СПОСОБ КОНТРОЛЯ РАЗМЕРОВ ДОРОЖЕК КАЧЕНИЯ КОЛЕЦ ДВУХРЯДНЫХ И ОДНОРЯДНЫХ РАДИАЛЬНО-УПОРНЫХ ШАРИКОПОДШИПНИКОВ Российский патент 2001 года по МПК F16C43/04 G01M13/04 

Описание патента на изобретение RU2170373C2

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

Известен способ контроля размеров рабочих поверхностей колец двухрядных радиально-упорных шарикоподшипников (патент RU N 2085842, кл. G 01 B 21/20, F 16 C 43/04, Бюл. N 21, 1997 г.), заключающийся в том, что измеряют радиус кривизны поверхности желоба, затем в произвольном осевом сечении кольца измеряют диаметр d желоба и сумму расстояний P от оси кольца до образующих желоба, которые измерены по линиям, размещенным под углом контакта β в подшипнике, вычисляют отклонения диаметра Δd и суммы расстояний ΔP от номинальных значений, вычисляют параметр Δf по формуле:
Δf = ΔP-Δdcosβ,
где Δf - смещение линии контакта,
и сравнивают его с допускаемыми значениями.

В наружном кольце:
- сумма расстояний Pн от оси кольца до образующих желоба
Pн= Dжcosβ+2R(1-cosβ)-Lжsinβ,
- отклонение суммы расстояний ΔP от номинальной величины
ΔPн= ΔDжcosβ+2ΔR(1-cosβ)-ΔLжsinβ, (1)
- смещение линий контакта
Δfн= ΔPн-ΔDжcosβ= -ΔLжsinβ+2ΔR(1-cosβ), (2)
где Dж - диаметр желоба дорожки качения,
R - радиус кривизны поверхности желоба,
Lж - расстояние между желобами.

Так как выражение (2) показывает, что знак смещения линии контакта будет противоположным действительному, то погрешность измерения отклонения расстояния ΔLk между линиями контакта будет определяться выражением
ΔПLk= (-1)Δfн-ΔLk.
Так как
ΔLk= ΔLж-2ΔRsinβ, (3)
то

Во внутреннем кольце:
- сумма расстояний Pв от оси кольца до образующих желоба
Pв= dжcosβ-2r(1-cosβ)-2lжsinβ,
- отклонение суммы расстояний ΔPв от номинальной величины
ΔPв= dжcosβ-2Δr(1-cosβ)-2Δlжsinβ, (5)
- смещение линии контакта
Δfн= ΔPв-Δdжcosβ = -2Δlжsinβ-2Δr(1-cosβ), (6)
где dж - диаметр желоба дорожки качения,
r - радиус кривизны поверхности желоба,
lж - расстояние между базовым торцом и осевым положением желоба.

Так как выражение (6) показывает, что знак смещения линий контакта будет противоположным действительному, то погрешность измерения отклонения расстояния Δlk между линией контакта и базовым торцом будет определяться выражением
ΔПlk= (-1)•0,5•Δfн-Δlk.
Так как
Δlk= Δlж+Δrsinβ, (7)
то

При угле контакта β = 36o в подшипнике будем иметь
(cosβ+sinβ-1) = 0,396;(1-sinβ) = 0,413,


Из выражений (9) и (10) следует, что, например, при ΔLж = ± 0,04 мм; Δlж = ± 0,02; ΔR = Δr = ± 0,04 мм максимальная погрешность полученных ΔLk и Δlk будет
ΔПLk = 0,4 (2 • 0,04 + 0,04) = ± 0,048 мм,
ΔПlk = -0,4 (0,04+0,02) = ± 0,024 мм,
погрешность полученных ΔLk и Δlk при ΔR = 0; Δr = 0; будет:
ΔПLk = -0,04•0,04 = ± 0,016 мм,
ΔПlk = -0,04•0,02 = ± 0,008 мм.

Таким образом, недостатком способа измерения по патенту RU N 2085842 является очень большая погрешность измерения в кольцах смещения линий контакта, несоответствующий действительному знак смещения линий контакта и наличие действий: измерение радиуса кривизны поверхности желоба, диаметра желоба дорожки качения, суммы расстояний P от оси кольца до образующей желоба вдоль луча угла контакта и вычисление отклонений этих величин от номинальных значений.

