УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЛЕКТОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ ДЛЯ СБОРКИ ДВУХРЯДНЫХ РАДИАЛЬНО-УПОРНЫХ ШАРИКОПОДШИПНИКОВ Российский патент 2000 года по МПК F16C43/04 

Изобретение относится к области производства радиально-упорных шарикоподшипников, в частности к обеспечению в пределах допуска угла контакта и осевого зазора в подшипниках по результатам измерения в кольцах перед сборкой размеров дорожек качения.

Угол контакта в радиально-упорных шарикоподшипниках без измерения на стадии комплектования может быть обеспечен в пределах допуска при сборке подшипников из колец, в которых отклонения размеров дорожек качения не превышают определенной величины. При таком способе комплектования у изготовителя подшипников должен быть брак колец по недопустимому отклонению размеров дорожек качения. Но так как в ГОСТ, ТУ и от потребителя отсутствуют требования на допустимое отклонение угла контакта из-за сложности его проверки особенно в двухрядных радиально-упорных подшипниках, то изготовители собирают радиально-упорные подшипники из всех колец, в которых при случайном сочетании допустимых и недопустимых отклонений размеров дорожек качения отклонения угла контакта достигает ±20^o и в двухрядных во внутренних кольцах разноразмерность диаметров дорожек качения достигает удвоенной величины максимального отклонения диаметра.

Но радиально-упорные шарикоподшипники с отклонением угла контакта более ±10^o и двухрядные ступичные с разноразмерностью диаметров дорожек качения внутренних колец более 0,04 мм имеют более чем в 2 раза меньшую долговечность.

Известен способ комплектования деталей для сборки двухрядных радиально-упорных шарикоподшипников с углом контакта в пределах допуска из колец, в которых отклонения размеров дорожек качения могут быть сколь угодно большими, (авторское свидетельство СССР N 480862 Мкл. F 16 C 43/04, 1975 г.), в котором измеряют в сечении колец, соответствующим номинальному углу контакта шарикоподшипника, диаметр дорожки качения и положения дорожки качения относительно базового торца во внутренних кольцах, сортируют внутренние кольца по отклонению диаметра и положения дорожки качения, комплектуют первый и второй ряды подшипника шариками диаметром, равным разности измеренных диаметров дорожек качения наружного и внутреннего колец, деленой на удвоенный косинус номинального угла контакта, затем измеряют расстояние от базового торца внутреннего кольца первого ряда до точки угла контакта шариков на дорожке качения второго ряда в наружном кольце и по результатам измерения подбирают второе внутреннее кольцо с необходимой величиной положения дорожки качения.

Недостатком этого способа является необходимость двухмерной сортировки внутренних колец при фактическом отклонении размеров дорожек качения до ±0,04 мм надо 260 групп при сортировке через 0,005 мм и необходимость иметь на сборке не менее 20 групп шариков через 0,003 мм для обеспечения собираемости, близкой к единице.

Известно устройство (прототип, а. с. СССР N 615285 Мкл. F 16 C 43/04, 1978 г. ) для измерения в кольцах двухрядного радиально-упругого шарикоподшипника осевого комплектовочного размера, который дает возможность вычислить диаметр шариков для сборки подшипника из измеренных колец, состоящего из первого прибора для измерения внутренних однорядных колец и второго прибора для измерения наружных двухрядных колец, которые содержат расположенные вдоль оси измеренного кольца конусы, причем второй прибор содержит подвижный конус, который имеет угол между осью и образующей поверхностью, равный номинальному углу контакта комплектуемого шарикоподшипника, измерительные шарики, расположенные по окружности конусов и дорожкам качения измеряемых колец, измеритель перемещения, двуплечий рычаг, контактирующий одним плечом с измерителем перемещения, вторым плечом в первом приборе с базовым торцом измеряемого кольца и во втором приборе с подвижным конусом.

Недостатками этого устройства являются:
1. Невозможность измерения в кольцах радиально-упругого подшипника расстояния во внутреннем между дорожкой качения и базовым торцом и в наружном между дорожками качения;
2. Отсутствие возможности сборки радиально-упругих подшипников с углом контакта в пределах допуска без измерения угла контакта из измерительных колец, в которых отклонения размеров дорожек качения на линии контакта являются недопустимыми по конструкторскому чертежу;
3. Необходимость иметь на сборке для обеспечения собираемости близкой к единице не менее 20 групп шариков через 0,003 мм;
4. Получаемая в собранных подшипниках максимальная размерность диаметров дорожек качения внутренних колец, равная величине удвоенного максимального отклонения диаметра;
Технической задачей изобретения является устранение вышеперечисленных недостатков.

