Способ контроля правильности подбора подшипников в комплекты Советский патент 1992 года по МПК G01M13/04 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при сборке узлов вращательного движения, в частности может применяться в станкостроении при сборке шпиндельных узлов.редукторов, коробок подач и приводов в тех случаях, когда в опорах валов и шпинделей устанавливаются комплекты подшипников качения с пред- варительным натягом и требуется проверить правильность подбора подшипников в комплекты по усилию предварительного натяга.

Известен способ контроля качеет ва дуплексирования шарикоподшипников, сдвоенных по схемам X и О,

Способ заключается в том, что прикладывают осевую нагрузку к кольцам с несомкнутыми торцами, а о качестве сдваивания судят по расстоянию между этими торцами, и с целью повышения точности изменяют осевую нагрузку до силового замыкания торцев колец, регистрируют при этом значение силы, по которой судят о качестве дуплексирования.

XS х

сл о со со

Недостатком указанного способа является то, что достаточно трудно зафиксировать моменты силового замыкания.

При приложении осевой нагрузки к кольцам подшипников индикатор измерительного устройства показывает величину перемещений колец под действием этой нагрузки до момента силового замыкания тор- цев колец. Однако, и при дальнейшем нагружении подшипников осевой силой изменяются показания индикатора, фиксирующего момент силового замыкания. Меняется скорость перемещения стрелки индикатора при приложении осевой нагрузки. Характер осевых перемещений в функции осевой нагрузки показан на фиг. 1. На участке 1 меряется жесткость подшипников, на участке 3 меряется жесткость стыков, участок 2 является переходным, т.е. область момента силового замыкания получается достаточно размытой и мы не можем определить этот момент с требуемой степенью точности, а значит и величину силы, по которой судят о качестве дуплексирования.

Следующий недостаток заключается в том, что измерение усилия предварительного натяга ведется в статике. Исследования в этой области показали, что взаимное осевое сближение колец в статике отличается от взаимного осевого сближения колец при вращении. Можно предположить, что при вращении подшипников под нагрузкой происходит самоустановка колец подшипников с одной стороны и изменение толщины смазочной пленки на беговых дорожках качения с другой.

Кроме того, этот способ является недостаточно универсальным, так как может применяться только для контроля дуплекси- рованных комплектов подшипников. Наиболее близким к предложенному является способ контроля правильности подбора подшипников в комплекты.

В этом случае на центрирующей оправке устанавливаются оба подшипника вместе с внутренним (наружным) дистанционным кольцом, прикладывается усилие преднатяга, индикатор настраивается на нуль, затем внутреннее (наружное) дистанционное кольцо меняется на наружное (внутреннее), опять прикладывается усилие преднатяга. Если дистанционные кольца изготовлены правильно, TQ показания индикатора при настройке и измерении должны совпадать.

Согласно этого способа качество комплектования подшипников оценивается по точности изготовления дистанционных колец, устанавливаемых между внутренними и наружными кольцами подшипников комплекта. Такая проверка является косвенной и неточной, так как основной технической характеристикой комплекта является все же величина усилия предварительного натяга.

Согласно этого способа можно оценить достаточно точно размеры дистанционных колец и разницу по высоте между ними, но, не зная осевой жесткости подшипников, нельзя перевести ошибку в обеспечении заданной

разницы в высоте дистанционных колец в колебания усилия предварительного натяга.

/

Целью изобретения является повышение точности контроля за счет обеспечения контроля по осевому усилию нагружения.

Поставленная цель достигается тем, что

подшипники комплекта размещают между ними одно из дистанционных колец с последующим нагружением подшипников заданным усилием предварительного натяга,

передаваемого вне тел качения, фиксируют положение торца подшипника, через который осуществляют передачу заданного усилия предварительного натяга на другие подшипники комплекта, после чего снимают нагрузку и разбирают комплект, устанавливают второе дистанционное кольцо и прикладывают осевое усилие, передаваемое через тела качения. Перед нагружением подшипников комплекта осевым усилием,

подшипники повторно нагружают заданным усилием предварительного натяга, передаваемого через тела качения, поворачивают кольца подшипника вместе с дистанционным кольцом на 270-360° по часовой стрелке и против, снимают нагрузку и по максимальной величине указанного осевого усилия, полученного при установке торца подшипника, передающего осевое усилие на остальные подшипники комплекта, в то же положение, как и при нагружении его заданным усилием предварительного натяга, определяют правильность подбора подшипников в комплекте.

