RU2053420C1

RU2053420C1 - Antifriction bearing

Info

Publication number: RU2053420C1
Authority: RU
Inventors: В.И. Барсук
Original assignee: Арендное предприятие "Двадцатый подшипниковый завод"
Priority date: 1992-07-14
Filing date: 1992-07-14
Publication date: 1996-01-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: antifriction bearing has outer and inner races with rolling elements and two seals located between them and secured on one race; they consist of safety washers and flexible jaws connected with them which are engageable with other race. Flexible jaw is provided with at least one slot with no clearance. Safety washer body is provided with at least one slot which is so located in such position that embraces contour of no-clearance slot of flexible jaw when antifriction bearing is assembled. EFFECT: enhanced reliability. 3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к подшипникам качения, работающим в условиях постоянно заложенной смазки, к которым предъявляются дополнительные требования по возможности пополнения смазывающим веществом. The invention relates to mechanical engineering, in particular to rolling bearings operating under conditions of constantly inherent lubrication, to which additional requirements are made for the possibility of replenishment with a lubricant.

Известен подшипник качения, содержащий уплотнительные эластичные кольца, армированные каждое металлической шайбой, установленные в кольцевых канавках, расположенных на наружном кольце подшипника качения по обеим сторонам от тел качения, и взаимодействующие с внутренним кольцом подшипника качения [1]
Долговечность подшипника качения такой конструкции в основном ограничивается работоспособностью смазочного материала, который закладывается во внутреннюю полость подшипника качения один раз. В процессе работы подшипника качения происходит утрата смазочного материала и потеря им своих смазочных свойств, что в конечном счете приводит к преждевременному выходу подшипника качения из строя. Пополнение подшипника качения свежим смазывающим материалом невозможно по той причине, что он выполнен неразборным и рассчитан на одноразовое заполнение смазывающим материалом при изготовлении. При этом в подшипнике качения не предусмотрены средства для периодического пополнения его смазывающим материалом.A rolling bearing is known, comprising elastic sealing rings reinforced each with a metal washer, mounted in annular grooves located on the outer ring of the rolling bearing on both sides of the rolling bodies, and interacting with the inner ring of the rolling bearing [1]
The durability of a rolling bearing of this design is mainly limited by the performance of the lubricant, which is inserted into the internal cavity of the rolling bearing once. During the operation of the rolling bearing, there is a loss of lubricant and the loss of its lubricating properties, which ultimately leads to premature failure of the rolling bearing. Replenishment of the rolling bearing with fresh lubricant is not possible because it is non-separable and designed for one-time filling with lubricant during manufacture. Moreover, no means are provided in the rolling bearing for periodically replenishing it with lubricant.

Известны также другие технические решения, направленные на повышение надежности и долговечности подшипника качения за счет периодического пополнения его смазывающим веществом. Одним из таких технических решений является подшипник качения с устройством для его смазки, содержащим корпус, размещенные в корпусе вал и уплотнение, крышку, смонтированную на корпусе с образованием полости для смазки, заключенную между валом, подшипником качения и уплотнением крышки, в которой расположен упругий элемент, скрепленный с валом и снабженный консольно закрепленными по его внутреннему диаметру со стороны подшипника качения упругими лепестками и выполненными с замкнутыми в радиальном направлении прорезями, при этом упругие лепестки смонтированы с возможностью перекрытия упомянутых прорезей [2]
Недостатком такой конструкции является то, что она имеет относительно большие габаритные размеры, особенно осевые. Кроме того, смазывающий материал, постоянно находясь в полости для смазки, приходит в негодность в результате старения необратимых процессов, происходящих в смазывающем материале с течением времени и ухудшающих его смазывающие свойства. Пополнение полости для смазки свежим смазывающим материалом возможно только при разборке подшипникового узла машины. При всех своих достоинствах такой подшипник качения с устройством для смазки отличается еще повышенной сложностью изготовления и его обслуживания при эксплуатации.Other technical solutions are also known aimed at improving the reliability and durability of a rolling bearing by periodically replenishing it with a lubricant. One of such technical solutions is a rolling bearing with a device for its lubrication, comprising a housing, a shaft located in the housing and a seal, a cover mounted on the housing to form a lubricant cavity, enclosed between the shaft, the rolling bearing and the cover seal, in which the elastic element is located fastened to the shaft and provided with cantilevered elastic petals fixed along its inner diameter from the side of the rolling bearing and made with radially closed slots, while Petals are mounted to overlap said slots [2]
The disadvantage of this design is that it has a relatively large overall dimensions, especially axial. In addition, the lubricant, constantly in the cavity for lubrication, becomes unusable as a result of aging of irreversible processes that occur in the lubricant over time and worsen its lubricating properties. Replenishment of the lubrication cavity with fresh lubricant is possible only when disassembling the bearing assembly of the machine. With all its advantages, such a rolling bearing with a lubricating device is characterized by an even higher complexity of manufacturing and its maintenance during operation.

