СПОСОБ КОНТРОЛЯ РАЗМЕРОВ РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ КОЛЕЦ ДВУХРЯДНЫХ РАДИАЛЬНО-УПОРНЫХ ШАРИКОПОДШИПНИКОВ Российский патент 1997 года по МПК G01B21/20 F16C43/04 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к контролю размеров деталей подшипников на операциях обработки рабочих поверхностей.

Широко известен способ, состоящий в измерении диаметра желоба, радиуса желоба и положения желоба относительно базового торца кольца. Способ позволяет налаживать желобошлифовальный станок на получение каждого из размеров в отдельности и независимо от других (Подшипники качения./Под ред. Н.А. Спицина и др. М. Машиностроение, 1961, с. 700).

Однако точность обработки при этом такова, что позволяет собирать лишь однорядные радиально-упорные подшипники, когда высоких требований к взаимному осевому расположению наружного и внутреннего колец не предъявляется и отклонения угла контакта, связанные с отклонениями радиусов желобов, считаются допустимыми. Кроме того, на кольцах двухрядных радиально-упорных подшипников формируют только одну сторону желоба, и измерение осевого положения желоба усложняется.

Известен способ, по которому контролируют диаметры дорожек качения наружных и внутренних колец по линиям контакта колец и шаров в подшипнике, а также расстояние между линиями контакта у наружных колец и расстояние от базового торца до линии контакта у внутренних колец. Диаметр линии контакта зависит от трех размеров и не представляет интереса при операционном контроле. Расстояние между линиями контакта или расстояние от торца до линии контакта несет информацию об осевом положении центра кривизны и радиуса желоба и может быть использовано для наладки станка. Однако способ не содержит приемов, позволяющих измерить указанные расстояния (авт. св. СССР N 540074, кл. F 16 C 43/04, 1976).

Технической задачей изобретения является повышение точности контроля, а следовательно, и точности обработки рабочих поверхностей радиально-упорных двухрядных шарикоподшипников за счет выбора подлежащих измерению параметров и математической обработки результатов измерения.

Для достижения данного технического результата в способе контроля размеров рабочих поверхностей колец двухрядных радиально-упорных шарикоподшипников, состоящем в измерении параметров, характеризующих поверхности контакта шариков с дорожками качения внутреннего и наружного колец шарикоподшипника, измеряют диаметр желоба d и сумму расстояний от оси кольца до образующих желоба P, которые замерены по линиям, размещенным под углом контакта в подшипнике α, вычисляют отклонения диаметра Dd и суммы расстояний ΔP от номинальных значений, определяют параметр f
f = ΔP-Δd•cosα,
где f смещение линии контакта;
ΔP отклонение суммы расстояний от оси кольца до образующей желоба;
Δd отклонение диаметра желоба;
α угол контакта в подшипнике
и сравнивают его с допускаемыми значениями.

Способ позволяет контролировать при обработке три размера: диаметр желоба непосредственно; радиус желоба непосредственно и по смещению линии контакта; осевое положение желоба по смещению линии контакта. Этим одновременно достигается контроль положения желоба, что необходимо для наладки станков при обработке колец.

На фиг. 1 показано наружное кольцо двухрядного радиально-упорного шарикоподшипника; на фиг. 2 левое внутреннее кольцо; на фиг. 3 правое внутреннее кольцо; на фиг. 4 схема измерения наружного кольца; на фиг. 5 - внутреннего кольца; на фиг. 6 размерная цепь для расчета расстояний от оси кольца до линии контакта наружных колец; на фиг. 7 то же, но внутренних колец; на фиг. 8 алгоритм вычислений отклонения диаметра желоба и смещения линии контакта.

Для обработки желобов двухрядных наружных колец применяют одновременное шлифование двух желобов, поэтому их размерность невелика. Кроме того, для этих подшипников самым неблагоприятным режимом работы является перекос, когда одновременно работают диаметрально противоположные точки желобов.

На фиг. 4 представлена схема измерения, учитывающая специфику работы наружного кольца 1. Диаметр желобов измеряется с помощью измерительных головок 2 (A и B), а расстояние от оси до линий контакта с помощью головок 3 (C и D). При этом кольцо 1 базируется по торцу на три опоры 4 и по наружному диаметру на две опоры 5.

