СПОСОБ УМЕНЬШЕНИЯ МИКРОВОЛНИСТОСТИ КОЛЕЦ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ Российский патент 2020 года по МПК F16C33/58 F16C33/64 

Изобретение относится к области машиностроения, устройства подшипника качения.

Цель изобретения - уменьшение микроволнистости колец подшипников качения перед установкой на механизм.

Цель изобретения достигается тем, что на поверхность колец нового подшипника пипеткой наносится смесь глицерина с абразивным порошком (5-10 мкм) в 4-5 местах после удаления заводской смазки, на диагностическом стенде обеспечивается частота вращения внутреннего кольца 24,4 Гц и создается нагрузка в 1 кг на наружное кольцо в течении 20 минут, при этом каждые 60 град. наружное кольцо проворачивается относительно внутреннего, после чего смесь удаляется, закладывается новая смазка в подшипнику обеспечивается частота вращения на протяжении 20 минут. Причем снятие характеристик осуществляется при помощи диагностического комплекса, включающего датчик виброускорения с магнитом, установленный на наружном кольце подшипника, устройство преобразования сигнала, ноутбук, подвергающих сигнал датчика виброускорения преобразованию Фурье, определяющих амплитуду и частоту вибрации подшипника качения в диапазоне частот от 5 до 5000 Гц, изменяющихся в зависимости от микроволнистости колец подшипников качения. Результат сравнения полученных виброакустических характеристик подшипника качения с новой и заводской смазкой свидетельствует об уменьшении микроволнистости на кольцах подшипника качения.

Работает устройство следующим образом. Методика проведения эксперимента включала несколько этапов:

Сначала при помощи дизельного топлива из подшипника удаляется заводская смазка. Затем поверхность колей подшипника качения при помощи пипетки промазывается в нескольких местах подготовленной смесью из глицерина и мелкодисперсного абразивного вещества (5-10 мкм). После этого обеспечивается частота вращения внутреннего кольца 24.4 Гц на протяжении 30 мин. с равномерной нагрузкой около 1 кг, при этом каждые 7.5 минут наружное кольцо перемещалось по отношению к внутреннему на 60 град. По истечении этого времени подшипник качения промывается от глицерина с абразивным порошком с помощью дизельного топлива. Потом закладывается смазка MANNOL LC-2, OI MOL KSC WR2, Литол-24 РФ и обеспечивается частота вращения внутреннего кольца на 25-30 минут.

Вычисление частот вибрации подшипников качения.

Если принять толщину внутреннего и наружного колец подшипника равными, то радиус внутренней поверхности можно вычислить по формуле, мм:

где d, D - диаметры соответственно внутреннего и наружного колец, мм; r_ш - радиус шарика, мм.

Частота вращения центра шара (сепаратора) определяется по формуле, Гц:

Перемещения шара происходят случайным образом. Если имеются какие-либо дефекты на наружном кольце или разноразмерности тел качения, тогда частотный спектр вибрации определяется выражением:

ƒ_н.к.=ƒ₀Z_шk,

где ƒ_н.к. - частота, на которой проявляются дефекты наружного кольца, Гц; Z_ш - число тел качения в подшипнике, шт.; k - количество касаний одной точки качения рабочей поверхности внутреннего и наружного кольца.

Относительно внутреннего кольца шары перемещаются с частотой Тогда дефекты внутреннего кольца проявляются на частотах, Гц:

Частота вращения шара определяется выражением, Гц;

Тогда дефекты тел качения выявляются на частотах, Гц:

Перекос наружного кольца вычисляется по формуле, Гц:

ƒ_п.н.к.=2ƒ_н.к..

Выбор предельного уровня вибрации, дБ:

где а_т - текущее значение виброускорения при принятой виброскорости, мм/с²; а_т=2πƒν10^-3; а₀ принимаем равным 3⋅10^-4 мм/с²; ν - виброскорость, принимаем ν=2,8 мм/с на частоте 50 Гц. [1. Грунтович Н.В. Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования. Учебное пособие. Мн. «Новое знание»; М.: ИНФРА-М, 2017 г. - 271 с.]