Наиболее близким техническим решением, направленным на повышение надежности и долговечности подшипника качения за счет периодического пополнения подшипника качения смазывающим веществом, принятым в качестве прототипа, является подшипник качения, содержащий наружное и внутреннее кольца, размещенные между ними тела качения и два уплотнения, закрепленные на одном из колец и состоящие из защитных шайб и соединенных с ними эластичных губ, герметично контактирующих с другим из колец [3]
Недостатком подшипника качения такой конструкции является то, что при пополнении его новой порцией смазывающего материала в внутреннюю полость попадают загрязнения отбрасываемые инерционными силами и скапливающиеся у кромки эластичной губы, а также частицы износа образующиеся в контакте эластичной губы и кольца. В процессе работы во внутренней полости подшипника качения под действием центробежных и инерционных сил в смазывающем материале возникают усилия, стремящиеся раскрыть герметичный контакт эластичной губы и кольца. Так как усилие поджатия эластичной губы к кольцу невелико, то смазывающий материал выбрасывается из внутренней полости подшипника качения между эластичной губой и кольцом в месте их герметичного контакта. Это требует частого пополнения подшипника качения смазывающим материалом. Задержка в добавке новой порции смазывающего материала может привести к быстрому выходу подшипника качения из строя. Чтобы обеспечить требуемую герметизацию внутренней полости подшипника качения между уплотнением и кольцом необходимо создать как можно больший натяг. Чтобы обеспечить возможность пополнения внутренней полости подшипника качения смазывающим материалом между уплотнением и кольцом необходимо установить как можно меньший натяг. Совмещение этих двух требований в одной конструкции очень сложная задача и практически трудно выполнимая. Поэтому в подшипнике качения такой конструкции приходится жертвовать или герметичностью, или возможностью пополнения смазывающим материалом, что в конечном счете одинаково приводит к снижению надежности и долговечности. Кроме того, для пополнения смазывающим материалом подшипника качения такой конструкции необходимо специальное устройство, так как обычно применяемые для этих целей масленки и шприцы не могут использоваться из-за неудобств в работе. Это связано с тем, что масленкой или шприцом невозможно подать смазывающий материал через герметичный контакт эластичной губы и кольца без значительной деформации эластичной губы, что может привести к повреждению уплотнения и самого подшипника качения. При этом под действием давления смазывающий материал попадает как во внутреннюю полость подшипника качения, так и на наружные поверхности, что приводит к излишнему расходу смазывающего материала. Кроме того, уплотнения в подшипнике качения такой конструкции имеют относительно большие осевые размеры, что не всегда оправдано.The closest technical solution aimed at improving the reliability and durability of the rolling bearing due to the periodic replenishment of the rolling bearing with a lubricant adopted as a prototype is a rolling bearing containing the outer and inner rings, the rolling bodies placed between them and two seals mounted on one of rings and consisting of protective washers and elastic lips connected to them, hermetically in contact with the other of the rings [3]
A drawback of a rolling bearing of this design is that when it is replenished with a new portion of the lubricant, contaminants discarded by inertial forces and accumulate at the edge of the elastic lip, as well as wear particles formed in the contact of the elastic lip and the ring, enter the internal cavity. In the process, in the inner cavity of the rolling bearing under the action of centrifugal and inertial forces in the lubricating material, forces arise, seeking to open the tight contact of the elastic lips and rings. Since the force of pressing the elastic lip to the ring is small, the lubricant is ejected from the inner cavity of the rolling bearing between the elastic lip and the ring in the place of their tight contact. This requires frequent replenishment of the rolling bearing with lubricant. A delay in the addition of a new portion of the lubricant can lead to a rapid failure of the rolling bearing. To ensure the required sealing of the inner cavity of the rolling bearing between the seal and the ring, it is necessary to create as much interference as possible. To ensure the possibility of replenishing the inner cavity of the rolling bearing with lubricant between the seal and the ring, it is necessary to install as little interference as possible. Combining these two requirements in one design is a very difficult task and practically difficult to accomplish. Therefore, in a rolling bearing of such a design, one has to sacrifice either tightness or the possibility of replenishment with lubricant, which ultimately leads to the same decrease in reliability and durability. In addition, a special device is needed to replenish a rolling bearing of such a design with lubricant, since the grease fittings and syringes commonly used for these purposes cannot be used due to inconvenience in operation. This is due to the fact that it is impossible to supply lubricant through a sealed contact between the elastic lip and the ring without a significant deformation of the elastic lip, which can lead to damage to the seal and the rolling bearing itself. In this case, under the influence of pressure, the lubricant enters both the inner cavity of the rolling bearing and the outer surfaces, which leads to excessive consumption of lubricant. In addition, seals in a rolling bearing of this design have relatively large axial dimensions, which is not always justified.

