Способ контроля геометрических параметров вкладышей подшипников

Изобретение может быть использовано для контроля параметров вкладышей подшипников непосредственно в процессе их изготовления. Способ ведут на вертикально-протяжном станке в процессе протягивания плоскостей разъема вкладыша. Контроль необходимых параметров осуществляют в гнезде с диаметром посадочной поверхности, равным номинальному диаметру отверстия под вкладыш. При измерении высоты вкладыша контрольную нагрузку прикладывают к поверхности разъема вкладыша. Измерение отклонения от параллельности поверхностей разъема вкладыша относительно образующей наружной цилиндрической поверхности ведут посредством двух измерительных приборов в середине толщины вкладыша по поверхности разъема на расстоянии 2,5 мм от торца и уса вкладыша. Непараллельность определяют разностью показаний измерительных приборов. Прилегание образующей поверхности вкладыша к рабочей поверхности гнезда контролируют посредством двух индуктивных преобразователей перемещений, установленных в контрольном гнезде. При контроле высоты и упомянутого отклонения от параллельности измерительные приборы устанавливают на рабочих салазках вертикально-протяжного станка. Изобретение позволяет повысить производительность процесса измерения. 4 ил.

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля параметров вкладышей подшипников непосредственно в процессе их изготовления.

Известно устройство для контроля параметров вкладыша подшипника (А.С. №1629735, G 01 В 5/02, 1991 г.), содержащее основание, размещенный на нем базовый элемент с гнездом для контролируемого вкладыша, механизм перемещения базового элемента и измерительный механизм, базовый элемент выполнен в виде рычага, один конец которого шарнирно соединен с основанием, а другой - с механизмом перемещения, измерительный механизм выполнен в виде двух закрепленных на рычаге и симметрично расположенных относительно гнезда измерителей, в основании со стороны шарнира выполнены поперечный паз и два осевых отверстия, устройство снабжено двумя размещенными в соответствующих отверстиях штифтами, которые, в свою очередь, помещены в пазу соосно с пружинами, и размещенной между штифтами и пружинами пластиной, взаимодействующей с наконечником одного из измерителей, а наконечник другого измерителя предназначен для взаимодействия с основанием.

Однако в данном устройстве не производится контроль прилегания наружной поверхности вкладыша к рабочей поверхности гнезда, что в итоге существенно влияет на показания измерителей. Кроме того, известное устройство не позволяет осуществлять контроль геометрических параметров вкладышей в процессе их изготовления.

За ближайший аналог принят способ контроля геометрических параметров вкладышей подшипников, сущность основных операций которого изложена в методиках (МИ 207.02-93. МИ 207.05-93 и МИ 207.06-93 ОАО “Завод подшипников скольжения” г.Тамбов), заключающихся в измерении высоты вкладышей в контрольном гнезде с диаметром посадочной поверхности, равной номинальному диаметру отверстия под вкладыш при приложении контрольной нагрузки к одной из поверхностей разъема вкладыша, при этом другая поверхность разъема должна упираться в неподвижный упор приспособления, измерение отклонения от параллельности поверхностей разъема вкладыша относительно образующей наружной цилиндрической поверхности производится в том же приспособлении, что и высота вкладыша, двумя измерительными приборами, смонтированными в неподвижном упоре, причем измерение производится в середине толщины вкладыша по поверхности разъема на расстоянии 2,5 мм от торца и уса вкладыша, а непараллельность определяется разностью показаний двух индикаторов, контроль прилегания наружной поверхности вкладышей производится по слою краски в том же контрольном гнезде, что и высота вкладыша, а реализация осуществляется на основе устройства (пресс контрольный модели К9.2281800.000 Россия, Проммашэкспорт), содержащего станину, пневматический цилиндр в сборе, корпус, стабилизатор давления с фильтром, распределительный кран, выталкиватель, ось, прижимную неподвижную планку, контрольное гнездо, индикатор контроля высоты, индикаторы контроля непараллельности плоскости разъема.

Недостатком данного устройства и методик измерения является контроль прилегания образующей поверхности вкладыша к рабочей поверхности гнезда по слою краски, что снижает производительность контроля. Кроме того, существенным недостатком ближайшего аналога является то, что контроль геометрических параметров вкладышей осуществляется не в процессе их изготовления, а с использованием выносных средств контроля.

Технический результат - повышение производительности и профилактика брака путем измерения геометрических параметров вкладышей непосредственно на вертикально-протяжном станке в процессе протягивания плоскостей разъема вкладышей.

