СПОСОБ СБОРКИ ПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПОДШИПНИКОВЫХ УЗЛОВ Российский патент 2005 года по МПК F16C43/00 

Настоящее изобретение относится к технологии сборки подшипниковых узлов, установленных в корпус на двух и более опорах.

Подобные конструкции широко применяются в станкостроении, агрегатостроении и в буровой технике при изготовлении шарошечных долот. Конструкция этих изделий включает две и более опоры качения или скольжения, расположенные на одной оси симметрии и составляющие подвижные соединения. Эксплуатационная нагрузка R воспринимается изделием за границей расположения опор (Фиг.1 и 2). Эксплуатационное качество (надежность, долговечность, ресурс и др.) подвижных соединений формируется качеством выполнения сборочного процесса (см. И.К.Рыльцев. Методика оценки качества неразъемного соединения. Автоматизация и современная технология, 1999, № 10, с.37-41).

Известен способ сборки опоры шарошечного долота, который заключается в измерении диаметральных и линейных размеров лапы, шарошки и комплектующих деталей бурового долота по специальной разработанной программе (см. RU 2184203).

Недостатком известного способа комплектования лапы и шарошки являются неучтенные макроотклонения базирующих поверхностей сопрягаемых деталей цапфы лапы и шарошки, влияние которых существенно на изменение контактной жесткости подвижной опоры.

Сущность изобретения заключается в том, что способ сборки подвижного соединения подшипниковых узлов включает нанесение меток на торцевые поверхности наружных колец подшипников и вала, последующее измерение (относительно метки неподвижного вала) радиальных биений цилиндрических наружных поверхностей колец подшипников с регистрацией двух угловых значений, соответствующих максимальному и минимальному радиальному биению переднего и заднего подшипников, запрессованных на валу, после чего кольца подшипников поворачивают на расчетные углы относительно меток, совмещают в одной плоскости метки максимального значения радиального биения переднего подшипника и минимального значения радиального биения заднего подшипника, устанавливают подшипниковый узел в корпус, совмещая координаты радиальных биений с базовыми поверхностями зоны касания отверстий в корпусе.

Такой способ сборки подшипникового узла с корпусной деталью позволяет повысить износостойкость опор путем повышения контактной жесткости подвижных соединений, учитывающей фактические зоны контакта сопрягаемых поверхностей деталей.

Предлагаемый способ стабилизации контактной жесткости был апробирован в лабораторных условиях при сборке центра вращающегося. Ниже приводятся результаты испытаний.

На торцевые поверхности наружных колец подшипников и вала были нанесены метки в виде рисок в произвольном месте. Измерены радиальные отклонения образующих наружных колец относительно метки неподвижного вала в вертикальной плоскости через каждые 10° с регистрацией двух значений углового параметра, соответствующего максимальному и минимальному значению радиального отклонения. Подшипниковый узел собирался в корпус с учетом угловых положений, которые ориентируют наружные кольца подшипников со следующими значениями параметра радиального биения (Фиг.3 и 4): максимальное значение с максимальным, максимальное значение с минимальным, минимальное значение с минимальным и минимальное значение с максимальным. При сборке в корпус подшипниковый узел устанавливался метками вниз. Затем к собранному в соответствии с каждым из четырех вариантов сборки центру вращающемуся прикладывалась нагрузка 75 кг и измерялась деформация узла при повороте центра через каждые 90°. Деформация измерялась в направлении вектора прикладываемой силы в горизонтальной плоскости.

Данные о деформации и статистических параметрах податливости подшипникового узла приведены в таблицах 1 и 2 соответственно.

Таблица 1Угол поворота, градДеформация узла при нагрузке 75 кг.R _{max max}, ммR _{max min}, ммR _{min min}, ммR _{max min}, мм00,1840,1720,1680,21900,1690,1750,1750,1921800,1680,1940,1730,192700,1680,1930,1640,1783600,1840,1720,1680,21

R_ij - первый индекс i параметра характеризует максимальное или минимальное значение радиального отклонения наружного кольца переднего подшипника (D), второй индекс j параметра характеризует максимальное или минимальное значение радиального отклонения наружного кольца заднего подшипника (d).

Таблица 2Деформация узла, мм/кгМатематическое ожидание, мм/кгСредний разброс случайной величины, мм/кгСреднеквадратичное отклонение случайной величины, мм/кгДисперсия, мм /кг²R _{max max}0,17460,0160,0026677,111·10^-6R _{max min}0,18120,0220,0036671,344·10^-5R _{min min}0,16960,0110,0018333,361·10^-6R _{min max}0,1960,0320,0053332,844·10^-5

Предлагаемый способ прост в осуществлении, т.к. не требует специального оборудования.

Изобретение относится к области регулирования контактной жесткости подвижных соединений при сборке подшипникового узла с корпусной деталью. Сборка смонтированных на валу подшипников включает поворот наружных колец подшипников на расчетный угол относительно меток, совмещающий в одной плоскости метки максимального значения радиального биения переднего подшипника и минимального значения радиального биения заднего подшипника. При установке подшипникового узла в корпус совмещенные координаты радиальных биений наружных колец подшипников должны находиться в зоне касания с базовыми поверхностями отверстий корпуса. Вектор силы при эксплуатации изделия перпендикулярен плоскости, проходящей через центр симметрии узла и две точки касания подшипников с базовыми отверстиями корпуса. В этом угловом положении изделие из всех возможных вариантов сборки подвижных соединений обладает повышенной контактной жесткостью и приобретает свойство механической системы эффективно противодействовать эксплуатационной силе. Технический результат - повышение износостойкости опор путем повышения контактной жесткости подвижных соединений, учитывающей фактические зоны контакта сопрягаемых поверхностей деталей. 4 ил, 2 табл.

Способ сборки подвижных соединений подшипниковых узлов, включающий нанесение меток на торцевые поверхности наружных колец подшипников и вала с последующим измерением относительно метки неподвижного вала радиальных биений цилиндрических наружных поверхностей колец подшипников с регистрацией двух угловых значений, соответствующих максимальному и минимальному радиальному биению переднего и заднего подшипников, запрессованных на валу, отличающийся тем, что наружные кольца подшипников поворачивают на расчетные углы относительно меток, совмещают в одной плоскости метки максимального значения радиального биения переднего подшипника и минимального значения радиального биения заднего подшипника и устанавливают подшипниковый узел в корпус, совмещая координаты радиальных биений с базовыми поверхностями зоны касания отверстий в корпусе.