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в периодическом пополнении его смазывающим материалом. The technical result achieved by the invention is to periodically replenish it with lubricant.

Это достигается тем, что в подшипнике качения, содержащем наружное и внутреннее кольца, размещенные между ними тела качения и два уплотнения, закрепленные на одном из колец и состоящие из защитных шайб и соединенных с ними эластичных губ, герметично контактирующих с другим из колец, в эластичной губе выполнена по крайней мере, одна беззазорная прорезь. В теле защитной шайбы выполнен, по крайней мере, один паз, который размещен таким образом, что он в собранном подшипнике качения своим контуром охватывает контур беззазорной прорези эластичной губы. Беззазорная прорезь выполнена в виде плоскости, части поверхности цилиндра или конуса, или любой другой поверхности, или их комбинаций. Паз выполнен в виде отверстия, канавки и собственно паза или других подобных элементов формируемых цилиндром, параллелепипедом или поверхностью любой другой формы. This is achieved by the fact that in the rolling bearing, containing the outer and inner rings, the rolling bodies located between them and two seals, mounted on one of the rings and consisting of protective washers and elastic lips connected to them, tightly in contact with the other of the rings, in elastic the lip is made at least one gapless slot. At least one groove is made in the body of the protective washer, which is placed in such a way that it encompasses the contour of the gap-free slot of the elastic lip in the assembled rolling bearing with its contour. The gap-free slot is made in the form of a plane, part of the surface of a cylinder or cone, or any other surface, or combinations thereof. The groove is made in the form of a hole, grooves and the groove itself or other similar elements formed by a cylinder, parallelepiped or surface of any other shape.