Технической задачей изобретения является повышение точности измерения в кольцах радиально-упорных подшипников смещения линий контакта и упрощение способа измерения.

Для достижения данного технического результата в способе контроля размеров дорожек качения колец двухрядных и однорядных радиально-упорных шарикоподшипников, контролируют шаблоном радиус кривизны поверхности желоба дорожки качения, измеряют отклонения комплектовочного размера ΔP вдоль прямых, составляющих с перпендикулярами к оси кольца углы контакта β в подшипнике, и диаметра желоба ΔDж дорожки качения от номинальных величин, результаты измерения преобразуют в параметр Δf, характеризующий смещение линий контакта в кольцах по формуле
Δfн= (ΔDж•ctgβ-ΔPн/sinβ)•K, (11)
где K = 1 для двухрядного кольца;
K = 0,5 для однорядного кольца,
и сравнивают его с допускаемыми значениями.

Технический результат изобретения:
- повышение точности измерения достигается за счет вычисления параметра, характеризующего смещение линий контакта в кольцах, по иным формулам;
- упрощение способа измерения достигается за счет измерения в кольцах отклонений от номинальных величин диаметра желоба дорожки качения и комплектовочного размера.

Предлагаемый способ поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображена схема способа измерения наружного кольца, на фиг. 2 - размерная цепь измеряемых отклонений размеров в наружном кольце, на фиг. 3 - схема способа измерения внутреннего кольца, на фиг. 4 - размерная цепь измеряемых отклонений размеров во внутреннем кольце.

Способ измерения наружного двухрядного кольца (см. фиг. 1) заключается в том, что кольцо 1 базируют торцом и наружной цилиндрической поверхностью на неподвижные опоры и так как в наружном двухрядном кольце шлифуют одновременно две дорожки качения для получения разноразмерности их диаметров и радиусов кривизны поверхности желобов не более 0,005 мм, то отклонения диаметра желобов дорожек качения измеряют измерительными устройствами 3 (A и B), отклонение комплектовочного размера кольца измеряют измерительными устройствами 4 (C и E) вдоль (см. фиг. 2) прямых (O1K3), составляющих с перпендикулярами (O1N2) к оси кольца углы контакта β0, в блоке 5 суммируются сигналы измерительных устройств 3 (A + B), в блоке 6 суммируются сигналы измерительных устройств 4 (C + E), в блоке 7 алгебраически суммируются сигналы с блоков 5 и 6, причем сигнал с блока 5 с коэффициентом передачи, пропорциональным ctg β0, а сигнал с блока 6 с коэффициентом передачи, пропорциональным минуc 1/sinβ0. Индикатор 8 показывает величину и знак смещения линии контакта, индикатор 9 показывает величину и знак отклонения диаметра желоба дорожки качения измеряемого кольца.

На фиг. 1 и 2 обозначены в наружном кольце:
β0 - номинальный угол контакта шариков с дорожками качения колец в подшипнике;
Dж0, Dж - номинальный и возможный диаметр желоба дорожки качения;
Lж0, Lж - номинальное и возможное расстояние между желобами;
D, Dk - номинальный и возможный диаметр дорожки качения в сечении, соответствующем номинальному углу контакта (диаметр линии контакта);
Lk0, Lk - номинальное и возможное расстояние между сечениями, соответствующими номинальному углу контакта (расстояние между линиями контакта);
R - радиус кривизны поверхности желоба;
ΔR - отклонение радиуса кривизны поверхности желоба;
ΔDж - отклонение диаметра желоба дорожки качения;
ΔDk - отклонение диаметра линии контакта;
ΔLk - отклонение расстояния между линиями контакта;
ΔP - отклонение комплектовочного размера.

На фиг. 2 изображены в кольце профиль желоба дорожки качения с номинальными размерами сплошной линией и с отклонениями размеров - прерывистой линией.

На фиг. 2 видно, что измеряемый устройством A размер 0,5 (Dж - Dж0) = 0,5 ΔDж равен расстоянию между точками N1N2 и измеряемый устройством C размер 0,5 ΔP равен расстоянию между точками K1K3.