На фиг. 1 представлен график осевых

перемещений колец подшипников в зависимости от величины прикладываемой осевой нагрузки; на фиг. 2 - схема размерной цепи, дуплексируемых подшипников по схеме дуплекс; на фиг. 3 - показана схема реализации способа контроля правильности подбора подшипников в комплекты, дуплексируемых по схеме 0 -дуплекс; на фиг. 4 - положение деталей комплекта подшипников, дуплексируемых по схеме Х -дуплекс;

на фиг. 5 - то же, строенных по схеме триплекс; на фиг. 6 - то же, строенных по схеме Т-Х -триплекс; на фиг, 7 - то же, счетверенных по схеме Т-0 -квадро.

Для того, чтобы был понятен предлагаемый способ, рассмотрим размерную цепь дуплексируемых подшипников.

Примем следующие обозначения;

Bim ширина кольца подшипника;

I - индекс кольца подшипника;

для наружного кольца;

I 2 - для внутреннего кольца;

m - порядковый номер подшипника в опоре;

В нашем случае номера присваиваются справа налево.

m 1 - для правого подшипника;

m 2 - для левого подшипника;

Тт - монтажная высота подшипника при заданном усилии предварительного натяга;

h - расстояние между торцами наружных или внутренних колец подшипников;

U - расстояние между торцами двух подшипников комплекта.

С учетом принятых обозначений получаем следующие уравнения:

при приложении к подшипникам осевого усилия:

В22 + 12+В21(1а);

L2 T2 + li + Ti(16);

Уравнения 1 а и 1 б справедливы в тех случаях, когда дуплексация осуществляется с помощью дистанционных колец, т.е. когда . При дуплексации с помощью подшлифовки торцев колец подшипников И h; 621 Ti и

В22 ЬТ2.

Таким образом, можно использовать равенство:

L2 В22 + 2 + В21 - Т2 + И + Tl.

Настройку измерительной системы ведут по уравнению (1 а), а проверку величины осевой силы Р по уравнению (1 б).

Схема реализации способа содержит основание 1, на котором установлена центрирующая оправка 2 с базовой поверхностью 3, контролируемые подшипники 4 и 5 между внутренними кольцами которых установлено внутреннее дистанционное кольцо б, которое в процессе осуществления способа меняют на наружное дистанционное кольцо 7. Торец внутреннего кольца подшипника 5 контактирует с нажимным диском 8, который через рычажную систему 9 связан с динамометром 10, Во внутренней полости центрирующей оправки 2 расположен шток 11, измерительный наконечник 12 которого упирается в торец нажимного диска 8. Перемещения штока 11 оцениваются

индикатором 13, установленным в державке 14.

При контроле правильности подбора подшипников 4 и 5 в комплект, сдвоенный, например, по схеме О на центрирующую оправку 2 последовательно устанавливают второй подшипник 4 комплекта (822) внутреннее дистанционное кольцо 6 (2) и первый подшипник 5 комплекта (821). Затем осуществляют нагружение подшипников 4 и

0 5 заданным усилием предварительного натяга Рпредн., передаваемым вне тел качения и в этом положении индикатор 13 настраивают на нуль. Таким образом, мы фиксируем при нулевом положении стрелки индикато5 ра положение торца подшипника 5, через который осуществляют передачу усилия предварительного натяга Рпредн. и размер 1-2 (см. фиг. 3).

После настройки индикатора 13 на нуль

0 последовательно снимают нагрузку, нажимной диск 8, первый подшипник 5 комплекта, внутреннее дистанционное кольцо 6. Затем устанавливают наружное дистанционное кольцо 7 (h), первый подшипник 5 комплек5 та, нажимной диск 8 и повторно нагружают комплект подшипников 4 и 5 заданным усилием предварительного натяга Рпредн., которое передается через тела качения подшипников. После-этого для повышения

0 точности последующего измерения осевого усилия нагружения поворачивают вручную наружные кольца подшипников 4 и 5 вместе с дистанционным кольцом на 270 -360° по и против часовой стрелке и снимают нагруз5 ку. Это обеспечивает самоустановку колец подшипников с одной стороны и изменение толщины смазочной пленки на беговых дорожках качения с другой.