В эластичной губе выполнена беззазорная прорезь с тем, чтобы уменьшить осевые размеры уплотнения. Так как для размещения беззазорной прорези в теле эластичной губы требуется немного места, особенно в осевом направлении, то размеры всего уплотнения подшипника качения можно значительно уменьшить. Это уменьшение возможно потому, что смазывающий материал подают во внутреннюю полость подшипника качения не через герметичный контакт эластичной губы уплотнения с поверхностью кольца, а через само уплотнение. Смазывающий материал продавливается через беззазорную щель в эластичной губе уплотнения, которая под действием давления и гибкости эластичной губы раскрывается и пропускает смазывающий материал во внутреннюю полость подшипника качения. При этом, чем меньше осевые размеры эластичной губы в месте расположения беззазорной прорези, тем с меньшим усилием возможна подача смазывающего материала во внутреннюю полость подшипника качения. Прорезь в эластичной губе выполнена также для того, чтобы обеспечить возможность пополнения подшипника качения смазывающим материалом с сохранением надежного уплотнения внутренней полости подшипника качения. Это объясняется тем, что прорезь в эластичной губе открывается только при пополнении подшипника качения очередной порцией смазывающего материала. Раскрытие беззазорной прорези происходит в результате определенного давления смазывающего материала, и как только это давление прекращается, прорезь самопроизвольно закрывается, становясь снова беззазорной. Так как прорезь выполнена беззазорной, то это позволяет создать надежную защиту внутренней полости подшипника качения от проникновения пыли и влаги из окружающей среды и вместе с тем обеспечивает возможность периодического пополнения подшипника качения смазывающим материалом. Это связано с тем, что нет необходимости ослаблять контакт между эластичной губой и кольцом, так как смазывающий материал подается во внутреннюю полость подшипника качения через беззазорную прорезь, а не через герметичный контакт эластичной губы с кольцом. Усилие поджатия эластичной губы уплотнения к кольцу может быть значительно увеличено, что способствует улучшению герметичности подшипника качения. Выброс смазывающего материала из подшипника качения практически невозможен, так как усилия поджатия эластичных губ к кольцу можно всегда установить несколько большими, чем усилия пытающиеся раскрыть герметичные контакты эластичных губ с кольцом. Наличие беззазорной прорези позволяет упростить условия смазки подшипника качения и применять для этих целей обычные масленки или шприцы. При этом отработанный смазывающий материал, находящийся во внутренней полости подшипника качения под действием давления новой порции смазывающего материала, поступающего через беззазорную прорезь в эластичной губе одного из уплотнений, вытесняется из подшипника качения наружу через беззазорную прорезь в эластичной губе другого из уплотнения. Если усилие давления новой порции смазывающего материала превышает усилия поджатия эластичных губ к кольцу в местах их герметичного контакта, то отработанный смазывающий материал вытесняется из внутренней полости подшипника качения также и через эти герметичные контакты, вынося с собой продукты износа, образующиеся в местах этих контактов. В теле защитной шайбы выполнен паз, который размещен таким образом, что он в собранном подшипнике качения своим контуром охватывает контур беззазорной прорези эластичной губы для того, чтобы обеспечить пополнение смазывающим материалом подшипника качения через прорезь эластичной губы за счет упругости материала эластичной губы. Эластичная губа в месте расположения прорези, изгибаясь под действием подаваемого в подшипник качения смазывающего материала, допускает его через паз в защитной шайбе и через беззазорную прорезь упругой губы. Усилие, с которым смазывающий материал подается во внутреннюю полость подшипника качения, незначительно и зависит от упругих свойств эластичной губы, и может быть обеспечено какой угодно малой величины. Обеспечение возможности пополнения подшипника качения смазывающим материалом через беззазорную прорезь в эластичной губе позволяет увеличить усилие поджатия эластичной губы уплотнения к кольцу и тем самым улучшить герметичность подшипника качения. Создание более надежной защиты внутренней полости подшипника качения, а также возможности пополнять его смазывающим материалом в конечном счете позволяет повысить надежность и долговечность подшипника качения. An elastic gap is made in the elastic lip in order to reduce the axial