в данной области знаний долж- но быть очевидным, что все вышеописанное является лишь иллю- стративным, а не ограничительным, будучи представленным дан- ным примером. Выше описано предложение лишь в общих чертах. Многочисленные возможные варианты практической реализации предложенного технического решения, касающиеся, например, раз- меров роликов, формы их торцов, конструкции торцевых крышек и проч., могут изменяться в зависимости от условий эксплуатации подшипников, и, понятно, находятся в пределах одного из обычных и естественных подходов в данной области знаний и рассматрива- ются таковыми, что находятся в пределах объема предложенного технического решения. After describing the proposed full-complement roller bearing, it will be apparent to those skilled in the art that all of the above is illustrative only and not restrictive as presented by this example. The above proposal is described only in general terms. Numerous possible options for the practical implementation of the proposed technical solution, such as, for example, the size of the rollers, the shape of their ends, the design of the end caps, etc., can vary depending on the operating conditions of the bearings, and, of course, are within the limits of one of the usual and natural approaches in this field of knowledge and are considered such that are within the scope of the proposed technical solution.
Квинтэссенцией предложенного технического решения является то, что поверхности роликов и поверхности колец выполнены глад-
кими, а запорные элементы выполнены в виде торцевых крышек подшипника, и именно эти обстоятельства, в совокупности, позво- лили приобрести предложенному техническому решению вышеупо- мянутые и иные преимущества. Использование отдельных конст- руктивных элементов предложенного роликового подшипника каче- ния из всей совокупности заявленных, естественно ограничивает спектр преимуществ, перечисленных выше, и не может считаться новыми техническими решениями в данной области знаний, по- скольку иные конструктивные схемы, подобные описанным, уже не требуют какого-либо творческого подхода от конструкторов и инже- неров, ы не могут считаться результатами их творческой деятель- ности или новыми объектами интеллектуальной собственности, при- годными для защиты охранными документами.
The quintessence of the proposed technical solution is that the surfaces of the rollers and the surfaces of the rings are made smoothly. such, and the locking elements are made in the form of bearing end caps, and it is precisely these circumstances, in aggregate, that made it possible to acquire the aforementioned and other advantages with the proposed technical solution. The use of individual structural elements of the proposed roller bearing of the quality declared above naturally limits the range of advantages listed above, and cannot be considered new technical solutions in this field of knowledge, since other structural schemes similar to those described no longer require any creative approach from designers and engineers, they cannot be considered the results of their creative activities or new intellectual property suitable for I protect with security documents.
Claims
1. Роликовый бессепараторный подшипник качения, содержа- щий внешнее кольцо, внутреннее кольцо, ряды тел качения в виде роликов и запорные элементы, причем количество роликов в каж- дом ряду одинаково, а размер роликов в каждом ряду отличается по диаметру, отл и ча ющи йся те , что внешняя по- верхность внутреннего кольца и внутренняя поверхность внешнего кольца имеют цилиндрические гладкие поверхности, а тела качения расположены в два ряда и выполнены в виде цилиндров с гладкими поверхностями и сферическими торцами, а запорные элементы вы- полнены в виде торцевых крышек подшипников с гладкой поверхно- стью или с двумя радиальными коническими канавками для направ- ления каждого ряда роликов. 1. A full complement roller bearing comprising an outer ring, an inner ring, rows of rolling bodies in the form of rollers and locking elements, the number of rollers in each row being the same, and the size of the rollers in each row being different in diameter, excellent and those that the outer surface of the inner ring and the inner surface of the outer ring have cylindrical smooth surfaces, and the rolling bodies are arranged in two rows and are made in the form of cylinders with smooth surfaces and spherical ends, and the locking elements They are made in the form of bearing end caps with a smooth surface or with two radial conical grooves for guiding each row of rollers.
2. Роликовый бессепараторный подшипник качения по п. 1, отл и чающи йся тем, что торцы тел качения выпол- нены в виде усеченных конусов или имеют иную поверхность тела вращения.
