Способ контроля размеров дорожек качения колец двухрядных и однорядных радиально-упорных шарикоподшипников

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к производству радиально-упорных подшипников. Способ контроля размеров дорожек качения колец двухрядных и однорядных радиально-упорных шарикоподшипников заключается в том, что в наружных и внутренних кольцах контролируют шаблоном радиус кривизны поверхности желоба дорожки качения, измеряют в произвольном осевом сечении кольца отклонения комплектовочного размера P вдоль прямых, составляющих с перпендикулярами к оси кольца углы контакта в шарикоподшипнике, и диаметра желоба Dж дорожки качения от номинальных величин, результаты измерения преобразуют в параметр f, характеризующий смещение линий контакта в кольцах по формуле f = (Dжctg-P/sin)K, где K = 1 для двухрядного кольца, K = 0,5 для однорядного кольца, и сравнивают его с допускаемыми значениями. Технический результат - повышение точности измерения в кольцах смещения линии контакта и в упрощении способа измерения. 4 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к контролю размеров деталей подшипников на операциях обработки дорожек качения.

Известен способ контроля размеров рабочих поверхностей колец двухрядных радиально-упорных шарикоподшипников (патент RU N 2085842, кл. G 01 B 21/20, F 16 C 43/04, Бюл. N 21, 1997 г.), заключающийся в том, что измеряют радиус кривизны поверхности желоба, затем в произвольном осевом сечении кольца измеряют диаметр d желоба и сумму расстояний P от оси кольца до образующих желоба, которые измерены по линиям, размещенным под углом контакта в подшипнике, вычисляют отклонения диаметра d и суммы расстояний P от номинальных значений, вычисляют параметр f по формуле: f = P-dcos, где f - смещение линии контакта, и сравнивают его с допускаемыми значениями.

В наружном кольце: - сумма расстояний Pн от оси кольца до образующих желоба Pн= Dжcos+2R(1-cos)-Lжsin, - отклонение суммы расстояний P от номинальной величины Pн= Dжcos+2R(1-cos)-Lжsin, (1) - смещение линий контакта fн= Pн-Dжcos= -Lжsin+2R(1-cos), (2)
где Dж - диаметр желоба дорожки качения,
R - радиус кривизны поверхности желоба,
Lж - расстояние между желобами.

Так как выражение (2) показывает, что знак смещения линии контакта будет противоположным действительному, то погрешность измерения отклонения расстояния Lk между линиями контакта будет определяться выражением
ПLk= (-1)fн-Lk.
Так как
Lk= Lж-2Rsin, (3)
то

Во внутреннем кольце:
- сумма расстояний Pв от оси кольца до образующих желоба
Pв= dжcos-2r(1-cos)-2lжsin,
- отклонение суммы расстояний Pв от номинальной величины
Pв= dжcos-2r(1-cos)-2lжsin, (5)
- смещение линии контакта
fн= Pв-dжcos = -2lжsin-2r(1-cos), (6)
где dж - диаметр желоба дорожки качения,
r - радиус кривизны поверхности желоба,
lж - расстояние между базовым торцом и осевым положением желоба.

Так как выражение (6) показывает, что знак смещения линий контакта будет противоположным действительному, то погрешность измерения отклонения расстояния lk между линией контакта и базовым торцом будет определяться выражением
Пlk= (-1)0,5fн-lk.
Так как
lk= lж+rsin, (7)
то

При угле контакта = 36o в подшипнике будем иметь
(cos+sin-1) = 0,396;(1-sin) = 0,413,


Из выражений (9) и (10) следует, что, например, при Lж = 0,04 мм; lж = 0,02; R = r = 0,04 мм максимальная погрешность полученных Lk и lk будет
ПLk = 0,4 (2 0,04 + 0,04) = 0,048 мм,
Пlk = -0,4 (0,04+0,02) = 0,024 мм,
погрешность полученных Lk и lk при R = 0; r = 0; будет:
ПLk = -0,040,04 = 0,016 мм,
Пlk = -0,040,02 = 0,008 мм.

Таким образом, недостатком способа измерения по патенту RU N 2085842 является очень большая погрешность измерения в кольцах смещения линий контакта, несоответствующий действительному знак смещения линий контакта и наличие действий: измерение радиуса кривизны поверхности желоба, диаметра желоба дорожки качения, суммы расстояний P от оси кольца до образующей желоба вдоль луча угла контакта и вычисление отклонений этих величин от номинальных значений.