Поставленная задача решается тем, что в устройство для измерения осевого комплектовочного размера в кольцах двухрядных радиально-упорных подшипников, состоящее из прибора для измерения внутренних и прибора для измерения наружных колец, которые содержат расположенные и подвижные вдоль оси измеряемого кольца конусы с углом между осью и образующей поверхностью, равным номинальному углу контакта комплектуемого подшипника, измерительные шарики, расположенные по окружности конусов и дорожкам качения измеряемых колец, введены контактирующие с измерительными шариками подвижные вдоль оси конусов втулки, преобразователи перемещения конусов и преобразователи перемещения втулок в электрический сигнал при измерении колец, вычитающие блоки, суммирующие блоки с разными коэффициентами передачи электрического сигнала по входам, масштабные блоки и регистрирующие блоки с двумя входами, при этом в каждом приборе выход преобразователя перемещения конуса в электрический сигнал соединен с первым входом вычитающего блока и со входом масштабного блока, выход которого соединен с первым входом регистрирующего блока, выход преобразователя перемещения втулки в электрический сигнал соединен с первым входом суммирующего блока, выход которого соединен со вторым входом регистрирующего блока, причем в прибор для измерения наружных колец введен блок задания размера шарика, с которым будет собран подшипник, выход которого соединен со вторым входом масштабного блока.

Технический результат изобретения:
1. Обеспечение отклонения угла контакта не более предела допуска в собранных подшипниках из колец, имеющих превышающие допустимые по конструкторскому чертежу отклонения размеров дорожек качения без измерения угла контакта, и уменьшения разноразмерности диаметров дорожек качения внутренних колец достигается за счет получения электрического сигнала, характеризующего возможность соединения в комплект измеренных колец, на выходе суммирующего блока из преобразования результатов перемещения конуса и втулки при измерении колец;
2. Собираемость колец в подшипнике близкой к единице при незначительном количестве групп шариков на сборке достигается за счет получения электрического сигнала, характеризующего комплектовочный размер внутреннего кольца из рассортированных на размерные группы внутренних колец, с которым должен быть собран подшипник, на выходе масштабного блока из преобразования результата перемещения конуса и введенного в масштабный блок размера шарика, с которым будет собран подшипник при измерении наружного кольца;
3. Измерение расстояния между дорожками качения в наружном двухрядном кольце достигается за счет получения электрического сигнала, характеризующего расстояние на выходе вычитающего блока, из преобразования результата перемещения конуса и втулки.

Предлагаемое устройство поясняется рисунками. На фигуре 1 изображена схема прибора для измерения внутреннего однорядного кольца, на фигуре 2 - размерная цепь измеряемых отклонений размеров во внутреннем однорядном кольце, на фигуре 3 - схема прибора для измерения наружного двухрядного кольца, на фигуре 4 - размерная цепь измеряемых отклонений размеров в наружном двухрядном кольце, на фигуре 5 - расчетная схема двухрядного радиально-упорного шарикоподшипника.

Предлагаемое устройство для комплектования деталей для сборки двухрядных радиально-упорных шарикоподшипников состоит из прибора (см. фиг. 1) для измерения внутренних однорядных колец 1 и прибора (см. фиг. 3) для измерения наружных двухрядных колец 2.

Приборы содержат подвижный на шариковых направляющих вдоль оси при измерении кольца конус 3, прибор для измерения наружного кольца, неподвижный при измерении и подвижный в шариковых направляющих при замене измеряемого кольца конус 4, измерительные шарики 5, разделенные и удерживаемые сепаратором и контактирующие при измерении с дорожкой качения и с конической поверхностью конусов, втулку 6 подвижную на шариковых направляющих и контактирующую с измерительными шариками 5, преобразователь 7 перемещения конуса 3 в электрический сигнал, преобразователь 8 перемещения втулки 6 в электрический сигнал, вычитающий блок 9, масштабный блок 10, суммирующий блок 11, регистрирующий блок 12, содержащий отсчетный индикатор и индикаторы знаков "плюс" и "минус", причем прибор для измерения наружного кольца (см. фиг. 3) содержит блок 13 задания размера шарика и прибор для измерения внутреннего кольца содержит (см. фиг. 1) подвижный в шариковых направляющих при замене измеряемого кольца шток 14.

