Способ сборки подвижных соединений подшипниковых узлов
Владельцы патента RU 2253053:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет (RU)
Изобретение относится к области регулирования контактной жесткости подвижных соединений при сборке подшипникового узла с корпусной деталью. Сборка смонтированных на валу подшипников включает поворот наружных колец подшипников на расчетный угол относительно меток, совмещающий в одной плоскости метки максимального значения радиального биения переднего подшипника и минимального значения радиального биения заднего подшипника. При установке подшипникового узла в корпус совмещенные координаты радиальных биений наружных колец подшипников должны находиться в зоне касания с базовыми поверхностями отверстий корпуса. Вектор силы при эксплуатации изделия перпендикулярен плоскости, проходящей через центр симметрии узла и две точки касания подшипников с базовыми отверстиями корпуса. В этом угловом положении изделие из всех возможных вариантов сборки подвижных соединений обладает повышенной контактной жесткостью и приобретает свойство механической системы эффективно противодействовать эксплуатационной силе. Технический результат - повышение износостойкости опор путем повышения контактной жесткости подвижных соединений, учитывающей фактические зоны контакта сопрягаемых поверхностей деталей. 4 ил, 2 табл.
Настоящее изобретение относится к технологии сборки подшипниковых узлов, установленных в корпус на двух и более опорах.
Подобные конструкции широко применяются в станкостроении, агрегатостроении и в буровой технике при изготовлении шарошечных долот. Конструкция этих изделий включает две и более опоры качения или скольжения, расположенные на одной оси симметрии и составляющие подвижные соединения. Эксплуатационная нагрузка R воспринимается изделием за границей расположения опор (Фиг.1 и 2). Эксплуатационное качество (надежность, долговечность, ресурс и др.) подвижных соединений формируется качеством выполнения сборочного процесса (см. И.К.Рыльцев. Методика оценки качества неразъемного соединения. Автоматизация и современная технология, 1999, № 10, с.37-41).
Известен способ сборки опоры шарошечного долота, который заключается в измерении диаметральных и линейных размеров лапы, шарошки и комплектующих деталей бурового долота по специальной разработанной программе (см. RU 2184203).
Недостатком известного способа комплектования лапы и шарошки являются неучтенные макроотклонения базирующих поверхностей сопрягаемых деталей цапфы лапы и шарошки, влияние которых существенно на изменение контактной жесткости подвижной опоры.
Сущность изобретения заключается в том, что способ сборки подвижного соединения подшипниковых узлов включает нанесение меток на торцевые поверхности наружных колец подшипников и вала, последующее измерение (относительно метки неподвижного вала) радиальных биений цилиндрических наружных поверхностей колец подшипников с регистрацией двух угловых значений, соответствующих максимальному и минимальному радиальному биению переднего и заднего подшипников, запрессованных на валу, после чего кольца подшипников поворачивают на расчетные углы относительно меток, совмещают в одной плоскости метки максимального значения радиального биения переднего подшипника и минимального значения радиального биения заднего подшипника, устанавливают подшипниковый узел в корпус, совмещая координаты радиальных биений с базовыми поверхностями зоны касания отверстий в корпусе.
Такой способ сборки подшипникового узла с корпусной деталью позволяет повысить износостойкость опор путем повышения контактной жесткости подвижных соединений, учитывающей фактические зоны контакта сопрягаемых поверхностей деталей.
Предлагаемый способ стабилизации контактной жесткости был апробирован в лабораторных условиях при сборке центра вращающегося. Ниже приводятся результаты испытаний.
На торцевые поверхности наружных колец подшипников и вала были нанесены метки в виде рисок в произвольном месте. Измерены радиальные отклонения образующих наружных колец относительно метки неподвижного вала в вертикальной плоскости через каждые 10° с регистрацией двух значений углового параметра, соответствующего максимальному и минимальному значению радиального отклонения. Подшипниковый узел собирался в корпус с учетом угловых положений, которые ориентируют наружные кольца подшипников со следующими значениями параметра радиального биения (Фиг.3 и 4): максимальное значение с максимальным, максимальное значение с минимальным, минимальное значение с минимальным и минимальное значение с максимальным. При сборке в корпус подшипниковый узел устанавливался метками вниз. Затем к собранному в соответствии с каждым из четырех вариантов сборки центру вращающемуся прикладывалась нагрузка 75 кг и измерялась деформация узла при повороте центра через каждые 90°. Деформация измерялась в направлении вектора прикладываемой силы в горизонтальной плоскости.
Данные о деформации и статистических параметрах податливости подшипникового узла приведены в таблицах 1 и 2 соответственно.
| Таблица 1 | ||||
| Угол поворота, град | Деформация узла при нагрузке 75 кг. | |||
| R max max, мм | R max min, мм | R min min, мм | R max min, мм | |
| 0 | 0,184 | 0,172 | 0,168 | 0,21 |
| 90 | 0,169 | 0,175 | 0,175 | 0,192 |
| 180 | 0,168 | 0,194 | 0,173 | 0,19 |
| 270 | 0,168 | 0,193 | 0,164 | 0,178 |
| 360 | 0,184 | 0,172 | 0,168 | 0,21 |
Rij - первый индекс i параметра характеризует максимальное или минимальное значение радиального отклонения наружного кольца переднего подшипника (D), второй индекс j параметра характеризует максимальное или минимальное значение радиального отклонения наружного кольца заднего подшипника (d).
| Таблица 2 | ||||
| Деформация узла, мм/кг | Математическое ожидание, мм/кг | Средний разброс случайной величины, мм/кг | Среднеквадратичное отклонение случайной величины, мм/кг | Дисперсия, мм /кг2 |
| R max max | 0,1746 | 0,016 | 0,002667 | 7,111·10-6 |
| R max min | 0,1812 | 0,022 | 0,003667 | 1,344·10-5 |
| R min min | 0,1696 | 0,011 | 0,001833 | 3,361·10-6 |
| R min max | 0,196 | 0,032 | 0,005333 | 2,844·10-5 |
Предлагаемый способ прост в осуществлении, т.к. не требует специального оборудования.
Способ сборки подвижных соединений подшипниковых узлов, включающий нанесение меток на торцевые поверхности наружных колец подшипников и вала с последующим измерением относительно метки неподвижного вала радиальных биений цилиндрических наружных поверхностей колец подшипников с регистрацией двух угловых значений, соответствующих максимальному и минимальному радиальному биению переднего и заднего подшипников, запрессованных на валу, отличающийся тем, что наружные кольца подшипников поворачивают на расчетные углы относительно меток, совмещают в одной плоскости метки максимального значения радиального биения переднего подшипника и минимального значения радиального биения заднего подшипника и устанавливают подшипниковый узел в корпус, совмещая координаты радиальных биений с базовыми поверхностями зоны касания отверстий в корпусе.