Из треугольников K1K3K5 и К2К4К5 следует, что

Так как К1K4 = 0,5 (Dк - Dк0); K2K4 = 0,5 (Lк0 - Lк),
то
0,5ΔP = 0,5(Dk-Dk0)•cosβ0+0,5(Lk0-Lk)•sinβ0.
Так как в блоке 6 (см. фиг. 1) выполняется операция C + E, то в наружном кольце
ΔPн= ΔDk•cosβ0-ΔLk•sinβ0. (12)
Но так как
ΔDk= ΔDж-2ΔR(1-cosβ0), (13)
то
ΔPн= ΔDж•cosβ0-2ΔR(1-cosβ0)cosβ0-ΔLksinβ0 (14)
Так как в блоке 5 (см. фиг. 1) выполняется операция A + B, то на выходе блока 7 будет сигнал смещения линии контакта

знак которого соответствует действительному.

Способ измерения наружного однорядного кольца, которое является половиной двухрядного, заключается в том, что кольцо базируют базовым торцом и наружной цилиндрической поверхностью на неподвижные опоры и измеряют отклонения диаметра желоба дорожки качения измерительными устройствами (см. фиг. 1) 3 (A и B), отклонение комплектовочного размера измерительными устройствами 4 (C и E) вдоль (см. фиг. 2) прямых (O1K3), составляющих с перпендикуляром (O1N2) к оси кольца углы контакта β0, в блоке 5 суммируются сигналы измерительных устройств 3 (A + B), в блоке 6 суммируются сигналы измерительных устройств 4 (C + E), в блоке 7 алгебраически суммируются сигналы с блоков 5 и 6, причем сигнал с блока 5 с коэффициентом передачи, пропорциональным 0,5 • ctg β0, а сигнал с блока 6 с коэффициентом передачи, пропорциональным минус 0,5/sin β0.
Отклонение комплектовочного размера наружного однорядного кольца будет определяться выражением
ΔPн= ΔDk•cosβ0-2Δlk•sinβ0, (16)
где Δlk - отклонение расстояния между базовым торцом и линией контакта.

Выражение (16) с учетом выражения (13) примет вид

На выходе блока 7 будет сигнал смещения линии контакта в наружном однорядном кольце

знак которого соответствуют действительному.

Способ измерения внутреннего однорядного кольца (см. фиг. 3) заключается в том, что кольцо 2 базируют базовым торцом и наружной цилиндрической поверхностью на неподвижные опоры и измеряют отклонение диаметра желоба дорожки качения измерительными устройствами 3 (A и B), отклонение комплектовочного размера кольца измеряют измерительными устройствами 4 (C и E) вдоль (см. фиг. 4) прямых (O1K3), составляющих с перпендикуляром (O1N2) к оси кольца угол контакта β0, в блоке 5 суммируются сигналы измерительных устройств 3 (A + B), в блоке 6 суммируются сигналы измерительных устройств 4 (C + E), в блоке 7 алгебраически суммируются сигналы с блоков 5 и 6, причем сигнал с блока 5 с коэффициентом передачи, пропорциональным 0,5•ctg β0, a сигнал с блока 6 с коэффициентом передачи, пропорциональным минус 0,5/sin β0.
Индикатор 8 показывает величину и знак смещения линии контакта, индикатор 9 показывает величину и знак отклонения диаметра желоба дорожки качения измеряемого кольца.

На фиг. 3 и 4 обозначены во внутреннем кольце:
β0 - номинальный угол контакта шариков с дорожками качения колец в подшипнике;
dж0, dж - номинальный и возможный диаметр желоба дорожки качения;
lж0, lж - номинальное и возможное расстояние между базовым торцом и желобом дорожки качения;
dk0, dk - номинальный и возможный диаметр дорожки качения в сечении, соответствующем номинальному углу контакта (диаметр линии контакта);
lk0, lk - номинальное и возможное расстояние между базовыми торцом и сечением, соответствующим номинальному углу контакта (между базовым торцом и линией контакта);
r - радиус кривизны поверхности желоба;
Δ r - отклонение радиуса кривизны поверхности желоба;
Δ dж - отклонение диаметра желоба дорожки качения;
Δ lж - отклонение расстояния между базовым торцом и желобом дорожки качения;
Δ dk - отклонение диаметра линии контакта;
Δ lk - отклонение расстояния между линией контакта и базовым торцом;
Δ P - отклонение комплектовочного размера.

На фиг. 4 изображен в кольце профиль желоба дорожки качения с номинальными размерами сплошной линией и с отклонениями размеров - прерывистой линией.

На фиг. 4 видно, что измеряемый устройством A размер 0,5 (dж0 - dж) равен расстоянию между точками N1N2 и измеряемый устройством C размер 0,5 ΔP равен расстоянию между точками К1К3.