Схема измерения правого и левого внутренних колец 6 и 7 содержит измерительные головки 2 (A и B) и 3 (C и D), а кольцо базируется на торцевые опоры 8 и радиальные 9. Кольцо 6 (7), прижимается к торцовым опорам 8 прижимами 10. Расстояния P1, P2 и базу измерения этих расстояний В (фиг. 6) рассчитывают по формулам

где D диаметр желоба наружного кольца;
R радиус желоба наружного кольца;
L расстояние между центрами кривизны образующих желобов наружного кольца;
a угол контакта.

Аналогично для внутреннего кольца 6 (фиг. 7)

где d диаметр желоба внутреннего кольца;
r радиус желоба внутреннего кольца;
l расстояние от базового торца до центра кривизны образующей желоба.

Зависимость расстояния от точки пересечения осей симметрии до касательной и образующей желоба в точке контакта от диаметра, радиуса и осевого положения желоба для наружного кольца:
PP1 l + g h,
где

Аналогично для внутреннего кольца (фиг. 7)
PP1_1.1 r m n,
где

Отсюда следует алгоритм вычислений, позволяющий получить отклонение диаметра желоба и смещение линии контакта, не зависящее от отклонений диаметра и являющееся функцией отклонений осевого положения и радиуса желоба (фиг. 8). В соответствии с алгоритмом суммируют сигналы головок A и B, вычитают из полученной суммы ее номинальное значение и этим получают Δd отклонение диаметра желоба от номинала. Одновременно суммируют сигналы головок C и D, вычисляют из полученной суммы ее номинальное значение и этим получают ΔP отклонение суммы расстояний от оси кольца до желоба. Затем находят произведения Δd на косинус угла контакта. После чего вычисляют разность f = ΔP-Δd•cosα/f (где f смещение линии контакта).

Величина f = ΔP-Δd•cosα это результат измерения кольца на приборе, настроенном на "0" как по каналу "d" (A B), так и по каналу "P" (C + D) по образцовой детали, имеющей номинальные размеры.

Параметр f не зависит от отклонений диаметра желоба, поэтому при вычислении допуска s_f полагаем Δd = 0.

По определению допуск σ_f(f_max-f_min).

Очевидно, что при Δd = 0
f_max (P_max P_ном),
f_min (P_min P_ном),
тогда σ_f= P_max-P_min.

На основании приведенной в описании формулы
P = P_1.1+P_1.2= d•cosα-2r(1-cosα)-2l•sinα
запишем
.

где Δr и Δl точность технологического процесса по радиусу и осевому положению желоба, достигаемая при использовании измерительных приборов, реализующих заявляемый способ.

Использование: для обработки рабочих поверхностей радиально-упорных двухрядных шарикоподшипников путем предварительного выбора подлежащих измерению параметров и математической обработки результатов измерения. Сущность изобретения: контролируют радиус желоба, затем в произвольном осевом сечении кольца измеряют диаметр желоба и сумму расстояний от оси кольца до образующей желоба, измеренных по прямым, составляющим с перпендикулярами к оси кольца углы контакта α в подшипнике. Далее определяют отклонения диаметра Dd и суммы расстояний от номинальных значений (ΔP) , вычисляют разность отклонения указанной суммы и произведения отклонения диаметра на косинус угла контакта f = ΔP-Δd•cosα . Эта разность f равна смещению линии контакта кольца под влиянием отклонения радиуса и осевого положения желоба в направлении, образующем угол контакта с перпендикуляром к оси кольца. 8 ил.

Способ контроля размеров рабочих поверхностей колец двухрядных радиально-упорных шарикоподшипников, состоящий в измерении параметров, характеризующих поверхности контакта шариков с дорожками качения внутреннего и наружного колец шарикоподшипника, отличающийся тем, что измеряют радиус кривизны поверхности желоба, затем в произвольном осевом сечении кольца измеряют диаметр d желоба и сумму P расстояний от оси кольца до образующих желоба, которые измерены по линиям, размещенным под углом α контакта в подшипнике, вычисляют отклонения диаметра Dd и суммы расстояний ΔP от номинальных значений, вычисляют параметр f по формуле
f = ΔP-Δd•cosα,
где f смещение линии контакта,
и сравнивают его с допускаемыми значениями.