Технический результат достигается тем, что способ контроля геометрических параметров вкладышей подшипников, заключающийся в измерении высоты вкладышей в контрольном гнезде с диаметром посадочной поверхности, равной номинальному диаметру отверстия под вкладыш при приложении контрольной нагрузки к одной из поверхностей разъема вкладыша, при этом другая поверхность разъема должна упираться в неподвижный упор приспособления, измерение отклонения от параллельности поверхностей разъема вкладыша относительно образующей наружной цилиндрической поверхности производится в том же приспособлении, что и высота вкладыша, двумя измерительными приборами, смонтированными в неподвижном упоре, причем измерение производится в середине толщины вкладыша по поверхности разъема на расстоянии 2,5 мм от торца и уса вкладыша, а непараллельность определяется разностью показаний двух индикаторов, контроль прилегания наружной поверхности вкладышей производится в том же контрольном гнезде, что и высота вкладыша, контроль осуществляют непосредственно на вертикально-протяжном станке в процессе протягивания плоскостей разъема вкладышей, причем контролируется прилегание образующей поверхности вкладыша к рабочей поверхности гнезда с помощью двух индуктивных преобразователей перемещений, установленных в контрольном гнезде по образующей на расстоянии 2,5 мм от каждого торца вкладыша, а отклонения высоты вкладышей и непараллельность плоскостей разъема вкладышей относительно образующей наружной цилиндрической поверхности контролируется двумя бесконтактными индуктивными датчиками, установленными на рабочих салазках вертикально-протяжного станка.

На фиг.1 показано расположение составных частей вертикально-протяжного станка.

На фиг.2 показано контрольное гнездо с вкладышем.

На фиг.3 показана схема расположения датчиков.

На фиг.4 - схема системы контроля геометрических параметров вкладышей подшипников.

Общая компоновка вертикально-протяжного станка включает вертикально установленную на основании 1 станину 2, жестко скрепленную двумя штангами со столом 3 и гидроцилиндром зажима 4. На верхней части станины 2 закреплен рабочий гидроцилиндр 5, связанный штоком с рабочими салазками 6, пульт управления 7, механизм автоматической выгрузки обработанных деталей 8. К нижней части станины смонтирован механизм загрузки 9.

Обработка вкладышей на станке производится при поступательном перемещении вниз рабочих салазок, несущих режущий инструмент - протяжки 17 и 18 (фиг.2), относительно вкладыша, сбалансированного и зажатого в гнезде неподвижного стола, жестко закрепленного на штангах станины. Загрузка, выравнивание припуска на обработку, зажим, протягивание, выгрузка и укладка обработанных вкладышей выполняется автоматически.

Система контроля (фиг.4) содержит программно управляемые по частоте и амплитуде генераторы 19 и 20 синусоидального тока, питающие датчики 10, 11, 12 и 13, а также коммутаторы 21 и 22 для подключения соответственно датчиков 10, 11 и датчиков 12, 13 к усилителям 23 и 24 с программно изменяемыми коэффициентами усиления, выходы которых через коммутатор 25 поочередно подключаются ко входу аналого-цифрового преобразователя 26. Информация с выхода аналого-цифрового преобразователя поступает в микропроцессорное устройство 27, где обрабатывается по заданным программам и выдается на внешнее устройство 28 для отображении и для управления работой вертикально-протяжного станка. Микропроцессорное устройство управляет также работой генераторов, усилителей, коммутаторов и аналого-цифрового преобразователя.

Сущность способа заключается в следующем.

В режиме наладки настраивают измерительные приборы 10, 11, 12 и 13 по эталонному вкладышу (фиг.2, 3), для чего укладывают в контрольном гнезде 16 эталонный вкладыш, который выравнивается двумя толкателями и зажимается прижимом 15 неподвижно в контрольном гнезде, и регистрируются перемещения индуктивных преобразователей 10 и 11. Далее устанавливаются датчики 12 и 13 на фиксированном расстоянии h₀ относительно базового гнезда и регистрируется расстояние ΔН между датчиками 12, 13 и плоскостью разъема эталонного вкладыша (см. фиг.3а). Затем освобождают эталонный вкладыш, снимают его из контрольного гнезда, производят обработку вкладышей и контроль геометрических параметров вкладышей подшипников.

Вкладыш 14 с помощью механизма загрузки автоматически подается в зону обработки, выравнивается двумя толкателями и зажимается прижимом 15 неподвижно в контрольном гнезде 16, при этом с помощью индуктивных преобразователей перемещений 10 и 11 (см. фиг.3), установленных в контрольном гнезде по образующей на расстоянии 2,5 мм от каждого торца вкладыша, контролируется прилегание образующей поверхности вкладыша к рабочей поверхности контрольного гнезда по образующей. Информация с индуктивных преобразователей перемещений поступает в микропроцессорное устройство. Разница

где l₁, l₂ - перемещения соответственно первого и второго индуктивных преобразователей перемещений, указывает не только на неполное прилегание образующей поверхности вкладыша к рабочей поверхости контрольного гнезда, но и на отклонение от параллельности поверхностей разъема вкладыша (фиг.3б и в).