Технической задачей изобретения является повышение точности измерения в кольцах радиально-упорных подшипников смещения линий контакта и упрощение способа измерения.

Для достижения данного технического результата в способе контроля размеров дорожек качения колец двухрядных и однорядных радиально-упорных шарикоподшипников, контролируют шаблоном радиус кривизны поверхности желоба дорожки качения, измеряют отклонения комплектовочного размера P вдоль прямых, составляющих с перпендикулярами к оси кольца углы контакта в подшипнике, и диаметра желоба Dж дорожки качения от номинальных величин, результаты измерения преобразуют в параметр f, характеризующий смещение линий контакта в кольцах по формуле
fн= (Dжctg-Pн/sin)K, (11)
где K = 1 для двухрядного кольца;
K = 0,5 для однорядного кольца,
и сравнивают его с допускаемыми значениями.

Технический результат изобретения:
- повышение точности измерения достигается за счет вычисления параметра, характеризующего смещение линий контакта в кольцах, по иным формулам;
- упрощение способа измерения достигается за счет измерения в кольцах отклонений от номинальных величин диаметра желоба дорожки качения и комплектовочного размера.

Предлагаемый способ поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображена схема способа измерения наружного кольца, на фиг. 2 - размерная цепь измеряемых отклонений размеров в наружном кольце, на фиг. 3 - схема способа измерения внутреннего кольца, на фиг. 4 - размерная цепь измеряемых отклонений размеров во внутреннем кольце.

Способ измерения наружного двухрядного кольца (см. фиг. 1) заключается в том, что кольцо 1 базируют торцом и наружной цилиндрической поверхностью на неподвижные опоры и так как в наружном двухрядном кольце шлифуют одновременно две дорожки качения для получения разноразмерности их диаметров и радиусов кривизны поверхности желобов не более 0,005 мм, то отклонения диаметра желобов дорожек качения измеряют измерительными устройствами 3 (A и B), отклонение комплектовочного размера кольца измеряют измерительными устройствами 4 (C и E) вдоль (см. фиг. 2) прямых (O1K3), составляющих с перпендикулярами (O1N2) к оси кольца углы контакта 0, в блоке 5 суммируются сигналы измерительных устройств 3 (A + B), в блоке 6 суммируются сигналы измерительных устройств 4 (C + E), в блоке 7 алгебраически суммируются сигналы с блоков 5 и 6, причем сигнал с блока 5 с коэффициентом передачи, пропорциональным ctg 0, а сигнал с блока 6 с коэффициентом передачи, пропорциональным минуc 1/sin0. Индикатор 8 показывает величину и знак смещения линии контакта, индикатор 9 показывает величину и знак отклонения диаметра желоба дорожки качения измеряемого кольца.

На фиг. 1 и 2 обозначены в наружном кольце:
0 - номинальный угол контакта шариков с дорожками качения колец в подшипнике;
Dж0, Dж - номинальный и возможный диаметр желоба дорожки качения;
Lж0, Lж - номинальное и возможное расстояние между желобами;
D, Dk - номинальный и возможный диаметр дорожки качения в сечении, соответствующем номинальному углу контакта (диаметр линии контакта);
Lk0, Lk - номинальное и возможное расстояние между сечениями, соответствующими номинальному углу контакта (расстояние между линиями контакта);
R - радиус кривизны поверхности желоба;
R - отклонение радиуса кривизны поверхности желоба;
Dж - отклонение диаметра желоба дорожки качения;
Dk - отклонение диаметра линии контакта;
Lk - отклонение расстояния между линиями контакта;
P - отклонение комплектовочного размера.

На фиг. 2 изображены в кольце профиль желоба дорожки качения с номинальными размерами сплошной линией и с отклонениями размеров - прерывистой линией.

На фиг. 2 видно, что измеряемый устройством A размер 0,5 (Dж - Dж0) = 0,5 Dж равен расстоянию между точками N1N2 и измеряемый устройством C размер 0,5 P равен расстоянию между точками K1K3.

