Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Осілік жүктемелерді қабылдай алатын ролик подшипниктерінің түрі.
Type of roller bearing which can support axial loads
Коникалық ролик подшипниктері – радиалды күштермен қатар осілік күштерді де (яғни жақсы итермелі подшипниктер) қабылдайтын доңғалақты элементтер подшипниктері.
Tapered roller bearings are rolling element bearings that can support axial forces (i. e., they are good thrust bearings) as well as radial forces.
Сипаттама
Ішкі және сыртқы сақиналық жолдар конустың сегменттері болып табылады, ал роликтер конустық беттерге сәйкес келеді. Егер роликтер осі проекцияланса, олар подшипниктердің басты осіндегі ортақ нүктеде түйіседі. Бұл геометрия конустардың қозғалысын бір осьті қалпында ұстайды, жарыс жолдары мен роликтердің сыртқы диаметрі арасында сырғанау болмайды. Осы конустық геометрия сызықтық контактілік аймақты құрайды, бұл сфералық (допты) подшипниктерге қарағанда жоғары жүктемелерді көтеруге мүмкіндік береді, себебі допты подшипниктер нүктелік контактіге ие. Геометрияның мәні – әрбір роликтің бетінің жанама жылдамдығы контактілік аймақтың барлық ұзындығы бойында олардың жарыс жолдарымен бірдей болады және дифференциалдық тозу болмайды. Роликтер ішкі сақинадағы фланецпен бекітіліп, тұрақтандырылады, оған қарсы олардың кең ұшы сырғанап, конустық пішінінің салдарынан "қабақ тұқымы" әсерінен роликтердің сыртқа шығуына жол бермейді. Бұл конустардың жарты бұрыштары неғұрлым үлкен болса, подшипник көтере алатын осьтік күш соғұрлым артады. Конустық роликті подшипниктер конус жинағы мен тостағанға бөлінеді. Бөлінбейтін конус жинағы ішкі сақинадан, роликтерден және роликтерді ұстап, тең аралықта орналастыратын сепаратордан тұрады. Тостаған – бұл сыртқы сақина. Ішкі бос орын конус пен тостаған арасындағы осьтік орналасу арқылы монтаждау кезінде анықталады, бірақ бос орынсыз алдын ала жүктелген орнатулар да жиі кездеседі. Метрикалық конустық роликті подшипниктер ISO 355 стандартында белгіленген жүйе бойынша тағайындалады.
The inner and outer ring raceways are segments of cones and the rollers are tapered so that the conical surfaces of the raceways, and the roller axes, if projected, would all meet at a common point on the main axis of the bearing. This geometry makes the motion of the cones remain coaxial, with no sliding motion between the raceways and the outside diameter of the rollers. This conical geometry creates a linear contact patch which permits greater loads to be carried than with spherical (ball) bearings, which have point contact. The geometry means that the tangential speeds of the surfaces of each of the rollers are the same as their raceways along the whole length of the contact patch and no differential scrubbing occurs. The rollers are stabilized and restrained by a flange on the inner ring, against which their large end slides, which stops the rollers from popping out due to the "pumpkin seed effect" of their conical shape. The larger the half angles of these cones the larger the axial force that the bearing can sustain. Tapered roller bearings are separable into a cone assembly and a cup. The non separable cone assembly consists of the inner ring, the rollers, and a cage that retains and evenly spaces the rollers. The cup is simply the outer ring. Internal clearance is established during mounting by the axial position of the cone relative to the cup, although preloaded installations without clearance are common. Metric tapered roller bearings follow the designation system defined by ISO 355.
Тарих
1895 жылдың 23 наурызында Индиана штатының Уилмот қаласынан келген фермер және ағаш шебер Джон Линкольн Скотт «арбалардың, экипаждардың немесе басқа да дөңгелекті көліктердің біліктері мен ступицаларына» орналасатын роликті подшипниктерді өнертапқаны үшін АҚШ патент бюросына өтініш берді. Подшипник екі жиын цилиндрлік роликтен тұрды, олардың бірі екіншісінен үлкен диаметрлі, және бұл роликтіктер конус тәрізді білікшедегі өңделген жалпақ беттерге орналастырылды. 1898 жылы Генри Тимкен конустық роликті подшипник үшін патент алды, ол конус пішіндес роликтіктерді пайдаланды. Ол кезде Тимкен Сент-Луис қаласында экипаж жасаушы болып жұмыс істеді және экипаж пружиналарына үш патент иеленді. Дегенмен, оның компаниясының сәттілікке жетуіне оның конустық роликті подшипнігіне алған патенты себеп болды. Конустық роликті подшипниктер 19 ғасырдың соңындағы жаңалық болды, өйткені дөңгелек осьтерінде қолданылатын подшипниктер ежелгі заманнан бері көп өзгерген жоқ. Олар рамадағы цилиндрлі отырғыштан және майлау майы бар корпусқа немесе қорапқа енген осьтің бір бөлігінен тұрды. Бұлар журналдық подшипниктер деп аталды және сұйық подшипник құру үшін майлауға тәуелді болды. Жақсы майлаусыз, журналдық подшипниктер үйкелістен туындаған артық қызудан бұзылуы мүмкін. Тимкен конустық элементтерді қосу арқылы білік подшипнігіндегі үйкелісті айтарлықтай азайта алды, бұл элементтер жүктемені білік пен рамаға қатайтылған ішкі және сыртқы сақиналар мен роликтіктер арқылы тегіс түрде беру арқылы дөңгелейтін. Конустық роликті подшипниктер заманауи майлау материалдарымен бірге өте берік және айналмалы осьтер мен беріліс біліктері бар қолдануларда кеңінен қолданылады. Подшипниктердің беріктігі соншалық, бұл біліктер жүздеген мың шақырым жүріс кезінде техникалық қызмет көрсетуді қажет етпейді.