При анализе спектров допускается погрешность обработки ±5 Гц от рассчитанных частот вибрации. На рисунке 1 представлены спектры вибраций подшипника качения №409. Уменьшение вибрации внутреннего кольца, обусловленное изменением шероховатости, на частотах 105, 327, 425 Гц; наружного кольца - на частотах 123, 246, 300, 369, 176-194; тел качения - 225, 445. Высокий уровень вибрации в области 5-5000 Гц до обработки (восстановления) подшипника свидетельствует о наличии микроволнистости колец. После обработки и замены смазки наблюдается уменьшение вибрации в рассматриваемой области на рисунке 2 [2. Голубева В.А., Петров И.В., Грунтович Н.В. Уменьшение микроволнистости на кольцах подшипников качения при помощи различных смазок. Современные технологии проектирования в машиностроении и методы обработки материалов. Аддитивные технологии. Материалы XII Международной научно-технической конференции «Современные проблемы машиноведения», 2018 - 74-75 с.].

Источники информации:

1. Грунтович Н.В. Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования. Учебное пособие. Мн. «Новое знание»; М.: ИНФРА-М, 2017 г. - 271 с. (Высшее образование: Бакалавриат)

2. Голубева В.А., Петров И.В., Грунтович Н.В. Уменьшение микроволнистости на кольцах подшипников качения при помощи различных смазок. Современные технологии проектирования в машиностроении и методы обработки материалов. Аддитивные технологии. Материалы XII Международной научно-технической конференции «Современные проблемы машиноведения», 2018 -74-75 с.

Изобретение относится к устройству подшипника качения. Заявлен способ уменьшения микроволнистости колец подшипников качения. На поверхность колец нового подшипника пипеткой наносится смесь глицерина с абразивным порошком 5-10 мкм в 4-5 местах после удаления заводской смазки. На диагностическом стенде обеспечивается частота вращения внутреннего кольца 24,4 Гц и создается нагрузка в 1 кг на наружное кольцо в течение 20 мин, при этом каждые 60° наружное кольцо проворачивается относительно внутреннего, после чего смесь удаляется, закладывается новая смазка в подшипник, обеспечивается частота вращения на протяжении 20 мин. Причем снятие характеристик осуществляется при помощи диагностического комплекса, включающего датчик виброускорения с магнитом, установленный на наружном кольце подшипника, устройство преобразования сигнала, ноутбук, подвергающие сигнал датчика виброускорения преобразованию Фурье, определяющие амплитуду и частоту вибрации подшипника качения в диапазоне частот от 5 до 5000 Гц, изменяющихся в зависимости от микроволнистости колец подшипников качения. Результат сравнения полученных виброакустических характеристик подшипника качения с новой и заводской смазкой свидетельствует об уменьшении микроволнистости на кольцах подшипника качения. Технический результат: уменьшение микроволнистости колец подшипников качения перед установкой на механизм. 2 ил.

Способ уменьшения микроволнистости колец подшипников качения, отличающийся тем, что на поверхность колец нового подшипника пипеткой наносится смесь глицерина с абразивным порошком 5-10 мкм в 4-5 местах после удаления заводской смазки, на диагностическом стенде обеспечивается частота вращения внутреннего кольца 24,4 Гц и создается нагрузка в 1 кг на наружное кольцо в течение 20 мин, при этом каждые 60° наружное кольцо проворачивается относительно внутреннего, после чего смесь удаляется, закладывается новая смазка в подшипник, обеспечивается частота вращения на протяжении 20 мин, причем снятие характеристик осуществляется при помощи диагностического комплекса, включающего датчик виброускорения с магнитом, установленный на наружном кольце подшипника, устройство преобразования сигнала, ноутбук, подвергающие сигнал датчика виброускорения преобразованию Фурье, определяющие амплитуду и частоту вибрации подшипника качения в диапазоне частот от 5 до 5000 Гц, изменяющихся в зависимости от микроволнистости колец подшипников качения, результат сравнения полученных виброакустических характеристик подшипника качения с новой и заводской смазкой свидетельствует об уменьшении микроволнистости на кольцах подшипника качения.