Из треугольников K1K3K5 и К2К4К5 следует, что

Так как К1K4 = 0,5 (Dк - Dк0); K2K4 = 0,5 (Lк0 - Lк),
то
0,5P = 0,5(Dk-Dk0)cos0+0,5(Lk0-Lk)sin0.
Так как в блоке 6 (см. фиг. 1) выполняется операция C + E, то в наружном кольце
Pн= Dkcos0-Lksin0. (12)
Но так как
Dk= Dж-2R(1-cos0), (13)
то
Pн= Dжcos0-2R(1-cos0)cos0-Lksin0 (14)
Так как в блоке 5 (см. фиг. 1) выполняется операция A + B, то на выходе блока 7 будет сигнал смещения линии контакта

знак которого соответствует действительному.

Способ измерения наружного однорядного кольца, которое является половиной двухрядного, заключается в том, что кольцо базируют базовым торцом и наружной цилиндрической поверхностью на неподвижные опоры и измеряют отклонения диаметра желоба дорожки качения измерительными устройствами (см. фиг. 1) 3 (A и B), отклонение комплектовочного размера измерительными устройствами 4 (C и E) вдоль (см. фиг. 2) прямых (O1K3), составляющих с перпендикуляром (O1N2) к оси кольца углы контакта 0, в блоке 5 суммируются сигналы измерительных устройств 3 (A + B), в блоке 6 суммируются сигналы измерительных устройств 4 (C + E), в блоке 7 алгебраически суммируются сигналы с блоков 5 и 6, причем сигнал с блока 5 с коэффициентом передачи, пропорциональным 0,5 ctg 0, а сигнал с блока 6 с коэффициентом передачи, пропорциональным минус 0,5/sin 0.
Отклонение комплектовочного размера наружного однорядного кольца будет определяться выражением
Pн= Dkcos0-2lksin0, (16)
где lk - отклонение расстояния между базовым торцом и линией контакта.

Выражение (16) с учетом выражения (13) примет вид

На выходе блока 7 будет сигнал смещения линии контакта в наружном однорядном кольце

знак которого соответствуют действительному.

Способ измерения внутреннего однорядного кольца (см. фиг. 3) заключается в том, что кольцо 2 базируют базовым торцом и наружной цилиндрической поверхностью на неподвижные опоры и измеряют отклонение диаметра желоба дорожки качения измерительными устройствами 3 (A и B), отклонение комплектовочного размера кольца измеряют измерительными устройствами 4 (C и E) вдоль (см. фиг. 4) прямых (O1K3), составляющих с перпендикуляром (O1N2) к оси кольца угол контакта 0, в блоке 5 суммируются сигналы измерительных устройств 3 (A + B), в блоке 6 суммируются сигналы измерительных устройств 4 (C + E), в блоке 7 алгебраически суммируются сигналы с блоков 5 и 6, причем сигнал с блока 5 с коэффициентом передачи, пропорциональным 0,5ctg 0, a сигнал с блока 6 с коэффициентом передачи, пропорциональным минус 0,5/sin 0.
Индикатор 8 показывает величину и знак смещения линии контакта, индикатор 9 показывает величину и знак отклонения диаметра желоба дорожки качения измеряемого кольца.

На фиг. 3 и 4 обозначены во внутреннем кольце:
0 - номинальный угол контакта шариков с дорожками качения колец в подшипнике;
dж0, dж - номинальный и возможный диаметр желоба дорожки качения;
lж0, lж - номинальное и возможное расстояние между базовым торцом и желобом дорожки качения;
dk0, dk - номинальный и возможный диаметр дорожки качения в сечении, соответствующем номинальному углу контакта (диаметр линии контакта);
lk0, lk - номинальное и возможное расстояние между базовыми торцом и сечением, соответствующим номинальному углу контакта (между базовым торцом и линией контакта);
r - радиус кривизны поверхности желоба;
r - отклонение радиуса кривизны поверхности желоба;
dж - отклонение диаметра желоба дорожки качения;
lж - отклонение расстояния между базовым торцом и желобом дорожки качения;
dk - отклонение диаметра линии контакта;
lk - отклонение расстояния между линией контакта и базовым торцом;
P - отклонение комплектовочного размера.

На фиг. 4 изображен в кольце профиль желоба дорожки качения с номинальными размерами сплошной линией и с отклонениями размеров - прерывистой линией.

