Способ определения качества подшипников

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано преимущественно в подшипниковой промышленности для определения качества подшипников путем измерения радиаль-ного биения.Целью является повышение точности измерения биений оси вращения колец подшипников с приложенной к не-: му осевой нагрузкой. Способ осуществ-• ляют путем измерения биения оси вращения (БОВ) одного из колец с приложенной к нему осевой нагрузкой и сравне-, ния результатов измерения с Эталонными, полученными экспериментальным, путем. Перед измерением БОВ совмещают оси вращения, измерителя, регистрирующего БОВ, и измеряемого коль.аа.лол-- шипНика, а'при измерении БОВ измеритель и кольцо вращают совместно. 8 ил., 1 табл.. -Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано преимущественно в подшипниковой промышленности для определения качества собранных подшипников. .Известен спЬсоб определения качества •подшипников, согласно которому измеряют относительное биение (вибрацию) колец подшипника при вращении и осевой нагрузке, производят разложение этих биений в ряд Фурье . и по амплитудам информационных гармонических составляющих определяют качество подшипника.Однако измеряемые таким способом величины характеризуют только радиальное и осевое биение (вибрацию) дорожки качения'внутреннего кольца относительно наружного, при этом на, результаты измерения накладываются погрешности изготовления дорожки ка-чения наружного кольца, в связи с чём точность этого способа невысока;Наиболее близким к предлагаемому является способ контроля биений^ подшипников качения, реализованный в устройстве, содержащем соосно смонтированные в корпусе шпиндель с опорой для установки внутреннего кольца контролируемого подшипника, воздействующий на наружное кольцо контролируемого подшипника груз с индикаторами и муфту,при этом центры масс груза и поворота наружного кольца подшипника совмещены, груз выполнен чашеобразным, а муфта - в виде охватывающих груз Г-образных' кронштейнов, юарнирно связанных с корпусом, груз снабжен балансировоч-- ными винтами, расположенными по его торцу.^^Чь^оCD00 СО

®$ С О1 М 13/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н 44TOPQNOMV СЕИДЕтегвстам

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПЮ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

11РИ fHHT СССР

t (21) 4627797127 (22) 28. 12.88 (46) 30.01.92.Бюл. и 4 (72) Е.M.Боков, А.А.Зраева, Т.M.Казанцева и Г.И.Розанова (53) 621.822.6(088.8) (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВА

ПОДШИПНИ1(ОВ (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано . преимущественно в подшипниковой промышленности для определения качества подшипников путем измерения радиальИзобретение относится к машиностроению и может быть использовано преимущественно в подшипииковой про" мышленности для определения качества собранных подшипников.

Известен способ определения качества подшипников, согласно которому измеряют относительное биение (вибрацию) колец подшипника при вращении и осевой нагрузке, производят разложение этих биений в ряд фурье . и по амплитудам информационных гармонических составляющих определяют качество подшипника.

Однако измеряемые- таким способом величины характеризуют только ради альное и осевое биение (вибрацию) дорожки качения внутреннего кольца относительно наружного, при этом на результаты измерения накладываются погрешности изготовления дорожки ка„,Я0„„1709189 A 1

2 ного биения. Целью является повышение точности измерения биений оси вращения колец подшипников с приложенной к не-. му осевой нагрузкой. Способ осуществ": ляют путем измерения биения оси вращения (БОВ) одного иэ -колец с приложенной к нему осевой нагрузкой и сравнения результатов измерения с Эталонными, полученными экспериментальным. путем, Перед измерением БОВ совмещают оси вращения,. измерителя, регистри" рующего БОВ, и измеряемого кольуа f10+".шипника, а при измерении БОВ измеритель и кольцо вращают совместно.

8 ил., 1 табл. чения наружного кольца, в связи с . Я чем точность этого способа невысока.

Наиболее близким к предлагаемоФ® ь му является способ контроля биений, подшипников качения, реализованный в устройстве, содержащем соосно C смонтированные в корпусе шпиндель с опорой для установки внутреннего 00 кольца контролируемого подшипника, воздействующий на наружное кольцо контролируемого подшипника груз с индикаторами и муфту,при этом центры масс груза и поворота наружного кольца подшипника совмещены, груз вы- ) в полнен чашеобразным, а муфта - a ви- 1, де охватывающих груз Г-образных кронштейнов, шарнирно связанных с корпусом, груз снабжен балансировочными винтами, расположенными по его торцу.