Выход преобразователя 7 перемещения конуса 3 в электрический сигнал соединен с инвертирующим входом вычитающего блока 9 и со входом масштабного блока 10, выход которого соединен с первым входом регистрирующего блока 12. Выход преобразователя 8 перемещения втулки 6 в электрический сигнал соединен с неинвертирующим входом вычитающего блока 9 и с первым входом суммирующего блока 11, второй вход которого соединен с выходом вычитающего блока 9 и выход которого соединен со вторым входом регистрирующего блока 12. Выход блока 13 задания размера шарика в приборе для измерения наружного кольца соединен со вторым входом масштабного блока 10.

Конусы 3 и 4 в приборах имеют угол между осью и образующей поверхностью, равный номинальному углу контакта β₀ комплектуемого подшипника.

Вычитающий блок 9 имеет коэффициент передачи электрического сигнала в приборе для измерения внутренних колец одинаковый по входам, в приборе для измерения наружного двухрядного кольца по инвертирующему входу - в два раза меньше. Масштабный блок 10 имеет коэффициент передачи электрического сигнала в приборе для измерения внутреннего кольца пропорциональный sinβ₀ , в приборе для измерения наружного двухрядного кольца по входу, соединенному с выходом преобразователя 7 перемещений, пропорциональный 0,5 sinβ₀ Коэффициент передачи электрического сигнала по входу суммирующего блока 11, соединенному с выходом вычитающего блока 9 в приборе для измерения внутренних и соединенному с выходом преобразователя 8 перемещений в приборе для измерения наружных колец, отличается от коэффициента передачи по другому входу в tg²β₀ раз.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. В приборы устанавливают при поднятом в верхние положения штока 14 и конуса 4 образцовые кольца с номинальными размерами дорожек качения соответственно внутреннее и наружное. Штоком 14 прижимают измеряемое внутреннее кольцо к основанию прибора и через измерительные шарики 5 к конусу 3. Конусом 4, который прижимают к основанию прибора, поджимают через измерительные шарики 5, измеряемое наружное кольцо к конусу 3. Затем путем настройки преобразователей 7 перемещений при заданном отклонении диаметров шарика в блоке 13 равному нулю получают на выходе масштабного блока 10 нулевое значение электрического сигнала и затем путем настройки преобразователей 8 перемещений получают на выходе суммирующего блока 11 нулевое значение электрического сигнала, которые контролируют отсчетным индикатором в регистрирующем блоке 12. Образцовое кольцо удаляют с приборов.

Предназначенное для сборки шарикоподшипника внутреннее кольцо устанавливают для измерения в прибор. При этом на выходе преобразователя 7 перемещений конуса будет электрический сигнал, характеризующий отклонение осевого комплектовочного размера кольца, и на выходе преобразователя 8 перемещений втулки 6 будет электрический сигнал, характеризующий отклонение расстояния между базовым торцом измеряемого кольца и линией контакта на дорожке качения, результат получения которых изображен на фиг. 2.

На фиг. 2 во внутреннем кольце обозначены
β₀ - номинальный угол контакта шариков с дорожкой качения;
r₀, r - номинальный и возможный радиус кривизны поверхности желоба;
d₀, d, Δd - номинальный, возможный диаметр и отклонение диаметра линии контакта на желобе с шариками при номинальном угле контакта;
l₀, l, Δl - номинальное, возможное расстояние и отклонение расстояния между базовым торцом и линией контакта;
ΔB - отклонение осевого комплектовочного размера.

На фиг. 2 изображены в измеряемом кольце 1 профиль дорожки качения с номинальными размерами, положение при этом измерительного шарика 5, конуса 3 и втулки 6 - сплошной линией, с отклонениями размеров, положение при этом измерительного шарика, конуса и втулки - прерывистой линией. Точки K₁ и K₂, точки N₁ и N₂, точки C₃ и C₄ являются точками контакта шарика 5 с поверхностями желоба дорожки качения, конуса 3 и втулки 6.

На фиг. 2 видно, что при изменении положения измерительного шарика 5 переместятся вдоль оси
втулка 6 на величину Δl = l-l₀,
конус 3 на величину, определяемую выражением
ΔB = Δl+0,5(d₀-d)•ctgβ₀= Δl-0,5•Δd•ctgβ₀ (1)
При этом (см. фиг. 1) на выходе масштабного блока 10 будет электрический сигнал отклонения комплектовочного размера, определяемого выражением
ΔB_к= ΔB•sinβ₀= Δl•sinβ₀-0,5Δd•cosβ₀ (2)
на выходе вычитающего блока 9 будет электрический сигнал, характеризующий отклонение диаметра дорожки качения, определяемого выражением
Δl-ΔB = 0,5•Δd•ctgβ₀ (3)
на выходе суммирующего блока 11 будет электрический сигнал, характеризующий смещение точки контакта по дорожке качения измеряемого кольца относительно номинального положения, определяемое выражением
ΔC_в= Δl+0,5Δd•ctgβ₀•tg²β₀= Δl+0,5Δd•tgβ₀ (4)
и знак которого покажет регистрирующий блок 12.

