Способ соединения с натягом деталей типа вал - втулка Советский патент 1990 года по МПК B23P11/02 

Изобретение относится к механосборочному производству, а именно к способам сборки узлов, содержащих прецезионные подшипники качения.

Цель изобретения - повышение качества сборки при установке на вал подшипников качения путем равномерного упрочнения поверхностей колец подшипников за счет вращения одного из колец с частотой, зависящей от частоты ультразвуковых колебаний и числа промежуточных элементов качения в подшипнике.

На чертеже изображена схема устройства для осуществления способа.

Способ осуществляют следующими способами.

После включения источника ультразвуковых колебаний,магнитострикционные преобразователи (не показаны) возбуждают колебания частоты /. На вал 1 от резонатора магнитострикционного преобразователя 2 через цанговые зажимы 3 передаются продольные ультразвуковые колебания и образуют на его поверхности стоячую волну. На подшипник 4 от резонатора второго магнитострикционного преобразователя через цанговый зажим 5 с прокладкой 6 передаются поперечные ультразвуковые колебания частоты f, сдвинутые по времени на половину периода.

Указанные ультразвуковые колебания периодически и согласованно изменяют по са- дочные диаметры соединяемых деталей на величины, зависящие от выбранных амплитуд этих колебаний, снижая, тем самым, величину статического усилия запрессовки. Одновременно вращают цанговый зажим 5 вместе с резонатором магнитострикционного преобразователя 7 частотой п, определяемой из следующего соотношения:

, где N - число промежуточных элементов

качения в подшипнике, К - любое целое число.

сд

СП

оэ

00

ел

ос

Данное соотношение получено из следующих соображений. При сборке без вращения подшипника за счет ультразвуковых колебаний оба его кольца периодически ударяются о шарики и при действии этих нагрузок в одних и тех же точках это приводит к образованию вмятин на кольцах и снижению долговечности подшипника. Промежуток времени Д/ между двумя ударами составляет

А j- с,

где f - частота ультразвуковых колебаний

Гц.

За время А/ кольцо перемещается на величину

l v Л/, м,

где v - линейная скорость движения кольца, м/ч, равная

2nnR, где w - угловая скорость вращения кольца,

рад/с, R - радиус беговой дорожки, м;

п - частота вращения кольца, 1/С (Гц), Очевидно, что для того, чтобы шарик при каждом ударе контактировал с новым участком поверхности, необходимо выполнение следующего условия

- длина окружности кольца. Подставляя в последнее выражение указанные соотношения, получают:

2лп/ -и лЭта зависимость получена в предположении, что в подшипнике один шарик. При их количестве N, получают

- л) К. п- N

В результате применения данного способа поверхности колец равномерно упрочняются и их долговечность повышается на 48% по сравнению со сборкой по способу- прототипу и на 10% по сравнению с запрессовкой без воздействия ультразвуковыми колебаниями.

0

5

0

Формула изобретения

Способ соединения с натягом деталей типа вал - втулка, включающий центрирование соединяемых деталей и приложение усилия запрессовки к одной из них с одновременным воздействием продольными ультразвуковыми колебаниями на вал и сдвинутыми относительно последних по фазе на половину периода поперечными ультразвуковыми колебаниями на втулку, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сборки при установке на вал подшипников качения, в процессе запрессовки осуществляют вращение наружного кольца подшипника качения относительно его продольной оси, при этом отношение частоты ультразвуковых колебаний к частоте вращения наружного кольца, умноженной на число содержащихся в подшипнике качения элементов качества, составляет любое число, отличное от целого.

Изобретение относится к механосборочному производству, в частности к способам сборки узлов, содержащих прецизионные подшипники /П/. Цель изобретения - повышение качества сборки путем равномерного упрочнения поверхностей колец П за счет вращения одного из колец с частотой, определяемой из следующего соотношения: F/NN≠K, где F - частота ультразвуковых колебаний

N - частота вращения П

N - число промежуточных элементов качения, K - любое целое число. Вал запрессовывают в П, прикладывая, помимо усилия запрессовки, продольные ультразвуковые колебания к валу, а к П- поперечные, сдвинутые по фазе на половину периода относительно продольных. П при этом вращают относительно продольной оси с указанной частотой. 1 ил.