On March 23, 1895, John Lincoln Scott, a farmer and carpenter from Wilmot, Indiana applied for a patent from the United States Patent Office for his invention of a roller bearing that fit on "the axle skeins and hubs of wagons, buggies, or other wheeled vehicles". The bearing was composed of two sets of cylindrical rollers, one set larger in diameter than the other, that fit on flats machined on the tapered axle skein. In 1898, Henry Timken was awarded a patent for the tapered roller bearing which used conical rollers. At the time, Timken was a carriage maker in St. Louis and held three patents for carriage springs. However, it was his patent for tapered roller bearings that allowed his company to become successful. Tapered roller bearings were a breakthrough at the end of the 19th century because bearings used in wheel axles had not changed much since ancient times. They consisted of a cylindrical seat on the frame and part of the axle enclosed in a case or box that held a lubricant. These were called journal bearings and relied on the lubricant to form a fluid bearing. Without adequate lubrication, journal bearings would fail due to the excessive heat caused by friction. Timken was able to significantly reduce the friction on his axle bearings by adding tapered elements which actually rolled while transferring the load evenly from axle to frame through the hardened steel inner and outer rings and the rollers his tapered roller bearing. The tapered roller bearing in combination with modern lubricants is extremely durable and is used almost universally in applications involving rotating axle and transmission shafts. Bearing durability is such that these shafts often require no maintenance for hundreds of thousands of kilometers of operation.
Қолданбалар
Көптеген қолданбаларда конустық роликті подшипниктер жұптап, артқа қарай орнатылады, осылайша осьтік күштер екі бағытта да тең бөліседі. Конустық роликті подшипниктердің жұбы автомобильдер мен көлік құралдарының дөңгелек подшипниктерінде қолданылады, онда олар бір мезгілде үлкен тік (радиалдық) және көлденең (осьтік) күштерге төтеп беруі керек. Конустық роликті подшипниктер орташа жылдамдыққа және ауыр жұмыс жағдайларына арналған, мықтылық қажет болғанда қолданылады. Көптеген нақты қолданыс орындаларына ауыл шаруашылығы, құрылыс және тау-кен жабдықтары, спорттық роботтардың жарыстары, осьтік жүйелер, беріліс қораптары, қозғалтқыштар мен редукторлар, жетекті білік, теміржол осьтік қораптары, дифференциалдар, жел турбиналары және т.б. жатады. Конустық роликті подшипник – конустық жүзбекшелерден (ішкі және сыртқы сақиналардан) және конустық роликтерден тұратын құрылғы. Бұл конструкция бір мезгілде әрекет ететін жүктемелерге, яғни осьтік және радиалдық жүктемелерге арналған. Подшипник осі – жүзбекшелердің проекциялық сызықтарының бір нүктеде қиылысуы, бұл иілуді жақсартуға және үйкелісті азайтуға мүмкіндік береді. Жүктемеге төзу қабілеті контактілік бұрыш өзгеруіне байланысты артуы немесе азаюы мүмкін. Бұрыш дәрежесі неғұрлым жоғары болса, контактілік бұрыш та соғұрлым үлкен болады. Олар көбінесе радиалдық жүктемені жақсырақ қабылдау үшін жұптап қолданылады, ал кейбір ауыр жұмыс жағдайларында екі немесе төрт қатарлы түрде бір құрылғыда кездеседі.
In many applications tapered roller bearings are used in back to back pairs so that axial forces can be supported equally in either direction. Pairs of tapered roller bearings are used in car and vehicle wheel bearings where they must cope simultaneously with large vertical (radial) and horizontal (axial) forces. Tapered roller bearings are commonly used for moderate speed, heavy duty applications where durability is required. Common real world applications are in agriculture, construction and mining equipment, sports robot combat, axle systems, gear box, engine motors and reducers, propeller shaft, railroad axle box, differential, wind turbines, etc. A tapered roller bearing is a unit that consists of both tapered raceways (inner and outer rings), and tapered rollers. The construction is intended for combination loads, such as dual acting axial and radial loads. The bearing axis is where the projected lines of the raceway combine at a common location to improve rolling, while reducing friction. The load capacity can be increased or decreased depending on the contact angle being increased or decreased. The higher the degree of angle, the greater the contact angle. They are commonly used in pairs for better radial load handling, and in some heavy duty applications, can be found in two or four rows combined in a single unit.