На фиг. 4 видно, что измеряемый устройством A размер 0,5 (dж0 - dж) равен расстоянию между точками N1N2 и измеряемый устройством C размер 0,5 P равен расстоянию между точками К1К3.

Из треугольников K1K3K5 и К2К4К5 следует, что

Так как K1K4 = 0,5 (dk0 - dk); К2К4 = 0,5(lk - lk0), то
0,5P = 0,5(dk0-dk)cos0+0,5(lk-lk0)sin0.
Так как в блоке 6 (см. фиг. 3) выполняется операция C + E, то
Pв= dkcos0-2lksin0 (19)
Но так как
dk= dж+2r(1-cos0), (20)
то

Так как в блоке 5 (см. фиг. 3) выполняется операция A + B, то на выходе блока 7 будет сигнал смещения линии контакта

знак которого соответствует действительному.

Перед началом измерений колец настраивают показания индикаторов 8 и 9 на "ноль" при измерении образцовой детали, имеющей номинальные размеры радиуса кривизны поверхности желоба, диаметр желоба дорожек качения, расстояния в наружном двухрядном кольце между сечениями, в наружном однорядном между базовым торцом и сечением, во внутреннем кольце между базовым торцом и сечением, которые соответствуют номинальному углу контакта шариков с дорожками качения колец в подшипнике.

Погрешность измерения смещения линий контакта:
- в наружном кольце

- во внутреннем кольце

При угле контакта 0 = 36o будем иметь
(1-cos0)ctg0= 0,262.
Максимальная погрешность при R = r = 0,04 мм;
ПLk= 2 0,04 0,262 = 0,021 мм;
Пlk= -0,04 0,262 = 0,010 мм.


Формула изобретения

Способ контроля размеров дорожек качения колец двухрядных и однорядных подшипников, состоящий в измерении параметров, характеризующих поверхности контакта шариков с дорожками качения наружного и внутреннего колец подшипника, контроле шаблоном радиуса кривизны поверхности желоба дорожки качения колец, отличающийся тем, что измеряют в произвольном осевом сечении кольца отклонения комплектовочного размера P вдоль прямых, составляющих с перпендикулярами к оси кольца углы контакта в шарикоподшипнике, и диаметра желоба Dж дорожки качения от номинальных величин, результаты измерения преобразуют в параметр f, характеризующий смещение линий контакта в кольцах по формуле
f = (Dжctg-P/sin)K
где К = 1 для двухрядного кольца;
К = 0,5 для однорядного кольца,
и сравнивают с допускаемыми значениями.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля качества поверхностей деталей

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к способам получения результатов экспериментальных исследований поверхности шеек коленвала и их вкладышей

Изобретение относится к измерительной технике и может быть преимущественно использовано для диагностирования макрогеометрии дорожек качения колец подшипников

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля качества дорожек качения, диагностирования поверхностей качения колец подшипников

Изобретение относится к измерительной технике

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для диагностирования поверхностей качения колец подшипников

Изобретение относится к способам и средствам для проведения диагностики технического состояния машин на основе измерения и изучения данных вибрации, а конкретно к способам установки вибропреобразователя, и может быть использован в составе систем компьютерного мониторинга

Изобретение относится к области испытательной техники

Изобретение относится к области средств вибродиагностики машин, а конкретно, к устройствам для крепления вибропреобразователя, может быть использовано в системах вибродиагностики для долговременного наблюдения за техническим состоянием машин

Изобретение относится к подшипниковой промышленности и может быть использовано преимущественно для контроля готовых изделий с целью определения качества изготовления путем анализа измеряемых характеристик

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к производству радиально-упорных шарикоподшипников

Изобретение относится к машиностроению

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способам селективной сборки подшипников качения, например радиально-упорных двухрядных шарикоподшипников, и может быть использовано в подшипниковой промышленности

Изобретение относится к машиностроению, а именно к технологическим операциям комплектования подшипников кольцами и телами качения перед операцией сборки

Изобретение относится к машиностроению, а именно к операциям комплектования изделий типа подшипников качения перед их сборкой

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в подшипниковой промышленности при производстве подшипников качения приборной группы

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к контролю размеров деталей подшипников на операциях обработки рабочих поверхностей

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к комплектованию деталей для сборки подшипников качения

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при ремонте роликовых подшипников

Изобретение относится к машиностроению, в частности к производству радиально-упорных подшипников

Наверх