Способ оценки технического состояния шарикоподшипника Советский патент 1993 года по МПК G01M13/04 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в промышленности для определения качества собранных шарикоподшипников.

В настоящее время в собранных подшипниках, с целью проверки их соответствия чертежам, контролируется радиальный зазор. Однако опыт эксплуатации показывает, что это необходимое, но недостаточное условие, чтобы оценить качество собранного шарикоподшипника, и поэтому для решения этой задачи необходимы новые технические решения.

В подшипниковой промышленности существует достаточное количество приборов для замера внешних размеров шарикоподшипников, но отсутствуют приборы для определения соответствия чертежам внутренних размеров в собранном подшипнике. Зависимость этих размеров выражается формулой:

ft

cos ft Ц

;2(2rx.-duj}

где -ft - угол контакта; dm-диаметр шарика; гж - радиус желоба;

Р - . :;В dw радиальный зазор;

Ре и DK -диаметры по дну желоба соответственно внутреннего и наружного коль- ЦЗ- : . .. . - . .- . .. : . / .-.

Таким образом, Д f(dui, r ж, DH, DB). : Следовательно, рассчитав соответствующим образом и увязав между собой внутренние размеры и их допуски, можно получить вполне определенный угол контакта и его допуск для конкретного типа коподшипника. Замеряя у таких шарикоподшипников угол контакта, можно судить о соответствии чертежам внутренних размеров и точности сборки шарикоподшипников, т.е. о качестве собранных подшипников. Однако в этом случае возникает трудность, связанная с размерами жёлоба гж. Дело в том, что на размеры радиуса же- . лоба существует вполне определенное поле

о .

со

С

XJ

Ю О

ю ел ел

допуска. Нахождение радиуса желоба в по- .ле допуска контролируется предельными шарами методом краски. Субъективность такого метода общеизвестна, но другого пока нет. Предполагается, что радиус желоба, находясь в пределах допуска, остается постоянным для любой точки желоба и поэтому локальные отклонения радиуса по дуге желоба не нормируются. Методом краски также отклонения определить невозможно. Локальные отклонения выглядят как выхва- ты на желобе, которые являются следствием несовершенства технологии.

В МСКБ для измерения профиля желоба кольца был использован круглрмер завода Калибр мод. 218. Разработанная методика измерения предусматривала закрепление внутреннего кольца или разрезанного наружного кольца в зажимном приспособлении координатного столика. Затем круглрмер соответствующим образом настраивался и производился замер профиля желоба.. . ...

Указанный способ, несмотря на сложность настройки, нашел применение в подшипниковой промышленности в исследовательских работах. Для массового контроля он слишком дорогостоящий и к неразрушающим способам его нельзя отнести, так как для замера профиля желобов колец собранного подшипника необходимо его разобрать и даже разрезать наружное кольцо.

Наиболее близким аналогом (прототипом) к заявляемому техническому решению является способ измерения угла контакта шарикоподшипников (1).

В подшипнике измеряют радиальный зазор р и осевую игру Sv а угол контакта определяют по формуле:

fi . arctg

25np ;

Учитывая, что /3 f(dui: гж : DH; DB), тогда расчетному углу контакта должны соответствовать вполне определенные, увязанные между собой, внутренние размеры и. следовательно, по измеренному углу контакта можно судить о качестве собранного шарикоподшипника..

Однако существующий способ не позволяет зафиксировать локальные отклонения радиусов желобов.

Целью настоящего изобретения является повышение качества оценки путем измерений локальных отклонений радиусов желобов шарикоподшипника.

Поставленная цель достигается тем, что шарикоподшипник устанавливают и за- крепляют одно из колец, а другое незакреп- ленное кольцо вначале нагружают

знакопеременной радиальной нагрузкой и фиксируют его нулевое осевое положение, От нулевого положения незакреплённое кольцо под воздействием осевой нагрузки перемещается, например, в сторону базовой поверхности и измеряется осевое смещение 5б.

