С тех пор как понял работу шарикового подшипника наблюдаю за конструкцией натяжных роликов ремней автомобилей и, с точки зрения работы подшипника, считаю применяющуюся сейчас почти повсеместно схему не правильной.

Рассмотрим натяжной ролик ремня привода агрегатов современных ВАЗов (хотя и не у ВАЗов принцип и конструкция примерно та же).

Речь пойдет о конструкции натяжного ролика поз. 13.

 

Этот ролик построен на шариковом радиальном однорядном подшипнике очень сильно похожем на подшипник 80203, залитый в корпус из пластмассы. Подобные по конструкции ролики применяются на многих автомобилях и отличаются лишь размерами и конструктивные исполнения бывают немного разными.

Но как может простой радиальный шарикоподшипник обеспечить нормальную работу такого узла? В справочнике «Подшипники качения» под редакцией Черменского О.Н. 2003 года издания говорится примерно следующее:

Шариковые радиальные однорядные подшипники являются наиболее распространенными. Они просты по конструкции и имеют относительно невысокую стоимость, могут воспринимать радиальную и значительные осевые нагрузки. При монтаже в различных механизмах, они способны к небольшим перекосам (1…3‘, а при увеличенном радиальном зазоре до 10‘). Следует иметь в виду, однако что перекосы ухудшают работу подшипника, вызывают вибрацию и снижают долговечность вследствие неблагоприятного распределения давления на дорожке качения.

Работать без перекоса такой ролик просто не может потому, что ремень никогда не будет давить строго по середине ролика.

Я решил проанализировать подобные конструкции. Для натяжного ролика ремня газо-распределительного механизма конструкция аналогична.

 

Закономерно, что такая конструкция не зарекомендовала себя как надежная и долговечная.

Так же эта конструкция склонна к повышенному износу беговых дорожек колец подшипника при пуске двигателя в сильный мороз, когда смазка застывает и происходит проскальзывание шариков по беговым дорожкам.

Более грамотные инженерные решения.

Что касается натяжного ролика ремня ГРМ, то была раньше альтернативная конструкция, судя по всему четырехточечная.

Так же подобные конструкции есть и в грузоподъемных механизмах. Это всевозможные блоки для канатов.

Приведу лишь 2 иллюстрации из справочника по кранам под редакцией М.М.Гохберга.

 

 

Для блоков рекомендуется применение схемы с опорой на два подшипника, она является более устойчивой. Конечно, при работе ремней на ролике может и не быть таких нагрузок, вызывающих взаимный перекос колец подшипника, но я думаю, что нормально однорядный подшипник в таких условиях работать не будет.

На мой взгляд, есть более изящное решение с однорядным подшипником. Давно разработана конструкция четырехточечных подшипников.

Шарик касается наружного кольца в 2х точках и внутреннее разрезное кольцо, касается шарика то же в 2х точках. Такой подшипник способен нормально работать, у него нет взаимной игры колец, которая есть у простого однорядного подшипника.

Причины, по которым автомобилестроители применяют эту конструкцию, на мой взгляд, следующие:

Ролик у автомобиля меняется вместе с ремнем по правилам здравого смысла (особенно тщательно это требование выполняется для приводов газораспределительного механизма), а ресурс даже такого ролика обычно превосходит ресурс ремня. На практике любой производитель массовых автомобилей уделяет внимание себестоимости конструкции не меньше, чем  авиастроители массе своих конструкций. Поэтому я думаю, что они идут осознанно на конструкцию, не верную с точки зрения работы подшипника, но тем не менее она имеющую минимально возможную стоимость и обеспечивающую требуемый ресурс.

Виктор Русин