Предназначенное для сборки шарикоподшипника наружное двухрядное кольцо 2, в котором путем одновременного шлифования обоих дорожек качения обеспечивают разноразмерность их диаметров и радиусов кривизны поверхности желобов не более 0,005 мм, устанавливают для измерения в прибор. При этом на выходе преобразователя 7 перемещений конуса 3 будет электрический сигнал, характеризующий удвоенное отклонение осевого комплектовочного размера кольца, и на выходе преобразователя 8 перемещений втулки 6 будет электрический сигнал, характеризующий отклонение диаметра линии контакта по дорожке качения, результат получения которых изображен на фиг.4.

На фиг. 4 в наружном кольце обозначены
R₀, R - номинальный и возможный радиус кривизны поверхности желобов;
D₀, D, ΔD - номинальный, возможный диаметр и отклонение диаметра линии контакта на желобе с шариками при номинальном угле контакта;
L₀, L, ΔL - номинальное, возможное расстояние и отклонение расстояния между линиями контакта;
ΔH - удвоенное отклонение осевого комплектовочного размера;
ΔT - величина, характеризующая отклонение диаметра дорожки качения.

На фиг. 4 изображены в измеряемом кольце 2 профиль дорожек качения с номинальными размерами, положение при этом измерительных шариков 5, конуса 3, втулки 6 сплошной линией и с отклонениями размеров другое положение при этом измерительных шариков 5, конуса 3 и втулки 6 - прерывистой линией. Точки K₁ и K₂, точки K₃ и K₄, точки N₁ и N₂, точки N₃ и N₄, точки C₅ и C₆ являются точками контакта измерительных шариков с поверхностями желоба дорожек качения, конуса и втулки.

На фиг. 4 видно, что при изменении положения измерительных шариков 5 переместятся вдоль оси втулки 6 на величину
ΔT = 0,5•ΔD•ctgβ₀
конус 3 на величину, определяемую выражением
ΔH = ΔD•ctgβ₀+L₀-L = ΔD•ctgβ₀-ΔL (5)
При этом (см. фиг. 3) на выходе масштабного блока 10, в случае введения в блок 13, равном нулю отклонения диаметра шарика, будет электрический сигнал отклонения комплектовочного размера измеряемого кольца, определяемого выражением
ΔH_к= ΔH•0,5•sinβ₀+0 = 0,5(ΔD•cosβ₀-ΔL•sinβ₀) (6)
на выходе вычитающего блока 9 будет электрический сигнал, характеризующий расстояние между дорожками качения, который может быть подан в регистрирующий блок на отсчетный индикатор
ΔT-0,5•ΔH = 0,5•ΔL
на выходе суммирующего блока 11 будет электрический сигнал, характеризующий смещение точки контакта на дорожке качения измеряемого кольца относительно номинального положения, определяемое выражением
ΔC_н= ΔT•tg²β₀+0,5ΔL = 0,5(ΔL+ΔD•tgβ₀) (7)
знак которого покажет регистрирующий блок.

Диаметр шариков для сборки радиально-упорного подшипника, в котором будет осевой зазор и угол контакта в пределах допуска
1. при отклонениях размеров дорожек качения в кольцах не превышающих допустимые по конструкторскому чертежу определяется суммой показания отклонения комплектованного размера отсчетными индикаторами в регистрирующих блоках устройства и номинального диаметра шарика Φ_шo по формуле
Φ_ш= ΔB_к+ΔH_к+Φ_шo (8)
В этом варианте комплектования при ΔB_к= 0, т.е. когда, например, в собранном подшипнике будет
в первом кольце
(-Δl)•sinβ₀= 0,5(-Δd)•cosβ₀
во втором кольце
(+Δl)•sinβ₀= 0,5(+Δd)•cosβ₀
максимальная разноразмерность диаметров дорожек качения будет равна величине 2Δd_max.
2. при отклонениях размеров дорожек качения в кольцах значительно превышающих допустимые по конструкторскому чертежу определяется результатом разности выражений (7) и (4)
ΔC_н-ΔC_в≤ ΔC (9)
который не должен превышать заданной для комплектуемого подшипника величины и формулой (8).

Параметр ΔC характеризует отклонение угла контакта шариков с дорожками качения наружного и внутреннего колец в радиально-упорном подшипнике.