1709189

Однако на измеряемую величину радиального и осевого биения дорожек качения колец подшипника накладывают-. ся погрешности изготовления базирую" . щей поверхности колец, т.е. все ви5 ды отклонений .формы которой, контактируя со щупом преобразователя, передаются на измерительные устройства, снижая точность измерения. 10

Целью изобретения является повы" шение точности измерения биений оси вращения колец собранных подшипников с приложенной к нему осевой нагрузкой и определение качества подшип- 15 ников, Поставленная цель достигается тем, что .согласно предлагаемому способу измерения биения оси вращения одного иэ колец с,приложенной к нему осевой нагрузкой и сравнением результатов измерения с эталонными, полученными экспериментальным путем, совмещают оси вращения измерителя и измеряемого кольца, а при измерении биения 25 измеритель и кольцо вращают совместно. При использовании разложения этих биений в ряд Фурье с выделением,амплитуд информационных гармонических составляющих исключают первую гармо- 30 ническую -составляющую, так как она характеризует только погрешность от несоосности оси контролируемого кольца подшипника и оси враЩения шпинделя, а по значениям гармонических составляющих с -использованием зависимос" З5 ти биений оси вращения от параметров подшипника судят о качестве изготовления подвижников.

Согласно изобретению ось вращения измеряемого собранного подшипника

40 совмещают с теоретической осью вращения, реализованной прецизионным вращением шпинделя приоора,.:у которого радиальное биейие не::более 0;025 мкм, 45 что ::допустимо:мало -для-:контролируемой ,.величины,- а ;:при":измерении биения из.меритель и кевацо вращают:-совместно. ,Ha, tIIèt ..1 ., èâîáðàæåHà .ñõåèà устройства, реализуецаго предлагаемый способ при:.измерении радиальиого биейия; 50 оои вращения наэужйого кольца собранного-подйипйикй; на фиг.2 - вид

А и разрез Б-Б на фиг.1;,на фиг.3 схема измерения радиального биения

55 оси вращения наружного кольца собранного шарикоподшипника; на -фиг.4схема измерения,осевого биения оси i вращения наружного кольца собранного шарикоподшипника; на фиг.5 - схема измерения биения оси вращения внутреннего кольца собранного подшипника с приложенной к нему осевой нагрузкой; на фиг.6 - схема измерения радиального биения оси вращения наружного кольца собранного подшипника при имеющейся разностенности внутреннего кольца, которую устраняют при совмещении оси вращения измерителя, регистрирующего биение оси вращения, и измеряемого кольца подшипника, а при измерении биения оси вращения измеритель и кольцо вращают совместно; на фиг.7 схема измерения радиального биения оси вращения наружного кольца собранного подшипника при имеющейся разностенности внутреннего кольца, которая .влияет на показания измерителя (а< и а - наибольшее и наименьшее расстояния в радиальном;направлении от середины дорожки качения внутреннего кольца до внутренней ци" линдрической поверхности); на фиг.8- профилограмма радиальной траектории биения оси вращения за три различных оборота кольца.

Устройство для реализации способа состоит иэ корпуса 1, базируемого по наружному диаметру в магнитной призме 2, с расположенйой в нем оправкой 3, на которую по отверстйю внутреннего кольца базируют контролируемый подшипник 4, по наружному диаметру и торцу наружного кольца которого базируется груз 5 для создания осевой нагрузки на подшипник 4. Кроме того, устройство содержит поводок

6, входящий в паз груза 5 и закрепленный на кронштейне 7,;, который с помощью, винтов присоединен к торцу измерителя 8, передающего вращение от шпинделя б прибора одновременно грузу 5 .и щупу 10, который также соеди- . нен с измерителем 8, при этом оси .щупа 10 и поводка 6 располагают в одной плоскости и с одной стороны груза 5.