С помощью режущего инструмента - протяжек 17, 18 с косыми зубьями производится протягивание плоскостей разъема вкладыша (стыка). Бесконтактные индуктивные датчики 12 и 13, установленные выше режущего инструмента на рабочих салазках вертикально-протяжного станка на фиксированном расстоянии h₀ относительно базового гнезда, при их перемещении относительно плоскостей разъема в процессе протягивания фиксируют расстояния (ΔН¹, ΔН²) и (ΔН³, ΔН⁴) соответственно между датчиками 12 и 13 и плоскостями разъема вкладыша. Расстояния ΔН¹ и ΔН³ фиксируются соответственно датчиками 12 и 13 в крайнем верхнем положении их на расстоянии 2,5 мм от верхнего торца вкладыша, а расстояния ΔН² и ΔН⁴ - в крайнем нижнем положении датчиков 12 и 13 на расстоянии 2,5 мм от нижнего торца вкладыша. Высота обработанного вкладыша Н определяется как

где H₀=(D-1); D - диаметр контрольного гнезда; h₀ - расстояние между бескотактным датчиком и гнездом; ΔH₁=(ΔH¹+ΔН²)/2; ΔН₂=(ΔН³+ΔH⁴)/2.

Изменение расстояния ΔH=(ΔН₁+ΔН₂)/2 между датчиками 12, 13 и плоскостями разъема вкладыша указывает на отклонение высоты вкладыша. Отклонение высоты обработанного вкладыша возможно и за счет неравномерного износа режущего инструмента (см. фиг.2):

где ΔH_э - расстояние между датчиками 12, 13 и плоскостью разъема эталонного вкладыша; ΔH₁ и ΔH₂ - расстояния соответственно между датчиками 12, 13 и плоскостями разъема обработанного вкладыша.

Непараллельность каждой плоскости разъема вкладыша относительно образующей наружной цилиндрической поверхности определяется как разница расстояний между плоскостями разъема вкладыша и датчиками 12 и 13 в крайнем верхнем и крайнем нижнем положениях датчиков относительно разъема вкладыша, т.е.

где δ₅, δ₆ - непараллельности плоскостей разъема вкладыша.

Таким образом, по информации, снимаемой с помощью двух индуктивных преобразователей перемещений, установленных в контрольном гнезде по образующей на расстоянии 2,5 мм от каждого торца вкладыша, судят о прилегании образующей поверхности вкладыша к рабочей поверхности гнезда, а отклонения высоты вкладышей и непараллельность плоскостей разъема вкладышей относительно образующей наружной цилиндрической поверхности контролируется двумя бесконтактными индуктивными датчиками, установленными на рабочих салазках вертикально-протяжного станка.

Работоспособность предлагаемого технического решения проверялась на ОАО “Завод подшипников скольжения” (г.Тамбов). Контроль геометрических параметров вкладышей подшипников двигателя Д-50 проводился в процессе обработки плоскостей разъема на вертикально-протяжном станке МП7-1490-003. Результаты проверки показали, что погрешность измерения не превышает 5% от погрешности измерений, проведенных на установке пресс контрольный. Производительность контроля равна производительности станка, которая составляет 1200...1350 деталей/час, что в два раза превышает производительность контроля на установке пресс контрольный. При отклонении геометрических параметров вкладыша выше допустимых производится останов станка и выявляются причины брака, т.е. данный способ контроля практически полностью исключает получение бракованных вкладышей.

Способ контроля геометрических параметров вкладышей подшипников, включающий измерение высоты вкладыша, отклонения от параллельности поверхностей разъема вкладыша относительно образующей наружной цилиндрической поверхности и контроль прилегания наружной поверхности вкладыша в контрольном гнезде с диаметром посадочной поверхности, равным номинальному диаметру отверстия под вкладыш, при этом при измерении высоты вкладыша контрольную нагрузку прикладывают к поверхности разъема вкладыша, измерение отклонения от параллельности поверхностей разъема вкладыша относительно образующей наружной цилиндрической поверхности ведут посредством двух измерительных приборов в середине толщины вкладыша по поверхности разъема на расстоянии 2,5 мм от торца и уса вкладыша, определяя непараллельность разностью показаний измерительных приборов, отличающийся тем, что контроль ведут на вертикально-протяжном станке в процессе протягивания плоскостей разъема вкладыша, причем прилегание образующей поверхности вкладыша к рабочей поверхности гнезда контролируют посредством двух индуктивных преобразователей перемещений, установленных в контрольном гнезде по образующей на расстоянии 2,5 мм от каждого торца вкладыша, а для контроля высоты и упомянутого отклонения от параллельности поверхностей разъема вкладыша используют измерительные приборы в виде двух бесконтактных индуктивных датчиков, установленных на рабочих салазках вертикально-протяжного станка.