В этом варианте комплектования при ΔB_к= 0, т.е. когда, например, и собранном подшипнике будет
в первом кольце

во втором кольце, в худшем случае
Δl= 0; Δd = 0,
максимальная разноразмерность диаметров дорожек качения будет равна величине Δd_max.
Так как в предлагаемом устройстве при измерении внутреннего кольца имеется на выходе вычитающего блока 9 электрический сигнал, характеризующий формулой (3) диаметр дорожек качения, то этот электрический сигнал может быть подан в регистрирующий блок, по показаниям которого можно будет предотвращать сборку двухрядных подшипников с недопустимой разноразмерностью диаметров.

3. при отклонениях размеров дорожек качения в кольцах, имеющих величину, определяемую выражениями
для внутренних колец
Δd = Δl≤ΔC/(0,5•tgβ₀+1) (10)
для наружных колец:
ΔD = ΔL≤2ΔC/(tgβ₀+1) (11)
определяется совпадением знаков параметров ΔC_в и ΔC_н, показываемых регистрирующими блоками устройства, и формулой (8).

В этом варианте комплектования при ΔB_к= 0 в собранном подшипнике максимальная разноразмерность диаметров дорожек качения будет равна величине
Δd max ≤ ΔC/(0,5tgβ₀+1) (12)
Комплектование деталей для сборки радиально-упорного подшипника из рассортированных внутренних колец на группы по отклонению комплектовочного размера ΔB_к и по знаку параметра ΔC_в и измеренного наружного кольца с введенным в блок 13 размером шарика, с которым будет собран подшипник, выполняют по сумме показаний отсчетного индикатора величины отклонения комплектовочного размера в регистрирующем блоке прибора для измерения наружного кольца и величины отклонения комплектовочного размера из рассортированных внутренних колец, которая должна быть равна нулю, определяемой выражением
[ΔH_к-(Φ_ш-Φ_шо)]+ΔB_к= (ΔH_к-ΔΦ_ш)+ΔB_к= 0 (13)
и по совпадению знаков параметров ΔC_н и ΔC_в.
Сущность сборки радиально-упорного шарикоподшипника с углом контакта в пределах допуска из колец, имеющих недопустимые по конструкторскому чертежу отклонения размеров дорожек качения, поясняется следующим.

На фиг. 5 изображена расчетная схема двухрядного радиально-упорного шарикоподшипника, на которой обозначено
S - осевой зазор, который при монтаже подшипника в ступицу колеса автомобиля выбирается за счет осевого сжатия внутренних колец;
Φ_ш0 - номинальный диаметр шарика.

Вокруг точек K₁ и N₁, которые являются точками контакта шарика с дорожками качения колец, и точек C₁ и O₁, которые являются центрами кривизны с радиусами r и R поверхности желобов, изображены прямоугольники, площади которых являются множеством заданных конструкторским чертежом возможных отклонений размеров l, d/2, L/2 и D/2 и пропорциональным их изменениям и изменениям радиусов r и R множеством возможных изменений координат центров кривизны.

Прямая линия, проходящая через точки K₂, K₁, K₅, O₁, O₂, центр шарика, C₂, C₁, N₅, N₁, N₂ имеет угол наклона, равный номинальному углу контакта β₀ в подшипнике, и имеет длину между точками K₁ и N₁, в которых размеры дорожек качения колец имеют номинальную величину, равную номинальному диаметру шарика, определяемому выражением
.

В точках на отрезках K₂K₅ и N₅N₂, соответствующих отклонениям размера дорожек качения колец, имеется зависимость
Δl = 0,5Δd•tgβ₀ ΔL = ΔD•tgβ₀ (15),
из которой следует, что если шарикоподшипник будет собран из колец, которые имеют расположенные только над или под линией K₂N₂ отклонения размеров дорожек качения внутреннего и наружного колец, то в этом случае будут совпадать знаки параметров ΔC_в и ΔC_н, определяемых выражениями (4) и (7), угол контакта в собранном подшипнике будет в пределах допуска при имеющих допускаемую величину отклонений размеров дорожек качения в кольцах, определяемых выражениями (10) и (11), и максимальная разноразмерность диаметров дорожек качения внутренних колец не будет более величины, определяемой выражением (12), а при выполнении условия, заданного формулой (9) превышение допустимых отклонений размеров дорожек качения колец может быть более значительным, пропорционально которому увеличится максимальная разноразмерность диаметров дорожек внутренних колец.