Согласно изобретению на установленную в корпус 1 оправку 3 по отверстию внутреннего кольца базируют контролируемый подшипник 4, посадоч- ный диаметр которой обработан с допуском 0,01 мм, допуском перпендикулярности 0,003 им, допуском со". осности 0,001 мм.

Груз 5 чашеобраэной формы с отверстием, диаметр которого равен х Д зазора (2) 5 1709189 6 наружному диаметру наружного кольца 0сь поводка 6 и щупа 10 располоконтролируемого подшипника 4, обрабо- - жены в одной плоскости и с одной сто- тан с .допуском 0,010 мм, допуском Роны устройства.. перпендикулярности 0,002 мм, бази- От шпинделя 9 прибора вращение соруют по торцу и наружному диаметру

5 общается измерителю 9 со щупом 10 кольца, чем исключают опрокидываю- и с помощью поводка 6 грузу 5 коЮ

У щии момент.: торый за счет трения внутреннего

Максимальный опрокидывающий мо- орЧ руза и торца кольца, а также мент наружного кольца контролируемо- 10 поверхностей внутреннего его диаметра го подшипника определяют по формуле отверстия груза и наружн

Ружного диаметра нарУжного кольца контролируемого под-р шипника, вращает совместно со шпинЬ " макс ---- х зЫ х

Ь иар.маца 2 делем 9 прибора наружное кольцо измеряемого подшипника 4, исключая этим влияние погрешности формы баэирующей поверхности на величину биения, так как шуп 10 наконечника, измерителя 8 где Рг - вес груза, кГ; не ощупывает все неровности - откло- угол контакта наружного 20 нениЯ фоРмы этой поверхности, как при кольца контролируемого ВраЩЕНИИ КОЛЬЧа ОтНОСИтЕЛЬНО НЕПОДподшипника; вижного щупа измерителя файф, - Радиальный зазор в подшип- Лля измерения осевого биения нике. оси вращения колец подшипников щуп

Осе величины малы, поэтому опроки- 5 1О измерителя 8 должен вэанмодейстющий момент наружного кольца вовать с тоРЧом гРУза 5 или тоРЦом стремится к нулю. контролируемого кольца (фиг. 4)

Иаксимальный момент груза опреде- 3а величину биения оси вращения ляется по формуле кольца собранного подшипника Д при"

g0 нимают величину (рассеяние) максималь"

«Р » ной Размытости записи q на диаг" масс .ц . -- - x 2К)», рамме радиальной траектории биения оси вращения за три оборота кольца с учетом масштабного коэффициента q, вес груза кГ. З5 зависящего от выбРанного при записи к - радиус дорожки качения на-. вертикального увеличения (фиг.8), ружного кольца в угле кон- т е ° такта.

Груз опрокидывается, если опрокидывающий момент больше момента груза, 40 Йр = Чма ° Ч э т.е. при 68ма> 7 И, но по фор- мулам (1) и (2) видно, что ЬИ „ Точность оси вРащениЯ ЯвлЯетсЯ ноРзначительно меньше И г, следовательно, мируемым параметром для подшипников

Ф э в э опрокидывающии„момент наружного коль- применяемых в гироскопах, в блоках . ца не влияет на результат измерения 45 видеоголовок видеомагнитофона и в биения колец подшипников. . шпинделях накопителей на жестких магСобранный таким образом узел бази- нитных дисках. руют по наружному диаметру корпуса 1, Если измеренная величина биения изготовленного по второму классу точ- оси враЩенив пРевышает ноРмиРУемые ности с допуском О,О! мм в магнитйой .50 На этот параметр величины. призме 2,.устанавливаемой на столе лонные, полученные экспериментальным прибора. путем, то с помощью анализов, привеВ паз груза 5 вводят до соприкос- денных в примере выполнения способа, новения со стенками паза поводок 6, можно определить качество подшипника а щуп 10 - до контакта с наружным и установить причины повышенной ве- .