Из треугольников K1K3K5 и К2К4К5 следует, что

Так как K1K4 = 0,5 (dk0 - dk); К2К4 = 0,5(lk - lk0), то
0,5ΔP = 0,5(dk0-dk)•cosβ0+0,5(lk-lk0)•sinβ0.
Так как в блоке 6 (см. фиг. 3) выполняется операция C + E, то
ΔPв= Δdk•cosβ0-2Δlk•sinβ0 (19)
Но так как
Δdk= Δdж+2Δr(1-cosβ0), (20)
то

Так как в блоке 5 (см. фиг. 3) выполняется операция A + B, то на выходе блока 7 будет сигнал смещения линии контакта

знак которого соответствует действительному.

Перед началом измерений колец настраивают показания индикаторов 8 и 9 на "ноль" при измерении образцовой детали, имеющей номинальные размеры радиуса кривизны поверхности желоба, диаметр желоба дорожек качения, расстояния в наружном двухрядном кольце между сечениями, в наружном однорядном между базовым торцом и сечением, во внутреннем кольце между базовым торцом и сечением, которые соответствуют номинальному углу контакта шариков с дорожками качения колец в подшипнике.

Погрешность измерения смещения линий контакта:
- в наружном кольце

- во внутреннем кольце

При угле контакта β0 = 36o будем иметь
(1-cosβ0)•ctgβ0= 0,262.
Максимальная погрешность при ΔR = Δr = ± 0,04 мм;
ΔПLk= 2 • 0,04 • 0,262 = ± 0,021 мм;
ΔПlk= -0,04 • 0,262 = ± 0,010 мм.

Похожие патенты RU2170373C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ КОНТРОЛЯ СМЕЩЕНИЯ ТОЧКИ КОНТАКТА ОТНОСИТЕЛЬНО НОМИНАЛЬНОГО ПОЛОЖЕНИЯ НА ДОРОЖКЕ КАЧЕНИЯ КОЛЕЦ ДВУХРЯДНЫХ И ОДНОРЯДНЫХ РАДИАЛЬНО-УПОРНЫХ ШАРИКОПОДШИПНИКОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА 1999
  • Матросов В.А.
  • Чистяков А.М.
  • Ворыпаев Н.И.
RU2187785C2
ШАРИКОПОДШИПНИК РАДИАЛЬНО-УПОРНЫЙ ДВУХРЯДНЫЙ И СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ В ШАРИКОПОДШИПНИКЕ ОТКЛОНЕНИЯ УГЛА КОНТАКТА ОТ НОМИНАЛЬНОГО 2002
  • Матросов В.А.
  • Чистяков А.М.
  • Матросов П.В.
RU2232310C2
УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ РАЗМЕРОВ ДОРОЖЕК КАЧЕНИЯ КОЛЕЦ ДВУХРЯДНЫХ И ОДНОРЯДНЫХ РАДИАЛЬНО-УПОРНЫХ ШАРИКОПОДШИПНИКОВ 1999
  • Матросов В.А.
  • Чистяков А.М.
  • Ворыпаев Н.И.
RU2194891C2
СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЗАДАННОГО ДОПУСКА УГЛА КОНТАКТА В ДВУХРЯДНЫХ РАДИАЛЬНО-УПОРНЫХ ШАРИКОПОДШИПНИКАХ 2001
  • Матросов В.А.
  • Чистяков А.М.
  • Матросов П.В.
  • Ворыпаев Н.И.
RU2244857C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЛЕКТОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ ДЛЯ СБОРКИ ДВУХРЯДНЫХ РАДИАЛЬНО-УПОРНЫХ ШАРИКОПОДШИПНИКОВ 1997
  • Матросов В.А.
RU2148738C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДОРОЖЕК КАЧЕНИЯ КОЛЕЦ ДВУХРЯДНЫХ РАДИАЛЬНО-УПОРНЫХ ПОДШИПНИКОВ 1996
  • Горбунов В.В.
  • Ворыпаев Н.Н.
RU2124150C1
СПОСОБ КОНТРОЛЯ РАЗМЕРОВ РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ КОЛЕЦ ДВУХРЯДНЫХ РАДИАЛЬНО-УПОРНЫХ ШАРИКОПОДШИПНИКОВ 1994
  • Горбунов В.В.
  • Ворыпаев Н.И.
RU2085842C1
РОЛИКОВЫЙ СФЕРИЧЕСКИЙ ОДНОРЯДНЫЙ ПОДШИПНИК 2001
  • Вайткус Юлиус Мартинович
  • Пенза Валерий Николаевич
  • Козлов Анатолий Борисович
  • Савастенко Максим Евсеевич
RU2215205C2
РОЛИКОВЫЙ СФЕРИЧЕСКИЙ ОДНОРЯДНЫЙ ПОДШИПНИК 2000
  • Вайткус Юлиус Мартинович
  • Пенза Валерий Николаевич
  • Козлов Анатолий Борисович
  • Савастенко Максим Евсеевич
RU2199039C2
РОЛИКОВЫЙ СФЕРИЧЕСКИЙ ДВУХРЯДНЫЙ ПОДШИПНИК 2004
  • Гагасов Александр Матвеевич
  • Павлович Анатолий Владимирович
  • Козлов Анатолий Борисович
  • Достанко Геннадий Александрович
RU2271483C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 170 373 C2

Реферат патента 2001 года СПОСОБ КОНТРОЛЯ РАЗМЕРОВ ДОРОЖЕК КАЧЕНИЯ КОЛЕЦ ДВУХРЯДНЫХ И ОДНОРЯДНЫХ РАДИАЛЬНО-УПОРНЫХ ШАРИКОПОДШИПНИКОВ

Изобретение относится к машиностроению, в частности к производству радиально-упорных подшипников. Способ контроля размеров дорожек качения колец двухрядных и однорядных радиально-упорных шарикоподшипников заключается в том, что в наружных и внутренних кольцах контролируют шаблоном радиус кривизны поверхности желоба дорожки качения, измеряют в произвольном осевом сечении кольца отклонения комплектовочного размера ΔP вдоль прямых, составляющих с перпендикулярами к оси кольца углы контакта β в шарикоподшипнике, и диаметра желоба ΔDж дорожки качения от номинальных величин, результаты измерения преобразуют в параметр Δf, характеризующий смещение линий контакта в кольцах по формуле Δf = (ΔDж•ctgβ-ΔP/sinβ)•K, где K = 1 для двухрядного кольца, K = 0,5 для однорядного кольца, и сравнивают его с допускаемыми значениями. Технический результат - повышение точности измерения в кольцах смещения линии контакта и в упрощении способа измерения. 4 ил.

Формула изобретения RU 2 170 373 C2

Способ контроля размеров дорожек качения колец двухрядных и однорядных подшипников, состоящий в измерении параметров, характеризующих поверхности контакта шариков с дорожками качения наружного и внутреннего колец подшипника, контроле шаблоном радиуса кривизны поверхности желоба дорожки качения колец, отличающийся тем, что измеряют в произвольном осевом сечении кольца отклонения комплектовочного размера ΔP вдоль прямых, составляющих с перпендикулярами к оси кольца углы контакта β в шарикоподшипнике, и диаметра желоба ΔDж дорожки качения от номинальных величин, результаты измерения преобразуют в параметр Δf, характеризующий смещение линий контакта в кольцах по формуле
Δf = (ΔDж•ctgβ-ΔP/sinβ)•K
где К = 1 для двухрядного кольца;
К = 0,5 для однорядного кольца,
и сравнивают с допускаемыми значениями.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2001 года RU2170373C2

СПОСОБ КОНТРОЛЯ РАЗМЕРОВ РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ КОЛЕЦ ДВУХРЯДНЫХ РАДИАЛЬНО-УПОРНЫХ ШАРИКОПОДШИПНИКОВ 1994
  • Горбунов В.В.
  • Ворыпаев Н.И.
RU2085842C1
СПОСОБ КОМПЛЕКТОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ ПРИ СЕЛЕКТИВНОЙ СБОРКЕ РАДИАЛЬНО-УПОРНЫХ ШАРИКОПОДШИПНИКОВ 1998
  • Черневский С.Л.
RU2141582C1
SU 229253, 17.10.68
УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ЖЕЛОБА КОЛЬЦА ШАРИКОПОДШИПНИКА 0
SU241702A1

RU 2 170 373 C2

Авторы

Матросов В.А.

Чистяков А.М.

Ворыпаев Н.И.

Даты

2001-07-10Публикация

1999-04-06Подача