На фиг. 5 из треугольника O₁AC₁ следует, что
O₁A = (R + r) sinβ₀ = 0,5(2l - S - L); AC₁ = (R + r) cosβ₀ - 0,5(D - d),
угол контакта в подшипнике будет определяться выражением

наимеьший угол контакта β_min в подшипнике будет при размерах в кольцах, соответствующих координатам точек K₃ и N₄, координатам которых пропорционально соответствуют координаты положения центров кривизны поверхностей желобов в точках C₃ и O₄, через которые и через центр шарика в этом случае пройдет линия с углом шарика β_min.
Наибольший угол контакта β_max в подшипнике будет при размерах в кольцах, соответствующих координатам точек K₄ и N₃, координатам которых пропорционально соответствуют координаты положения центров кривизны поверхностей желобов в точках C₄ и O₃, через которые и через центр шарика в этом случае пройдет линия с углом β_max.
В ступичном двухрядном радиально-упорном шарикоподшипнике 256907E9C17 должны быть по конструкторскому чертежу
Размеры дорожек качения в кольцах, мм:
R = 5,25 + 0,08; D = 58,6 ± 0,02; L = 11,15 ± 0,02;
r = 5,2 + 0,08; d = 42,42 ± 0,02; l = 11,5 ± 0,02,
осевой зазор: S = 0,102 ± 0,012,
угол контакта: 31 ... 41^o.

Номинальный угол контакта в подшипнике (см. фиг. 5)

sinβ₀ = 0,5875; cosβ₀ = 0,8092; tgβ₀ = 0,726;
или по формуле (16)

Номинальный диаметр шариков по формуле (14)

Наименьший допустимый угол контакта и параметр ΔC при отклонениях размеров в кольцах по конструкторскому чертежу, т.е. при расположении начала радиуса r в точке C₃ и начала радиуса R в точке O₄.

Δd = +0,02 мм; Δl = +0,02 мм; Δr = 0; ΔC_в = 0,5•0,02•0,726 + 0,02 = +0,0275 мм;
ΔD = -0,02 мм; ΔL = -0,02 мм; ΔR = 0; ΔC_н = 0,5(-0,02•0,726 - 0,02) = -0,0175 мм;

ΔC = ΔC_н-ΔC_в = -0,0175 - 0,0275 = -0,045 мм
Наибольший допустимый угол контакта и параметр ΔC при отклонениях размеров в кольцах по конструкторскому чертежу, т.е. при расположении начала радиуса r в точке C₄ и начало радиуса R в точке O₃.

Δd = -0,02 мм; Δl = -0,02 мм; Δr = 0 мм; ΔC_в = 0,5(-0,02)•0,726 - 0,02 = -0,0275 мм;
ΔD = +0,02 мм; ΔL = +0,02 мм; ΔR = 0; ΔC_н = 0,5(•0,02•0,726 + 0,02) = +0,0175 мм;

ΔC = ΔC_н-ΔC_в = 0,0175 - (-0,0275) = +0,045 мм
При сборке подшипника 256907E9C17 по совпадению знаков параметров ΔC_в и ΔC_н из колец, в которых превышающие допустимые отклонения размеров дорожек качения имеют определяемую выражениями (10) и (11) величину
Δd = ΔL ≤ 0,045/(0,5•0,726 + 1) = ±0,033 мм
ΔD = ΔL ≤ 2•0,045/(0,726 + 1) = ±0,052 мм
и величины Δl и ΔL в точках, расположенных (см. фиг. 5) на отрезках K₂K₅ и N₅N₂, определяемые выражениями (15)
Δl ≤ 0,5•0,033•0,726 = ±0,012 мм
ΔL ≤ 0,052•0,726 = ±0,038 мм
В случае сборки подшипника из колец, которые имеют расположенные (см. фиг. 5) только над линией K₂N₂ отклонения размеров дорожек качения, будут получены
ΔC_в ≥ 0; ΔC_н ≥ 0;
и в худшем случае
в точке K₃ при Δd = +0,033 мм; Δl = +0,033 мм; Δr = 0;
в точке N₂ при ΔD = +0,052 мм; ΔL = -0,038 мм; ΔR = 0,
угол контакта (угол наклона линии, проходящей через точку O₂, центр шарика и точку C₃)

При измерении колец с такими отклонениями размеров будут получены
ΔC_вmax = 0,033 + 0,5•0,033•0,726 = +0,045 мм
ΔC_нmin = 0,5(-0,038 + 0,052•0,726) = 0
ΔB_к = 0,033•0,5875 = 0,5•0,033•0,8092 = 0,006 мм
ΔH_к = 0,5[0,052•0,8092 - (-0,038)•0,5875] = 0,032 мм
Φ_ш = 0,006 + 0,032 + 9,998 = 10,036 мм
и в худшем случае
в точке K₂ при Δd = -0,033 мм; Δl = +0,012 мм; Δr = 0;
в точке N₃ при ΔD = +0,052 мм; ΔL = +0,052 мм; ΔR = 0,
угол контакта (угол наклона линии, проходящей через точку O₃, центр шарика и точку C₂)

