Способ обкатки шпиндельного устройства металлорежущего станка

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обкатке шпиндельных устройств. Цель изобретения - повышение точности определения момента приработки шпиндельного устройства . На заданной частоте вращения обкатывают шпиндельное устройство. Через заданные интервалы времени измеряют контролируемую величину. В момент на ступления стабилизации контролируемой величины прекращают обкатку Далее про изводят охлаждение шпиндельного устрой ства до начальной температуры, после чего производится второй цикл обкатки с измерением контролируемой величины и охлаждением . Сравнивают контролируемый параметр в момент окончания цикла со значением параметра в конце предыдущего цикла обкатки и при уменьшении разности до второго порогового значения прекращают обкатку 3 ил., 1 табл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4602991/08 (22) 09.11.88 (46) 07.10.91. Бюл, O 37 (71) МГТУ им. Н.Э.Баумана (72) В.M,Ïîõìåëüíûõ, В.А.Серенко и

А,Н,Прохоров (53) 621.9.06.002,72(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

ГФ 838494, кл. G 01 М 13/04, 1981. (54) СПОСОБ ОбКАТКИ ШПИНДЕЛЬНОГО

УСТРОЙСТВА МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО

СТАНКА (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обкатке шпиндельных устройств. Цель изобретения — повышение точности определения моИзобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обкатке шпиндельных устройств.

Целью изобретения является повышение точности определения момента.приработки шпиндельного устройства.

На фиг.1 представлена циклограмма работы шпиндельного устройства в соответствии с предлагаемым способом; на фиг.2 и

3 — типовые графики изменения износа подшипников шпиндельного устройства от времени работы.

В результате процесса приработки шпиндельного устройства достигается стабилизация поверхностного слоя дорожек качения подшипниковых опор. Это позволяет обеспечить наилучшие условия эксплуатации шпиндельного устройства. Качество поверхностного слоя дорожек качения под,!Ж,, 1682851 А1 (я)5 G 01 M 13/04, В 23 В 25/06 мента приработки шпиндельного устройства. На заданной частоте вращения обкатывают шпиндельное устройство. Через заданные интервалы времени измеряют контролируемую величину. В момент наступления стабилизации контролируемой величины прекращают обкатку. Далее производят охлаждение шпиндельного устройства до начальной температуры, после чего производится второй цикл. обкатки с измерением контролируемой величины и охлаждением. Сравнивают контролируемый параметр в момент окончания цикла со значением параметра в конце предыдущего цикла обкатки и при уменьшении разности до второго порогового значения прекращают обкатку. 3 ил., 1 табл. шипников характеризуется целым рядом показателей, главными среди которых являются: шероховатость, характер микрорельефа, отклонения формы, волнистость, микротвердость. В процессе обкатки шпиндельного устройства зти показатели меняются.

Их изменения комплексно оцениваются температурой опор или моментом трения шпинделя. Однако выделяющееся тепло изза трения во время обкатки приводит к изменению натяга в подшипниках и, как следствие, к изменению силы трения в них, которая вызывает изменения момента трения и самой температуры опор. Данная обратная связь отрицательно сказывается на определении степени приработки дорожек качения. Это приводит к преждевременному завершению обкатки шпиндельного устройства, т.е. в момент времени, когда дорожки качения еще не приработаны. В предлагаемом способе влияние тепловых деформаций шпиндельного устройства устраняется за счет создания одинаковых начальных тепловых условий каждого цикла обкатки, что создает единую базу для адекватной оценки степени приработки дорожек качения в разные периоды времени по косвенным показателям состояния шпиндельного устройства, В конечном счете, это позволяет производить обкатку до достижения полной приработки поверхностей дорожек качения подшипников и тем самым обеспечить высокое качество шпиндельного устройства, поступающего в эксплуатацию.

Способ реализу}бт следующим образом.

На заданной частоте вращения обкатывают шпиндельное устройство. При этом через заданные интервалы времени (или непрерывно) измеряют контролируемую величину, например температуру нагрева или момент трения. В момент наступления стабилизации контролируемой величины прекращают обкатку. Этот этап, например при контроле момента трения М, представлен на фиг.1 в интервале времени t 0, tcT,, где

t>} — время начала очередного f-го цикла обкатки; t<>} — время выключения вращения шпинделя в!-м цикле обкатки.