При Повороте на угол меньше 270°

0 уменьшается точность последующих измерений осевого усилия нагружения, ввиду того, что самоустановка колец подшипников еще не закончилась.

При повороте на угол больше 360° теря5 ется производительность контроля, так как самоустановка колец подшипников при а 360° уже закончилась и увеличение угла поворота теряет смысл. Затем нагружают комплект осевой силой Р до тех пор,

0 пока стрелка индикатора 13 не совпадает с нулевым делением, т.е. торец подшипника 5, через который идет передача осевого усилия Р на другие подшипники комплекта, не займет то же положение, что и при нагруже5 нии его заданным усилием предварительного натяга Рпредн., передаваемого вне тел качения. Считывают показания динамометра 10. О правильности подбора подшипников в комплекты судят по максимальному

значению осевой силы Р, зарегистрированной динамометром 10, из условия выполнения неравенства

Рпредн. - Р- Рпредн.тах.

где Рпредн.тт минимально допустимое значение усилия предварительного натяга для данного комплекта подшипников;

Рпредн.тах - максимально допустимое значение усилия предварительного натяга для данного комплекта подшипников;

Рпредн. И Рпредн.тах ВС6ГДЭ ИЗВ6СТНЫ

для каждого комплекта подшипников из технической документации на эти комплекты.

Использование предлагаемого способа позволит обеспечить контроль правильности подбора подшипников в комплекты по осевому усилию нагружения, повысить точность контрВля, и, как следствие, повысить долговечность службы подшипниковых опор. Кроме того, заявляемый способ является универсальным, используя его можно проверить правильность подборки подшипников в комплекты по схемам 0 -дуплекс, Х -дуплекс, Т-0 -триплекс, Т-Х -трип- лекс, Т-0 -квадро.

Формула изобретения Способ контроля правильности подбора подшипников в комплекты, при котором устанавливают подшипники, входящие в

комплект, на центрирующей оправке, раз мещают между ними одно их дистанцией ных колец с последующим нагружением подшипников заданным усилием предварительного натяга, передаваемого вне тел качения, фиксируют положение торца подшипника, через который осуществляют передачу заданного усилия предварительного натяга на другие подшипники комплекта, после чего снимают нагрузку и разбирают комплект, устанавливают второе дистанционное кольцо и прикладывают осевое усилие, передаваемое через тела качения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет обеспечения контроля по осевому усилию нагружения, перед нагрухсением подшипников комплекта осевым усилием подшипники повторно нагружают заданным усилием предварительного натяга, передаваемого через тела качения, поворачивают кольца подшипника вместе с дистанционным кольцом на 270-360° по часовой стрелке и против, снимают нагрузку и по максимальной величине осевого усилия, полученного при установке торца подшипника, передающего осевое усилие на остальные подшипники комплекта, в то же положение, как и при нагружении его заданным усилием предварительного натяга, определяют правильность подбора подшипников в комплекте.

Использование: машиностроение, повышение точности контроля за счет обеспе- чения контроля по осевому усилию нагружения. Сущность изобретения: подшипники комплекта устанавливают на центрирующую оправку, размещая между ними одно из дистанционных колец. Осуществляют нагружение подшипников заданным усилием предварительного натяга, передаваемого вне тел качения. При этом фиксируют положение торца подшипника, через который осуществляют передачу заданного усилия предварительного натяга. После этого одно дистанционное кольцо заменяют вторым и вновь нагружают подшипники комплекта усилием предварительного натяга, передаваемого через тела качения. Потом вращают кольца подшипников, к которым усилие передается от тел качения, вместе с дистанционным кольцом на 270-360° по и против часовой стрелки, После этого прикладывают осевое усилие, передаваемое через тела качения, изменяют его до тех пор, пока торец подшипника, через который идет передача осевого усилия на другие подшипники комплекта, не займет то же положение, что и при нагружении его заданным усилием предварительного натяга, передаваемого вне тел качения, О правильности подбора подшипников судят по величине максимального усилия. 7 ил. И t

Ј

со со

СО

in г- г

х

Фиг. 6

Фиг.