dimensions of the seal. Since a small space is required to place a gapless slot in the body of the elastic lip, especially in the axial direction, the dimensions of the entire rolling bearing seal can be significantly reduced. This reduction is possible because the lubricant is fed into the inner cavity of the rolling bearing not through the tight contact of the elastic lip of the seal with the surface of the ring, but through the seal itself. The lubricant is pressed through a gapless gap in the elastic lip of the seal, which, under the action of pressure and flexibility of the elastic lip, opens and passes the lubricant into the inner cavity of the rolling bearing. Moreover, the smaller the axial dimensions of the elastic lip at the location of the gap-free slot, the less effort is possible to supply lubricant to the inner cavity of the rolling bearing. The slot in the elastic lip is also made in order to provide the possibility of replenishment of the rolling bearing with lubricating material while maintaining reliable sealing of the inner cavity of the rolling bearing. This is because the slot in the elastic lip opens only when replenishing the rolling bearing with another portion of the lubricant. The opening of the gap-free slot occurs as a result of a certain pressure of the lubricant, and as soon as this pressure ceases, the slot spontaneously closes, becoming gapless again. Since the slot is clearance-free, this allows you to create reliable protection of the inner cavity of the rolling bearing from dust and moisture from the environment and at the same time provides the possibility of periodically replenishing the rolling bearing with lubricating material. This is due to the fact that there is no need to weaken the contact between the elastic lip and the ring, since the lubricant is fed into the inner cavity of the rolling bearing through the gap-free slot, and not through the tight contact of the elastic lip with the ring. The force of compression of the elastic lip of the seal to the ring can be significantly increased, which improves the tightness of the rolling bearing. The release of lubricant from the rolling bearing is practically impossible, since the efforts of compressing the elastic lips to the ring can always be set somewhat higher than the efforts trying to open the tight contacts of the elastic lips with the ring. The presence of a clearance-free slot makes it possible to simplify the lubrication conditions of the rolling bearing and use ordinary grease nipples or syringes for these purposes. In this case, the spent lubricant located in the inner cavity of the rolling bearing under the action of pressure of a new portion of the lubricant entering through the gap-free slot in the elastic lip of one of the seals is forced out of the rolling bearing out through the gap-free slot in the elastic lip of the other from the seal. If the pressure force of a new portion of the lubricant exceeds the efforts of compressing the elastic lips to the ring in the places of their tight contact, the spent lubricant is also displaced from the inner cavity of the rolling bearing through these sealed contacts, taking with it the wear products formed in the places of these contacts. A groove is made in the body of the protective washer, which is placed in such a way that it encompasses the contour of the gap-free slot of the elastic lip in its assembled rolling bearing in order to ensure that the rolling bearing lubricates the lubricant through the slot of the elastic lip due to the elasticity of the material of the elastic lip. The elastic lip at the location of the slot, bending under the action of the lubricant supplied to the rolling bearing, allows it through the groove in the protective washer and through the gapless slot of the elastic lip. The force with which the lubricant is supplied into the inner cavity of the rolling bearing is insignificant and depends on the elastic properties of the elastic lip, and can be provided of any small size. Providing the possibility of replenishing the rolling bearing with lubricant through the gap-free slot in the elastic lip allows you to increase the force of compression of the elastic lip of the seal to the ring and thereby improve the tightness of the rolling bearing. The creation of more reliable protection of the inner cavity of the rolling bearing, as well as the possibility of replenishing it with lubricant, ultimately allows to increase the reliability and durability of the rolling bearing.