При измерении колец с такими отклонениями размеров будут получены
ΔC_вmin = 0,012 + 0,5(-0,033)•0,726 = 0
ΔC_нmax = 0,5(0,052 + 0,052•0,726) = +0,045 мм
ΔB_к = 0,012•0,5875 = 0,5(0,033)•0,8092 = 0,02 мм
ΔH_к = 0,5(0,052•0,8092 = 0,052•0,5875) = 0,006 мм
ΔΦ_ш = 0,02 + 0,006 + 9,998 = 10,025 мм
Количество групп при сортировке внутренних колец через 0,003 мм по результату измерения отклонения комплектовочного размера
+ΔB_кmax = +0,033•0,5875 - 0,5(-0,033)•0,8092 = +0,032 мм
-ΔB_кmax в точке K₅ = -0,012•0,5875 = 0,5•0,033•0,8092 = -0,02 мм
0,032 мм/0,003 мм + 0,02 мм/0,003 мм = 18 групп
В случае сборки подшипника из колец, которые имеют расположенные (см. фиг. 5) под линией K₂N₂ отклонения размеров дорожек качения буду получены
ΔC_в ≤ 0; ΔC_н ≤ 0
и в худшем случае
в точке K₂ при Δd = -0,033 мм; Δl = +0,012 мм; Δr = 0;
в точке N₁ при ΔD = -0,052 мм; ΔL = -0,052 мм; ΔR = 0,
угол контакта (угол наклона линии, проходящей через точку O₄, центр шарика и точку C₂)

При измерении колец с такими отклонениями размеров будут получены
ΔC_вmin = 0,012 + 0,5(-0,033)•0,726 = 0
-ΔC_вmax = 0,5[-0,052 + (-0,052)•0,726] = -0,045 мм
ΔB_к = 0,012•0,5875 = 0,5(-0,033)•0,809 = 0,02 мм
ΔH_к = 0,5[-0,052•0,8092 - (-0,052)•0,5875] = -0,006 мм
Φ_ш = 0,02 + (-0,006) + 9,998 = 10,012 мм
и в худшем случае
в точке K₄ при Δd = -0,033 мм; Δl = -0,033 мм; Δr = 0;
в точке N₂ при ΔD = +0,052 мм; ΔL = -0,038 мм; ΔR = 0,
угол контакта (угол наклона линии, проходящей через точку O₂, центр шарика и точку C₄)

При измерении колец с такими отклонениями размеров будут получены
-ΔC_вmax = -0,033 + 0,5(-0,033)•0,726 = -0,045 мм
ΔC_нmin = 0,5(-0,038 + 0,052•0,726) = 0
ΔB_к = -0,033•0,5875 = 0,5(-0,033)•0,8092 = -0,006 мм
ΔH_к = 0,5[0,052•0,8092 - (-0,038)•0,5875] = 0,032 мм
Φ_ш = (-0,006) + 0,032 + 9,998 = 10,024 мм
Количество групп при сортировке внутренних колец через 0,003 мм по результатам измерения отклонения комплектовочного размера в точке K₂
+ΔB_кmax = 0,012•0,5875 - 0,5(-0,033)•0,8092 = +0,02 мм
-ΔB_кmax = -0,033•0,5875 - 0,5•0,033•0,8092 = -0,032 мм
0,02 мм/0,003 мм + 0,032 мм/0,003 мм = 18 групп
Предназначенное для сборки шарикоподшипника 256907E9C17 наружное кольцо, которое имеет отклонения размеров
ΔD = -0,038 мм; ΔL = 0,046 мм; Δr = 0,
устанавливают для измерения в прибор и регистрирующий блок будет показывать отклонение комплектовочного размера
ΔH_к = 0,5[-0,038•0,8092 - (-0,046)•0,585] = -0,002 мм,
при этом на выходе суммирующего блока будет электрический сигнал
ΔC_н = 0,5[-0,046 + (-0,038)•0,726] = -0,037 мм,
знак "минус" которого покажет регистрирующий блок.