55 диаметром контролируемого подшипни-, . личины биений оси вращения..Такой ка 4 в плоскости, проходящей через -; . . контроль позволяет производить анацентр поворота,наружного кольца под- лиз качества подшипников и предъявшипника. лять обоснованные требования к техно1709189

0,3

0,35

g,2

0,1

0,25

0,2 0,3

0,15

6

1 3

1,0

1,0

1,0

«н» логии их изготовления при нормируе- биения оси вращения за три различных . мых выходных параметрах. оборота кольца собранного .подшипника,(- Пример. Производили измерения Умноженной на масштабный коэффициент, биений оси вращения наружных колец 5 зависящий от выбранного вертикального собранных промытых и смазанных ра- увеличения при записи. диально-упорных. шариковых подшипни- Результаты измерений биения оси ков типа 1006096, у которых наружный вращения наружного кольца 20 шт. поддиаметр наружного копьца 15 мм,внут- шипников сведены. в таблицу. ренний диаметр внутреннего кольца .

Ь мм, ширина колец.5 мм Для этого Из таблицы видно, что l7 подшип -"

:. подшипник уствнавливалй на оправку 3„ ников оказались годными с допуском, жестко закрепленную в корпусе 1, по радиальному биению оси вращения который. крепился в призму магнитно- 0,35 мкм и осевому биению 1,3 мкм и го приспособления 2, Груз 5 с двумя! 15 3 подшипника забракованы, так как симметричными пазами для поводка ус-: пРевышают эталонные величины, принятанавливали по наружному диаметру и: тые как допуск на.изготовление подторцу наружного кольца. По диаметру шипников. оправки $ производили предваритель- Вследствие использования предланое центрирование всей Установки от-" 20 гаемого способа получают более точ.йосительно вращения шпинделя. Затем ную картину влияния качества изготов-, закрепляли кронштейн 7 с поводком 6 ления колец и шариков на биение. Йа измерителе 8. Измеритель 8 с по- Подшипники качественно улучшаются, по-водком 6, и наконечником 10 подводил- вышается процент выхода годных подся к грузу 5 и подшипнику 4, при 25 шипников на 0,06. этом поводок 6 вводили в паз груза .5: до касания era стенками паза, а нако- ф о Р и У л а и з о б р е т е н и я нечник 10 - до касания с наружной поверхностью наружного кольца контроли-. :Способ определения качества подруемого подшипника. Затем производи- )0 шипников, заключающийся в,том, что ли окончательное центрирование и за- нагружают подшипник осевой нагрузпись трех биений оси вращения наруж- . кой измеряют биение оси вращения ного кольца. за три различных оборота одного из колец и, сравнивая резульподшипника на одной профилограмме. - : таты йзмерения с эталонными, полученИзмерение биения оси вращения про"; 5 ными экспериментальным путем, onpe- / водили . на приборе "Талиронд" с фильт- деляют качество подшипника, о т л иром "Normal" с диапазоном пропуска- ч а ю шийся тем, что, с целью ния 1"500 неровностей на оборот. повышения точности измерения, перед

Биение оси вращения кольца собран" измеРением. биения. совмещают оси враного. подшипника определялось величи" 40 щения йзмеРмтеля и измеряемого кольца, ной максимальной размытости записи а йри. измерении; биения измеритель и . на.диаграмме радиальной траектории, кольцо вращают совместно. .»««« »» МВ ° М«««««в« Опыт Биение оси вращения, мкм . Примечание, Радиальное Осевое .

1 ««»«М»»«в»»«««»»»»(й"Ъй«« — и%К.г-1 1,2 Годный .

1,2 и, 10

1709189

Опыт . Биение оси вращения, мкм

Примечание

9 . 0,35

«I I»

0 3

r ll

1,О цн»

« l l»

1,0

1,2

1,2

1,1

«I I»

« I I»

«н»

«11»

1,0

1,6

Брам

1,4

«11»

19.

1,2

1,0

Годный

»«»«

«»«»«

13

14

15 . 16

17.

Радиальное Осевое

0,25

0,2

0,15

0,35

0,25

0,3

0,5

0,45

0,4 а,г

BudA

1709 1 8 9

1709189

1709189

Фиг.д

Заказ а «И аЯИ„ ., Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР

113035,. Москва, Ж-35, — Рауаская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент-", г. Ужгород, ул. Гагарина 101

Составитель Е.Боков

Редактор Т.Лазаренко Техред A.Êð ðùù

Корректор Л. Пилипенко