Далее производят охлаждение шпиндел ьного устройства до начальной температуры, т.е, температуры, которую имело шпиндельное устройство в момент времени тпо,, причем охлаждение может производиться естественным или искусственным и утем, Как только температура шпиндельного устройства достигнет начального значения, производится второй цикл обкатки с измерением контролируемой величины, причем условия обкатки не должны отличаться от условий предыдущего цикле обкатки. Второй этап обкатки характеризуется интервалов времени t t q. На основании сравнения значений контролируемой величины в момент ее стабилизации Мет для двух этапов обкатки определяется их разность ЬМ по общей формуле

4 М; - Мст} — 1 — Мсц.

Шпиндельное устройство при достижении момента времени }4;тт останавливается и охлаждается до начальной температуры, Далее осуществляется следу.ощий цикл обкатки.

После каждого цикла обкатки сравнивают Ь M} с пороговым значением Л M или с относительным коэффициентом д}. «ЛМ}

ЛМг

Момент окончания приработки шпиндельного устройства определяется по значению, которое принимает д . В первом случае, если градиент д = 1, то приработка

10 шпиндельного устройства произошла и следует прекратить обкатку (фиг,2). Дальнейшая работа шпиндельного устройства будет характеризоваться практически отсутствием износа поверхностей качения, Во втором случае, когда д} > 1, следует осуществить следующий цикл обкатки. Если д}} = д }+}, тогда приработку шпиндельного устройства можно считать законченной и его обкатку следует прекратить. Этот случай соответствует постоянному износу поверхностей качения после приработки (фиг.З).

Если же д}}.> др+}, то приработка шпиндельного устройства не произошла и необходимо продолжить проведение циклов обкатки до достижения указанных условий

Пример, Способ реализуют при обкатке шпиндельного устройства с подшипниками 5-3182124: d= 120 мм, 0 = 180 мм, В = 45 мм (двухрядные роликовые цилиндрические).

На приборе "Импульс" осуществляют контроль комплексного показателя шероховатости поверхности дорожек качения колец подшипников (наружного и внутреннего), а также тел качения.

В таблице приведены примеры осуществления способа.

Из таблицы видно, что при стабилизации температуры в конце циклов (28 С) шероховатость поверхностей также стабилизируется (Кя = 213).

Формула изобретения

Способ обкатки шпиндельного устройства металлорежущего станка при котором задают вращение шпиндельному устройству на рабочей частоте, измеряют контрольный параметр в опорах, определяют первую производную контролируемого параметра через заданный интервал времени в процессе обкатки и при уменьшении производной до порогового значения прекращают цикл обкатки. отличающийся тем, что, с целью повышения качества обкатки, допблнительно после охлаждения шпиндельного устройства до исходной температуры не менее одного раза повторяют упомянутый f682851 цикл обкатки и охлаждения, сравнивают контролируемый параметр в момент окончания цикла со значением параметра в конПоказатели

Гз ) з (4 (5 l 6 ) 1 (у 1 6 1 i" )" i "и (у ((л Г Б

О 15 25 30 35 45 60 70 85 145 230 310 325 340 355 370 390

Парамет р

Время, мии

Температура о нагрева, С

24 30 40 45 50 70 75 75 70 46 30 24 26 28 30 335 335

202 206 209 211 212

157 167 175 182 188 193 19". 202

Охлаклеиие

Обкатка

Продолкеиие таблинь1

Показатели

i (i4 ii (ii (26(о(1 ° (Параметр

ia J 19 20 (21 (ii )

Время, мин 415 435 450 475 495 510 525 535 565 600 615 625 635 640

25 24 26

Температура нагрфва,оC 30 28 27

Z8 Z8

25,5 27 28 28

26,5 24

213 213 213 213

212 213 213

Охлахлеиие

Обкатка — — — — — — - — -1

Обкатка

Охлавдеяие яа ст

Фиг. f

РЕМЯ

Помплексный показатель аероховатости> кя

Состояние апиядельного устройства

Хоиллексный похазатель аероховатости, Кя

Состояние апиндельного устройства це предыдущего цикла обкатки и при уменьшении разности до второго порогового значений прекращают обкатку.

1682851

Износ г i- ° амент — чг —

ЛРЯР Воткя

Физ. 2

3РЕМЯ

0знос

I !

0HE WT

ПРНРАБОТКИ

Фиг Д

ВРЕМЯ

Составитель Ю.Степанов

Техред M,Mîðãåíòàn Корректор М.Шароши

Редактор С,Пекарь

Производстве - нр-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3405 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5