Предназначенное для сборки подшипника первое внутреннее кольцо, которое имеет отклонения размеров
Δd₁ = +0,033 мм; Δl₁ = +0,016 мм; Δr = 0,
устанавливают для измерения в прибор и регистрирующий блок будет показывать отклонение комплектовочного размера
ΔB_к1 = 0,016•0,5875 - 0,5•0,033•0,8092 = -0,004 мм,
при этом на выходе суммирующего блока будут электрический сигнал
ΔC_в1 = 0,016 + 0,5•0,033•0,726 = +0,028 мм,
знак "плюс" которого не совпадает со знаком, показываемым регистрирующим блоком прибора при измерении наружного кольца, и если подшипник будет собран из этих колец, то угол контакта в нем будет недопустимый

Разность параметров
ΔC_н-ΔC_в1 = (-0,037) - (+0,028) = -0,065 мм
Второе внутреннее кольцо, которое имеет отклонения размеров
Δd₂ = -0,033 мм; Δl₂ = -0,029 мм; Δr = 0,
устанавливают для измерения в прибор, и регистрирующий блок будет показывать отклонение комплектовочного размера:
ΔB_к2 = -0,029•0,5875 - 0,5(-0,033)•0,8092 = -0,004 мм,
величина и знак которого совпадают с измеренной величиной первого кольца, при этом на выходе суммирующего блока будет электрический сигнал
ΔC_в2 = -0,029 + 0,5(0,033)•0,726 = -0,041 мм,
знак "минус" которого совпадает со знаком, показываемым регистрирующим блоком прибора при измерении наружного кольца, то для сборки подшипника вычисляют диаметр шариков из показаний регистрирующих блоков по формуле (8):
Φ_ш = (-0,004) + (-0,002) + 9,998 = 9,992 мм
разность параметров
ΔC_н-ΔC_в2 = (-0,037) - (-0,041) = +0,0044 мм
угол контакта в подшипнике

соответствует допускаемой величине.

Если будет собран подшипник с первым и вторым измеренными внутренними кольцами, у которых отклонения комплектовочных размеров совпадают, то и разноразмерность диаметров дорожек качения внутренних колец будет недопустимой:
Δd₁-Δd₂ = +0,033 - (-0,033) = 0,066 мм
Таким образом, предлагаемое изобретение повышает качество и производительность процесса сборки радиально-упорных шарикоподшипников.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к производству радиально-упорных шарикоподшипников. Устройство состоит из двух приборов - для измерения внутренних и для измерения наружных колец, содержащих подвижные вдоль оси измеряемого кольца конусы, измерительные шарики, расположенные по окружности конусов и дорожкам качения измеряемых колец, контактирующие с измерительными шариками подвижные вдоль оси конусов втулки, преобразователи перемещения конусов и преобразователи перемещения втулок в электрический сигнал при измерении колец. В каждом приборе выход преобразователя перемещений конуса в электрический сигнал соединен с первым входом вычитающего блока и со входом масштабного блока, выход которого соединен с первым входом регистрирующего блока. Выход преобразователя перемещения втулки в электрический сигнал соединен с первым входом суммирующего блока и со вторым входом вычитающего блока, выход которого соединен со вторым входом суммирующего блока, выход которого соединен со вторым входом регистрирующего блока, причем прибор для измерения наружных колец содержит блок задания размера шарика, выход которого соединен со вторым входом масштабного блока. Изобретение позволяет осуществлять сборку подшипников с кольцами, имеющими превышающие допустимые отклонения размеров. 5 ил.

Устройство для комплектования деталей для сборки двухрядных радиально-упорных шарикоподшипников, состоящее из прибора для измерения внутренних колец и прибора для измерения наружных колец, которые содержат расположенные и подвижные вдоль оси измеряемого кольца конусы с углом между осью и образующей, равным номинальному углу контакта комплектуемого шарикоподшипника, измерительные шарики, расположенные по окружности конусов и дорожкам качения измеряемых колец, отличающееся тем, что оно снабжено контактирующими с измерительными шариками подвижными вдоль оси конусов втулками, преобразователями перемещения конусов и преобразователями перемещения втулок в электрический сигнал при измерении колец, вычитающими блоками, масштабными блоками, суммирующими блоками с разными коэффициентами передачи электрического сигнала по входам и регистрирующими блоками с двумя входами, при этом в каждом приборе выход преобразователя перемещений конуса в электрический сигнал соединен с первым входом вычитающего блока и со входом масштабного блока, выход которого соединен с первым входом регистрирующего блока, выход преобразователя перемещения втулки в электрический сигнал соединен с первым входом суммирующего блока и со вторым входом вычитающего блока, выход которого соединен со вторым входом суммирующего блока, выход которого соединен со вторым входом регистрирующего блока, причем прибор для измерения наружных колец содержит блок задания размера шарика, выход которого соединен со вторым входом масштабного блока.