После перемены направления действия осевой силы, незакрепленное кольцо перемещается в сторону противобазовой (клейменной) поверхности и измеряется полное осевое смещение (осевая игра) Sn и определяется осевое смещение от нулевого положения желоба в сторону противобазовой поверхности.

Sit - Sh - Se.

Если Sx Se, то местные отклонения радиусов желобов отсутствуют.

Если SK 5б или , то это указывает на наличие местных отклонений радиусов желобов. Допустимая разница между S и Se для каждого типа шарикоподшипников должна быть соответствующим образом нормирована.

Следовательно, необходимым условием для фиксации локальных отклонений радиусов желобов колец в собранном шарикоподшипнике является замер осевого смещения

от нулевого положения (оси симметрии) желобов в сторону базовой и противобазовой поверхности и определение разницы между

НИМИ. ;

Таким образом, установлено, что ;заяв- ленный способ обладает новизной и обеспечивает получение положительного эффекта.

Для доказательства соответствия признаков способа критерию Существенные отличия был проведен приск сходных при- знаков в других технических решениях, известных в науке и технике по основным и смежным рубрикам МКИ.:

Известных решений не обнаружено. Следовательно, способ соответствует кри- терию Существенные отличия и в целом соответствует критерию изобретения.

В качестве примера рассмотрим результаты исследования шарикоподшипников, среди которых были случаи отказов в экс- плуатации. Для исследования были взяты в состоянии поставки 215 подшипников 180506 и 101 подшипник 180501. Для этих подшипников были организованы соответствующие замеры.

В результате замеров было установлено, что 13 подшипников 180506 и 13 подшипников 180501 имеют разницу между смещением на базовую и противогазовую сторону от 50 и более микрон. Четыре под- шинника 180501 и один подшипник 180506 из этих групп были разобраны и проверены на приборе Тэлеройд. Не внутренних кольцах этих подшипников были обнаружены локальные отклонения радиусов жело- бов. . .. -. . . ... -.

Проведенные исследований подтвердили эффективность предлагаемого способа. Предлагаемый способ будет способствовать отбору для эксплуатации высокоточных шарикоподшипников, а это очень важно для авиации, космоса, станкостроения и других отраслей промышленности, где необходимо применение высокоскоростных и высокоточных шарикоподшипников.

Формул а и зоб ретени я

Способ оценки технического состояния шарикоподшипника, заключающийся в том, что к подшипнику прикладывают знакопеременную радиальную нагрузку и знакопе- ременную осевую, при которой измеряют осевое смещение колец, о т л и ч ающ и и с я

тем, что, с целью повышения качества оценки путем измерений локальных отклонений радиусов жел:рбов шарикоподшипника; в момент приложения знакопеременной радиальной нагрузки к подвижному кольцу фиксируют его нулевое осевое положение, затем упомянутое кольцо нагружают осевой .силой в направлении базовой поверхности и измеряют его осевое смещение от зафиксированного нулевого положения, после чего изменяют направление действия осевой силы, измеряют полное осевое смещение и определяют осевое смещение от нулевого положения в направлении, противоположном базовой поверхности, по формуле:

.-. 8к 8л-$б,; .. v- :/; .- ;: - ---Л .

где Se - осевое смешение от нулевого положения в направлении базовой поверхности;

Sn-полное осевое смещение, : и по величине, разницы между смещениями 5б и SK судят о техййческрм состоянии подшипника путем сравнения этой величины с допустимым значением для конкретных условий эксплуатации контролируемого шарикоподшипника,. .--.

Использование: в измерительной технике для определения качества собранных шарикоподшипников. Сущность: в момент нагружения радиальной силой определяют нулевое положение подвижного кольца, затем нагружают подвижное кольцо осевой нагрузкой в направлении базовой поверхности и измеряют осевое смещение. Изменяют направление действия осевой силы и измеряют полное осевое смещение. Определяют осевое смещение от нулевого положения в направлении, противоположном базовой поверхности, по соответствующей формуле, Ло полученной величине определяют техническое состояние подшипника, Способ позволяет контролировать местные отклонения радиусов желобов колец шарикоподшипников.