На фиг. 1 представлен подшипник качения в разрезе; на фиг.2 узел I на фиг.1; на фиг.3 подшипник качения, вид со стороны торца. In FIG. 1 shows a rolling bearing in section; in Fig.2 node I in Fig.1; figure 3 rolling bearing, side view.

Подшипник качения состоит из наружного кольца 1, внутреннего кольца 2, тел качения 3, и двух уплотнений 4, закрепленных на наружном кольце 1. Каждое уплотнение 4 состоит из защитной шайбы 5 и соединенной с ней эластичной губы 6, герметично контактирующей с внутренним кольцом 2. В эластичной губе выполнена беззазорная прорезь 7, а в теле защитной шайбы 5 выполнен паз 8, который размещен таким образом, что он в собранном подшипнике качения своим контуром охватывает контур беззазорной прорези 7 эластичной губы 6. The rolling bearing consists of an outer ring 1, an inner ring 2, rolling elements 3, and two seals 4 mounted on the outer ring 1. Each seal 4 consists of a protective washer 5 and an elastic lip 6 connected to it, tightly in contact with the inner ring 2. A gapless slot 7 is made in the elastic lip, and a groove 8 is made in the body of the protective washer 5, which is positioned so that it encompasses the contour of the gapless slot 7 of the elastic lip 6 in its assembled rolling bearing.

Подшипник качения работает следующим образом. The rolling bearing operates as follows.

При вращении внутреннего кольца 2 между эластичной губой 6 уплотнения 4 и внутреннего кольца 2 имеет место подвижный герметичный контакт, который обеспечивает требуемую герметизацию внутренней полости подшипника качения. Вращающиеся детали, внутреннее кольцо 2 и тела качения 3 постоянно перемешивают смазывающий материал, находящийся во внутренней полости подшипника качения. Под действием центробежных и инерционных сил смазывающий материал разбрасывается по внутренней полости подшипника качения, отводя тепло от трущихся поверхностей и смазывая детали. Пополнение подшипника качения смазывающим материалом может производиться как при неработающем узле, в который установлен подшипник качения, так и при его работе, если доступ к подшипнику качения не требует остановки и разборки узла. When the inner ring 2 rotates between the elastic lip 6 of the seal 4 and the inner ring 2, a movable tight contact takes place, which provides the required sealing of the inner cavity of the rolling bearing. The rotating parts, the inner ring 2 and the rolling elements 3 constantly mix the lubricant located in the inner cavity of the rolling bearing. Under the influence of centrifugal and inertial forces, the lubricant is scattered along the inner cavity of the rolling bearing, removing heat from the rubbing surfaces and lubricating the parts. Replenishment of the rolling bearing with lubricant can be carried out both with the idle assembly in which the rolling bearing is installed, and during its operation, if access to the rolling bearing does not require stopping and disassembling the assembly.

Пополнение подшипника качения смазывающим материалом может производиться с помощью шприца или масленки следующим образом. Шприц устанавливают напротив паза 8 защитной шайбы 5 и, создавая давление через паз 8 защитной шайбы 5 и беззазорную прорезь 7 эластичной губы 6, во внутреннюю полость подшипника качения подают смазывающий материал. Весь процесс пополнения подшипника качения смазывающим веществом может происходить без существенной разборки узла. При этом детали подшипника качения не подвергаются демонтажу и сам он может оставаться в узле. Replenishment of the rolling bearing with lubricant can be carried out using a syringe or nipple as follows. The syringe is installed opposite the groove 8 of the protective washer 5 and, creating pressure through the groove 8 of the protective washer 5 and the gap-free slot 7 of the elastic lip 6, lubricant is fed into the inner cavity of the rolling bearing. The entire process of replenishing a rolling bearing with a lubricant can occur without significant disassembly of the assembly. In this case, the details of the rolling bearing are not subjected to dismantling and it itself can remain in the assembly.

Claims

A ROLLING BEARING, containing the outer and inner rings, the rolling bodies placed between them and two seals mounted on one of the rings and consisting of protective washers and elastic lips connected to them, tightly contacting the other of the rings, characterized in that the elastic lip is made at least one gap-free slot, and at least one groove is made in the body of the protective washer, which is placed in such a way that it encompasses the loop of the gap-free slot of the elastic lip in the assembled rolling bearing s.