2. A full complement roller bearing according to claim 1, characterized in that the ends of the rolling bodies are made in the form of truncated cones or have a different surface of the body of revolution.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAA201304006 | 2013-04-01 | ||
UA2013004006 | 2013-04-01 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2014163599A1 true WO2014163599A1 (en) | 2014-10-09 |
Family
ID=51658734
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/UA2013/000060 WO2014163599A1 (en) | 2013-04-01 | 2013-06-13 | Cageless roller bearing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
WO (1) | WO2014163599A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107654494A (en) * | 2017-09-29 | 2018-02-02 | 三明学院 | One kind is without retainer primary and secondary rolling bearing |
US10047790B2 (en) | 2016-09-23 | 2018-08-14 | Paul R. Prober | Side load bearing assembly |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3937536A (en) * | 1973-11-09 | 1976-02-10 | Traut Earl W | Rolling contact bearing devices |
SU1581896A1 (en) * | 1987-07-27 | 1990-07-30 | Курганский машиностроительный институт | Rolling-contact bearing |
RU2334137C2 (en) * | 2006-10-30 | 2008-09-20 | Борис Васильевич Гонченко | Cageless radial rolling-contact roller bearing |
RU117169U1 (en) * | 2012-02-29 | 2012-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Специализированное производственное предприятие "Оборудование перерабатывающей промышленности" | RADIAL ROLLER-FREE ROLLING BEARING |
UA76174U (en) * | 2012-06-12 | 2012-12-25 | ROLLING BEARING |
-
2013
- 2013-06-13 WO PCT/UA2013/000060 patent/WO2014163599A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3937536A (en) * | 1973-11-09 | 1976-02-10 | Traut Earl W | Rolling contact bearing devices |
SU1581896A1 (en) * | 1987-07-27 | 1990-07-30 | Курганский машиностроительный институт | Rolling-contact bearing |
RU2334137C2 (en) * | 2006-10-30 | 2008-09-20 | Борис Васильевич Гонченко | Cageless radial rolling-contact roller bearing |
RU117169U1 (en) * | 2012-02-29 | 2012-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Специализированное производственное предприятие "Оборудование перерабатывающей промышленности" | RADIAL ROLLER-FREE ROLLING BEARING |
UA76174U (en) * | 2012-06-12 | 2012-12-25 | ROLLING BEARING |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10047790B2 (en) | 2016-09-23 | 2018-08-14 | Paul R. Prober | Side load bearing assembly |
CN107654494A (en) * | 2017-09-29 | 2018-02-02 | 三明学院 | One kind is without retainer primary and secondary rolling bearing |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104956105B (en) | Multi-contact ball bearing | |
KR20140063749A (en) | Spacer for rolling bearing, notably used in a wind turbine | |
US10054164B2 (en) | Rolling bearing | |
CN108397476A (en) | Ball bearing | |
JP2004245251A (en) | Automatic centering rolling bearing | |
CN103534497B (en) | For the spacer of rolling bearing, the spacer being particularly used in wind wheel machine | |
AU2016288498A1 (en) | Rolling-element bearing unit | |
EP3710715B1 (en) | Rolling bearing | |
KR20140023952A (en) | Spacer for rolling bearing, notably used in a wind turbine | |
JP6912065B2 (en) | Rolling deep groove ball bearings | |
WO2014163599A1 (en) | Cageless roller bearing | |
EP2700834B1 (en) | Rolling bearing with dynamic pressure generating grooves formed in a raceway of a bearing ring | |
CN105917126A (en) | Rolling bearing | |
CN102239338A (en) | Inner race of a rolling bearing | |
US9599151B2 (en) | Double row preloaded ball bearing with spacer balls | |
EP3117114B1 (en) | System and method for lubricating plain bearings | |
JP2018044646A (en) | Ball bearing, bearing unit for dental air turbine, and dental air turbine handpiece | |
JP2008267400A (en) | Ball bearing | |
EP2628968A1 (en) | Loose spacing body forming an open pocket to accomodate two rollers, in particular for a thrust roller bearing of a tunnel boring machine | |
WO2016147881A1 (en) | Retainer and rolling bearing | |
WO2006112378A1 (en) | Cylindrical roller bearing | |
JP5875876B2 (en) | Gear transmission | |
KR101585798B1 (en) | A Low Torque Hybrid Bearing | |
JP2019173918A (en) | Four-point contact ball bearing and cage for ball bearing using the same | |
US20240167513A1 (en) | Skew limiting bearing cage |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 13881293 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
32PN | Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established |
Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 18/01/2016) |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 13881293 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |