СПОСОБ КОНТРОЛЯ СМЕЩЕНИЯ ТОЧКИ КОНТАКТА ОТНОСИТЕЛЬНО НОМИНАЛЬНОГО ПОЛОЖЕНИЯ НА ДОРОЖКЕ КАЧЕНИЯ КОЛЕЦ ДВУХРЯДНЫХ И ОДНОРЯДНЫХ РАДИАЛЬНО-УПОРНЫХ ШАРИКОПОДШИПНИКОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА Российский патент 2002 года по МПК G01B21/20 

Изобретение относится к области производства радиально-упорных шарикоподшипников, в частности к контролю размеров дорожек качения колец перед сборкой подшипников для обеспечения в пределах допуска угла контакта и осевого зазора в подшипниках.

Угол контакта в радиально-упорных шарикоподшипниках без измерения на стадии сборки может быть обеспечен в пределах допуска при сборке подшипника из колец, в которых отклонения размеров дорожек качения не превышают определенной величины. При таком способе у изготовителя подшипников должен быть брак колец по недопустимому отклонению размеров дорожек качения. Но так как в ГОСТ, ТУ и от потребителей отсутствуют требования на допустимое отклонение угла контакта из-за сложности его проверки, особенно в двухрядных радиально-упорных подшипниках, то радиально-упорные подшипники собираются изготовителями из всех колец в случайном сочетании и имеют отклонения угла контакта от номинального до ±12^o.

Но радиально-упорные шарикоподшипники с отклонением угла контакта более ±10^o имеют более чем в два раза меньшую долговечность.

Известно устройство (А.С. СССР 593018, М кл. F 16 C 43/04, Бюл. 6, 1978 г. ) для измерения в точках контакта с шариками диаметра и осевого положения дорожек качения колец радиально-упорных подшипников, содержащее конус с углом между осью и образующей, равным номинальному углу контакта подшипника, измерительные шарики, расположенные по окружности конуса и дорожке качения контролируемого кольца подшипника, и контактирующие с ними подвижную вдоль оси конуса втулку, два отсчетных устройства и связанные с ними два рычага, равноплечий и неравноплечий, один из которых связан с измерительной втулкой и другой - с подвижным в осевом направлении штоком, контактирующим с торцом контролируемого кольца подшипника.

Недостатками этого устройства являются невозможность измерения в наружном двухрядном кольце расстояния между дорожками качения по линии контакта и однозначного определения по результатам измерения дорожек качения колец, являющимися недопустимыми по конструкторскому чертежу, возможностей сборки из измеренных колец радиально-упорного подшипника с углом контакта в пределах допуска.

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

Недостатком этого способа является невозможность однозначной оценки по результатам измерения возможности сборки из измеренных колец радиально-упорного подшипника с углом контакта в пределах допуска из-за того, что вычисленный параметр Δf может превышать фактическое смещение линии контакта более чем в два раза по сравнению с допускаемым отклонением, и наличие действий: измерение радиуса кривизны поверхности желоба, диаметра желоба дорожек качения, суммы расстояний комплектованных размеров Р от оси кольца до образующей желоба вдоль луча угла контакта и вычисление отклонений этих величин от номинальных значений.

Погрешность получаемого параметра в прототипе
В наружном кольце
Отклонение от номинальной величины суммы расстояний ΔP_н от оси кольца до образующей желоба
ΔP_н = ΔD_ж•cosβ+2ΔR(1-cosβ)-ΔL_ж•sinβ,
и так как
ΔL_ж = ΔL_к+2ΔR•sinβ, (1)
то смещение линий контакта в кольце с учетом выражения (1)

где D_ж - диаметр желоба дорожки качения,
R - радиус кривизны поверхности желоба,
L_ж - расстояние между желобами,
L_к - расстояние между линиями контакта.

Погрешность измерения смещения линий контакта

Во внутреннем кольце
Отклонение от номинальной величины суммы расстояний ΔР_в от оси кольца до образующей желоба
ΔP_в = Δd_ж•cosβ-2Δr(1-cosβ)-2Δl_ж•sinβ,
и так как
Δl_ж = Δl_к-Δrsinβ (4)
то смещение линии контакта в кольце с учетом выражения (4)

где d_ж - диаметр желоба дорожки качения,
r - радиус кривизны поверхности желоба,
l_ж - расстояние между центром кривизны поверхности желоба и базовым торцом кольца,
l_к - расстояние между линией контакта и базовым торцом.

Погрешность измерения смещения линии контакта

Из выражений (3) и (6) следует, что при β=36^o и допускаемых по конструкторскому чертежу отклонений размеров ΔL_к = Δl_к=±0,02 мм, ΔR = Δr=±0,04 мм погрешность параметра Δf может иметь величину:
при измерении наружного кольца ΔПL_к=±0,044 мм,
при измерении внутреннего кольца ΔПl_к=±0,055 мм,
и при ΔR = Δr = 0
при измерении наружного кольца ΔПL_к=±0,032 мм,
при измерении внутреннего кольца ΔП1_к=±0,043 мм.

Технической задачей изобретения является получение при измерении параметров дорожек качения колец двухрядных и однорядных радиально-упорных шарикоподшипников результата измерения, который будет показывать возможность сборки радиально-упорного подшипника с углом контакта в пределах допуска из измеренных колец, в которых отклонения размеров дорожек качения превышают допустимые по конструкторскому чертежу, и упрощение способа измерения.

Для достижения указанного технического результата в способе измерения размеров дорожек качения колец двухрядных и однорядных радиально-упорных шарикоподшипников измеряют в произвольном осевом сечении колец отклонение диаметра в наружном ΔD_ж и во внутреннем Δd_ж желоба дорожки качения и измеряют вдоль прямых, составляющих с перпендикулярами к оси кольца номинальный угол контакта β_o в подшипнике, отклонение комплектовочного размера ΔК от номинальных величин, результаты измерения колец преобразуют в параметр ΔС, характеризующий отклонение угла контакта в подшипнике, по формуле
ΔC = ΔC_н-ΔC_в,
где ΔC_н = 0,5ΔD_ж/sinβ_o-ΔK_н•ctgβ_o для наружного кольца;
ΔC_в = 0,5Δd_ж/sinβ_o+ΔK_в•ctgβ_o для внутреннего кольца
и если параметр ΔС не превышает допускаемой величины, определяют диаметр шариков для сборки подшипника из измеренных колец по формуле
⊘_ш = ⊘_шo+(ΔK_н+ΔK_в), (7)
где ⊘_шо - номинальный диаметр шариков.

Устройство для осуществления способа измерения размеров дорожек качения колец двухрядных и однорядных радиально-упорных шарикоподшипников, состоящее из прибора для измерения наружных колец и прибора для измерения внутренних колец, каждый из которых содержит станину для базирования измеряемого кольца, закрепленные на станине по две измерительные головки с возможностью измерения диаметра желоба и с возможностью измерения комплектовочного размера кольца, в которых измеряемый параметр преобразуется в электрический сигнал, два суммирующих блока, масштабный блок с двумя входами и разными коэффициентами передачи электрического сигнала по входам и два отсчетных индикатора, выход измерительных головок, измеряющих диаметр желоба, соединен соответственно со входами первого суммирующего блока и, измеряющих комплектовочный размер, соединен соответственно со входами второго суммирующего блока, выходы суммирующих блоков соединены со входами масштабного блока, с выходом которого соединен отсчетный индикатор и другой отсчетный индикатор соединен с выходом второго суммирующего блока.

Технический результат изобретения:
- получение результата измерения, характеризующего отклонение угла контакта шариков с дорожками качения измеренных наружного и внутреннего колец, достигается за счет предлагаемого преобразования результатов измерения колец, в котором полученный результат при измерении кольца характеризует смещение точки контакта на дорожке качения относительно номинального положения;
- упрощение способа измерения достигается за счет измерения в кольцах отклонений от номинальных величин диаметра желоба дорожки качения и комплектовочного размера.

Предлагаемые способ и устройство для осуществления способа поясняются чертежами. На фиг. 1 изображена схема устройства для измерения наружного двухрядного кольца радиально-упорного подшипника; на фиг.2 - размерная цепь измеряемых отклонений размеров в наружном кольце; на фиг.3 - схема устройства для измерения внутреннего однорядного кольца; на фиг.4 - размерная цепь измеряемых отклонений размеров во внутреннем кольце; на фиг.5 - расчетная схема двухрядного радиально-упорного подшипника.

Устройство для осуществления способа состоит из прибора для измерения наружных колец 1 (см. фиг.1) и прибора для измерения внутренних колец 2 (см. фиг. 2), каждый из которых содержит станину (не показана) для базирования измеряемого кольца, закрепленные на станине по две измерительные головки 3 и 4 с возможностью измерения диаметра желоба и с возможностью измерения комплектовочного размера кольца, в которых измеряемый параметр преобразуется в электрический сигнал, первый суммирующий блок 5, второй суммирующий блок 6, масштабный блок 7 с двумя входами, отсчетный индикатор 8 величины и знака отклонения комплектовочного размера ΔК и отсчетный индикатор 9 величины и знака параметра ΔС_н или ΔС_в.

Выход измерительных головок 3 соединен соответственно со входами суммирующего блока 5, выход которого соединен с неинвертирующим входом масштабного блока 7. Выход измерительных головок 4 соединен соответственно со входами суммирующего блока 6, который имеет коэффициент передачи электрического сигнала в два раза меньше, чем в блоке 5, и выход которого соединен с другим входом масштабного блока 7, который имеет коэффициент передачи электрического сигнала по неинвертирующему входу 0,5/sinβ_o, по другому входу в приборе для измерения наружных колец минус ctgβ_o и в приборе для измерения внутренних колец плюс ctgβ_o Отсчетный индикатор 8 соединен с выходом блока 6, отсчетный индикатор 9 - с выходом блока 7.

Способ измерения наружного двухрядного кольца (см. фиг.1 и 2) заключается в том, что кольцо 1 базируют торцом и наружной цилиндрической поверхностью на неподвижные упоры и, так как в наружном двухрядном кольце шлифуют одновременно обе дорожки качения для получения разноразмерности их диаметров и радиусов кривизны поверхности желобов не более 0,005 мм, то измеряют одновременно в обоих рядах кольца отклонение диаметра ΔD_ж желобов дорожек качения измерительными головками 3 (А и Б), отклонение комплектовочного размера ΔК измерительными головками 4 (Г и Е) вдоль (см. фиг.2) прямых О₁К₃, составляющих с перпендикуляром O₁N₂ к оси кольца угол β_o. Сигналы измерительных головок 3 суммируют в блоке 5, сигналы измерительных головок 4 суммируют в блоке 6 с коэффициентом передачи, пропорциональным 0,5, сигналы с блоков 5 и 6 алгебраически суммируют в блоке 7, причем сигнал с блока 5 с коэффициентом передачи, пропорциональным 0,5/sinβ_o, а сигнал с блока 6 с коэффициентом передачи, пропорциональным минус ctgβ_o. Снимают показания величины и знака измеренных отклонений комплектовочного размера ΔК_н с отсчетного индикатора 8, соединенного с выходом блока 6, параметра ΔС_н с индикатора 9, соединенного с выходом блока 7.

На фиг.1 и 2 обозначены в наружном кольце:
β_o - номинальный угол контакта шариков с дорожками качения колец в подшипнике;
R, ΔR - радиус и отклонение радиуса кривизны поверхности желоба;
D_жо, D_ж, ΔD_ж - номинальный, возможный диаметр и отклонение диаметра желоба дорожки качения;
L_жо, L_ж, ΔL_ж - номинальное, возможное расстояние и отклонение расстояния между желобами;
D_ко, D_к, ΔDк - номинальный, возможный диаметр и отклонение диаметра линии контакта на желобе с шариками при номинальном угле контакта;
L_ко, L_к, ΔL_к - номинальное, возможное расстояние и отклонение расстояния между линиями контакта;
ΔК_н - отклонение комплектовочного размера.

На фиг. 2 изображен в кольце профиль желоба дорожки качения с номинальными размерами сплошной линией и с отклонениями размеров - прерывистой линией. Точки K₁ и К₂ на желобах являются точками контакта при номинальном угле контакта β_o, точки O₁ и О₂ являются центрами кривизны поверхности желобов.

На фиг. 2 видно, что измеряемый устройством А размер 0,5ΔD_ж равен расстоянию между точками N₁N₂ и устройством Г, размер ΔК_н равен расстоянию между точками К₁,К₃, получаемый параметр ΔС_н равен расстоянию между линиями О₁K₁ и О₂К₂.

Из треугольников K₁K₃K₅ и К₂К₄К₅ следует, что:

Так как

то
ΔK_н = (ΔD_к•cosβ_o-ΔL_к•sinβ_o)•0,5 (8)
Так как
ΔD_ж = ΔD_к+2ΔR(1-cosβ_o), (9)
то сигнал на выходе блока 5 будет определяться выражением
0,5ΔD_ж+0,5ΔD_ж = ΔD_ж = ΔD_к+2ΔR(1-cosβ_o),
сигнал на выходе блока 6 будет определяться выражением
(ΔK_н+ΔK_н)•0,5 = ΔK_н = (ΔD_к•cosβ_o-ΔL_к•sinβ_o)•0,5
и на выходе блока 7 будет сигнал, определяемый выражением

который будет характеризовать смещение точек контакта относительно номинального положения.

Способ измерения наружного однорядного кольца радиально-упорного шарикоподшипника, которое является половиной по высоте двухрядного, заключается в том, что кольцо базируют базовым торцом и наружной цилиндрической поверхностью на неподвижные упоры и измеряют в кольце отклонения диаметра ΔD_ж желоба дорожки качения измерительными головками (см. фиг.1) 3 (А и Б), отклонение комплектовочного размера ΔК_н измерительными головками 4 (Г и Е) вдоль (см. фиг. 2) прямых O₁K₃, составляющих с перпендикулярами O₁N₂ к оси кольца углы β_o. Сигналы измерительных головок 3 суммируют в блоке 5; сигналы измерительных головок 4 суммируют в блоке 6 с коэффициентом передачи, пропорциональным 0,5; сигналы с блоков 5 и 6 алгебраически суммируют в блоке 7, причем сигнал с блока 5 - с коэффициентом передачи, пропорциональным 0,5/sinβ_o, а сигнал с блока 6 - с коэффициентом передачи, пропорциональным минус ctgβ_o. Снимают показания величины и знака измеряемых отклонений комплектовочного размера ΔК_н с отсчетного индикатора 8, соединенного с выходом блока 6, параметра ΔС_н с отсчетного индикатора 9, соединенного с выходом блока 7.

Из треугольников K₁K₃К₅ и К₂К₄К₅ следует, что отклонение комплектовочного размера наружного однорядного кольца будет определяться выражением
ΔK_н = 0,5ΔD_к•cosβ_o-Δl_к•sinβ_o, (11)
где Δl_к - отклонение расстояния между базовым торцом и линией контакта на дорожке качения.

На выходе блока 5 будет сигнал
0,5ΔD_ж+0,5ΔD_ж = ΔD_к+2ΔR(1-cosβ_o).

На выходе блока 6 будет сигнал
(ΔK_н+ΔK_н)•0,5 = ΔK_н = 0,5ΔD_к•cosβ_o-Δl_к•sinβ_o
На выходе блока 7 будет сигнал, определяемый выражением

который будет характеризовать смещение точки контакта относительно номинального положения.

Способ измерения внутреннего однорядного кольца (см. фиг.3 и 4) заключается в том, что кольцо 2 базируют базовым торцом и наружной цилиндрической поверхностью борта на неподвижные упоры и измеряют в кольце отклонение диаметра Δd_ж желоба дорожки качения измерительными головками 3 (А и Б), отклонение комплектовочного размера ΔК_в измерительными головками 4 (Г и Е) вдоль (см. фиг. 4) прямых O₁K₃, составляющих с перпендикулярами O₁N₂ к оси кольца угол β_o. Сигналы измерительных головок 3 суммируют в блоке 5, сигналы измерительных головок 4 суммируют в блоке 6 с коэффициентом передачи, пропорциональным 0,5, сигналы с блоков 5 и 6 суммируют в блоке 7, причем сигнал с блока 5, с коэффициентом передачи, пропорциональным 0,5/sinβ_o, а сигнал с блока 6 с коэффициентом передачи, пропорциональным ctgβ_o.

Снимают показания величины и знака измеряемых отклонений комплектовочного размера ΔК_в с отсчетного индикатора 8, соединенного с выходом блока 6, параметра ΔC_в с отсчетного индикатора 9, соединенного с выходом блока 7.

На фиг.3 и 4 обозначены во внутреннем кольце:
r, Δr - радиус и отклонение радиуса кривизны поверхности желоба;
d_жо, d_ж, Δ_dж - номинальный, возможный диаметр и отклонение диаметра желоба дорожки качения;
1_жо, 1_ж, Δ1_ж - номинальное, возможное расстояние и отклонение расстояния между желобом и базовым торцом кольца;
d_ко, d_к, Δd_к - номинальный, возможный диаметр и отклонение диаметра линии контакта на желобе с шариками при номинальном угле контакта;
l_ко, l_к, Δl_к - номинальное, возможное расстояние и отклонение расстояния между линией контакта и базовым торцом;
ΔК_в - отклонение комплектовочного размера.

На фиг.4 изображен в кольце профиль желоба дорожки качения с номинальными размерами сплошной линией и с отклонениями размеров - прерывистой линией. Точки K₁ и К₂ на желобах являются точками контакта при номинальном угле контакта β_o, точки O₁ и О₂ являются центрами кривизны поверхности желобов.

На фиг. 4 видно, что измеряемый устройством А размер 0,5Δd_ж равен расстоянию между точками N₁N₂ и устройством Г, размер ΔК_в равен расстоянию между точками К₁К₃, получаемый параметр ΔС_в равен расстоянию между линиями O₁K₁ и O₂K₂.

Из треугольников K₁K₃K₅ и K₂К₄K₅ следует, что

Так как K₁K₄ = 0,5(d_ко-d_к) = -0,5Δd_к; K₂K₄ = l_к-l_ко = Δl_к,
то ΔK_в = Δl_к•sinβ_o-0,5Δd_к•cosβ_o. (13)
Так как Δd_ж = Δd_к-2Δr(1-cosβ_o), (14)
то сигнал на выходе блока 5 будет определяться выражением
0,5Δd_ж+0,5Δd_ж = Δd_ж = Δd_к-2Δr(1-cosβ_o),
сигнал на выходе блока 6 будет определяться выражением
(ΔK_в+ΔK_в)•0,5 = ΔK_в = Δl_к•sinβ_o-0,5Δd_к•cosβ_o
и на выходе блока 7 будет сигнал, определяемый выражением

который будет характеризовать смещение точки контакта относительно номинального положения.

Параметр ΔС с учетом выражений (10) и (15) будет определяться выражением

На фиг. 5 изображена расчетная схема двухрядного радиально-упорного шарикоподшипника.

Вокруг точек K₁ и К₂, которые являются точками контакта шарика с дорожками качения колец, и точек O₁ и О₂, которые являются центрами кривизны с радиусами R и r поверхности желобов, изображены прямоугольники, площади которых являются множеством заданных конструкторским чертежом возможных отклонений размеров L_к/2, D_к/2, 1_к и d_к/2 и пропорциональным их изменениям и изменениям радиусов R и r множеством возможных изменений координат центров кривизны.

Прямая линия, соединяющая точки K₁ и К₂ и проходящая через точки О₂ и O₁, имеет угол наклона, равный номинальному углу контакта β_o в подшипнике, и имеет длину между точками K₁ и K₂, равную номинальному диаметру ⊘_шо шарика.

Наибольший допустимый угол контакта β_мин в подшипнике будет при размерах в кольцах, соответствующих координатам точек К₃ и К₄, координатам которых пропорционально соответствуют координаты положения центров кривизны поверхностей желобов радиусами R и r в точках О₃ и О₄.

Наименьший допустимый угол контакта β_мин в подшипнике будет при размерах в кольцах, соответствующих координатам точек K₅ и К₆, координатам которых пропорционально соответствуют координаты положения центров кривизны поверхностей желобов с радиусами R и r в точках O₅ и О₆.

Параметр ΔС_н, вычисленный по выражению (10), характеризует расстояние между линиями, проходящими через точки K₁ и К₂ и, в частности, через точки К₃ и О₃ или точки К₅ и O₅.

Параметр ΔС_в, вычисленный по выражению (15), характеризует расстояние между линиями, проходящими через точки K₁ и К₂ и, в частности, через точки К₄ и О₄ или точки К₆ и О₆.

Из треугольника О₁АО₂ следует, что
O₁A=0,5(L_ж-21_ж+S); АО₂-(R+r)-0,5(D_ж-d_ж).

Так как L_ж=L_к+2R•sinβ_o; 1_ж=1_к-r •sinβ_o, то с учетом выражений (9) и (14) угол контакта будет определяться выражением

В ступичном двухрядном радиально-упорном шарикоподшипнике 256907 Е9С17 должны быть по конструкторскому чертежу размеры дорожек качения в кольцах, мм
R=5,25+0,08; D_к=58,6±0,02; L_к=11,15±0,02
r=5,2+0,08; d_к=42,42±0,02; l_к=11,5±0,02
осевой зазор S=0,102±0,012 мм,
угол контакта 31-41^o.

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

sinβ_o=0,5875; cosβ_o=0,8092; tgβ_o=0,726
или по выражению (17)

Номинальный диаметр шариков (см. фиг.5)

Наибольший допустимый угол контакта будет при отклонениях размеров в кольцах по конструкторскому чертежу
ΔD_к=+0,02; ΔL_к=+0,02; ΔR=0
Δd_к=-0,02; Δl_к=-0,02; Δr=0
по выражению (18)

максимально допустимая величина параметра ΔС по выражению (16)
ΔC=0,5[0,02-(-0,02)]•0,5875-(-0,02-0,01)•0,8092=+0,036 мм.

Наименьший допустимый угол контакта будет при отклонениях размеров в кольцах по конструкторскому чертежу
ΔDк=-0,02 мм; ΔLк=-0,02 мм; ΔR=0
Δdк=+0,02 мм; Δlк=+0,02 мм; Δr=0

максимально допустимая величина параметра ΔС равна
ΔС=0,5(-0,02-0,02)•0,5875-(0,02+0,01)•0,8092=-0,036 мм.

Таким образом, для шарикоподшипника 256907 Е9С17 максимально допустимая величина параметра ΔС=±0,036 мм будет соответствовать отклонению угла контакта не более ±5^o.

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

Предназначенное для сборки шарикоподшипника 256907 Е9С17 наружное двухрядное кольцо, которое имеет отклонения размеров
ΔD_к=-0,028 мм; ΔL_к=-0,046 мм; ΔR=0,
устанавливают в прибор и измеряют.

При этом индикатор 8 покажет величину отклонения комплектовочного размера по формуле (8)
ΔК_н=[-0,028•0,8092-(-0,046)•0,5875]•0,5=+0,002 мм,
индикатор 9 покажет величину параметра ΔС_н по формуле (10)
ΔС_н=(-0,028•0,5875-0,046•0,8092)•0,5=-0,027 мм.

Предназначенное для сборки шарикоподшипника первое внутреннее кольцо, которое имеет отклонения размеров
Δd_к=+0,042 мм; Δl_к=+0,015 мм; Δr=0,
устанавливают в прибор и измеряют.

При этом индикатор 8 покажет величину отклонения комплектовочного размера по формуле (13)
ΔК_в=0,015•0,5875-0,5•0,042•0,8092=-0,008 мм,
индикатор 9 покажет величину параметра ΔС_в по формуле (15)
ΔС_в=0,015•0,8092+0,5•0,042•0,5875=+0,024 мм.

Параметр ΔС вычисляют из показаний индикаторов 9 по формуле (16)
ΔC = ΔC_н-ΔC_в =-0,027-0,024=-0,051 мм.

Так как полученный параметр |ΔC|>0,036 мм, то угол контакта в подшипнике с этими кольцами будет недопустимый:

Следующее внутреннее кольцо имеет отклонения размеров
Δd_к=-0,032 мм; Δl_к=-0,036 мм; Δr=0,
которое устанавливают в прибор и измеряют.

При этом индикатор 8 покажет отклонение комплектовочного размера
ΔК_в=-0,036•0,5875-0,5(-0,032)•0,8092=-0,008 мм,
которое совпадает с величиной первого измеренного внутреннего кольца,
индикатор 9 покажет величину параметра ΔС_в
ΔС_в=-0,036•0,8092+0,5(-0,032)•0,5875=-0,038 мм.

Параметр ΔС вычисляют из показаний индикаторов 9
ΔС=-0,027-(-0,038)=+0,011 мм.

Знак "плюс" параметра ΔС означает, что угол контакта будет больше чем 36^o и, так как |ΔC|<0,036 мм, то для сборки подшипника вычисляют диаметр шариков из показаний индикаторов 8 по формуле (8)
⊘_ш=+0,002+(-0,008)+9,998=9,992 мм.

Угол контакта в подшипнике

соответствует допускаемой величине по конструкторскому чертежу.

Изобретение относится к производству радиально-упорных шарикоподшипников и применяется для контроля смещения точки контакта относительно номинального положения на дорожке качения колец одно- и двухрядных радиально-упорных шарикоподшипников. Способ заключается в том, что измеряют в произвольном осевом сечении кольца отклонение диаметра в наружном ΔD_ж и внутреннем Δd_ж желобе дорожки качения. Измеряют вдоль прямых, составляющих с перпендикулярами к оси кольца номинальный угол β_o контакта в подшипнике, отклонение комплектовочного размера ΔК от номинальных величин. Результаты измерения колец преобразуют в параметр ΔС, характеризующий отклонение угла контакта в подшипнике по формуле ΔC = ΔC_н-ΔC_в, где ΔC_н = -ΔK_н•ctgβ_o+0,5ΔD_ж/sinβ_o для наружного кольца; ΔC_в = -ΔK_в•ctgβ_o+0,5Δd_ж/sinβ_o - для внутреннего кольца. Если параметр ΔС не превышает допускаемой величины, определяют диаметр шариков для сборки подшипника из измеренных колец по формуле ⊘_ш = (ΔK_н+ΔK_в)+⊘_шо, где ⊘_шо - номинальный диаметр шариков в подшипнике. Устройство состоит из прибора для измерения наружных колец и из прибора для измерения внутренних колец. Каждый из приборов содержит станину для базирования измеряемого кольца, закрепленные на станине по две измерительные головки с возможностью измерения комплектовочного размера кольца, первый блок суммирования электрических сигналов измерительных головок, измеряющих диаметр желоба, второй блок суммирования электрических сигналов измерительных головок, измеряющих комплектовочный размер, блок алгебраического суммирования и два отсчетных индикатора. Первый индикатор соединен со входом второго блока суммирования, второй - с выходом блока изменения масштаба электрических сигналов. Техническим результатом изобретения является получение результатов, позволяющих определить возможность сборки подшипников, и упрощение способа измерения. 2 с.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ контроля смещения точки контакта относительно номинального положения на дорожке качения колец двухрядных и однорядных радиально-упорных шарикоподшипников, состоящий в измерении параметров, характеризующих поверхность контакта дорожки качения наружных и внутренних колец с шариками, отличающийся тем, что измеряют в произвольном осевом сечении кольца отклонение диаметра в наружном ΔD_ж и во внутреннем Δd_ж желобах дорожки качения и измеряют вдоль прямых, составляющих с перпендикулярами к оси кольца номинальный угол контакта β_o в подшипнике, отклонение комплектовочного размера ΔК от номинальных величин, результаты измерения колец преобразуют в параметр ΔС, характеризующий отклонение угла контакта шариков с дорожками качения измеренных наружного и внутреннего колец по формуле
ΔC = ΔC_н-ΔC_в,
где ΔC_н = 0,5ΔD_ж/sinβ_o-ΔK_н•ctgβ_o - для наружного кольца;
ΔC_в = 0,5Δd_ж/sinβ_o+ΔK_в•ctgβ_o - для внутреннего кольца,
и если параметр ΔС не превышает допускаемого значения, определяют диаметр шариков для сборки подшипников из измеренных колец по формуле
⊘_ш = ⊘_шо+(ΔK_н+ΔK_в),
где ⊘_шо - номинальный диаметр шариков в подшипнике. 2. Устройство для осуществления способа по п.1, состоящее из прибора для измерения наружных колец и прибора для измерения внутренних колец, каждый из которых содержит станину для базирования измеряемого кольца, закрепленные на станине по две измерительные головки с возможностью измерения диаметра желоба и с возможностью измерения комплектовочного размера кольца, в которых измеряемый параметр преобразуется в электрический сигнал, первый и второй суммирующие блоки, масштабный блок и два отсчетных индикатора, выход измерительных головок, измеряющих диаметр желоба, соединен соответственно со входами первого суммирующего блока, и выход измерительных головок, измеряющих комплектовочный размер, соединен соответственно со входами второго суммирующего блока, отличающееся тем, что второй суммирующий блок имеет коэффициент передачи электрического сигнала в два раза меньше, чем в первом, масштабный блок имеет первый и второй входы, соединенные соответственно с выходами первого и второго суммирующих блоков, и имеет коэффициент передачи электрического сигнала по первому входу 0,5/sinβ_o, по второму входу в приборе для измерений наружного кольца минус ctgβ_o и в приборе для измерения внутреннего кольца плюс ctgβ_o, отсчетные индикаторы соединены первый с выходом второго суммирующего блока и второй с выходом масштабного блока.