Устройство для контроля точности вращения двухрядного роликоподшипника при имитации рабочего натяга

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2451275:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия" (RU)

Изобретение относится к области измерительной техники в машиностроении и направлено на повышение качества сборки шпиндельных узлов металлорежущих станков, что обеспечивается за счет того, что изобретение содержит корпус и установленные в нем вращающийся образцовый шпиндель с двухрядным роликоподшипником. В корпусе соосно с задним торцом образцового шпинделя введена вспомогательная осевая опора в виде шарика, находящегося в гнездах фланца, закрепленного в нижней части корпуса, и заднего торца образцового шпинделя. Двухрядный роликоподшипник установлен в корпусе с обеспечением заданного рабочего зазора-натяга в пределах от -2 до +3 мкм посредством регулировочного кольца с длиной требуемого размера, расположенного на образцовом шпинделе между торцом внутреннего кольца двухрядного роликоподшипника и торцом со стороны фланца образцового шпинделя. Причем, внутреннее кольцо двухрядного роликоподшипника прижимается к нему через регулировочное кольцо с помощью проставочного кольца, установленного на образцовом шпинделе во взаимодействии с фиксирующей круглой гайкой и вторым торцом внутреннего кольца двухрядного роликоподшипника. 1 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники в машиностроении и может быть преимущественно использовано для контроля качества сборки подшипниковых опор шпиндельных узлов металлорежущих станков. Для повышения и стабилизации точности вращения шпиндельного узла станков в ряде случаев необходимо осуществлять входной контроль подшипников качения перед их сборкой, в частности, к измерению блуждающего биения подшипника. Под блуждающим биением подшипника понимается биение, представляющее собой сумму всех гармоник биения, частоты которых меньше и больше частоты, соответствующей частоте вращения кольца.

Широко известен способ контроля биений подшипников качения, при котором радиальное и осевое биение наружного кольца измеряют при вращающемся наружном и неподвижном внутреннем кольце, а радиальное и осевое биение внутреннего кольца измеряют при вращении внутреннего кольца и неподвижном наружном кольце. Способ прост в реализации.

Недостатком этого способа является осуществление контроля вручную на вертикальных или горизонтальных центрах. Способ недостаточно точен и не предусматривает возможность и учет регулирования радиального зазора - натяга контролируемого подшипника.

Также известен способ контроля точности подшипников в сборе на приборе со шпинделем образцового вращения [1], заключающийся в том, что кольцо контролируемого подшипника вращают синхронно со шпинделем образцового вращения и регистрируют радиальное смещение любым известным способом, например, посредством записи на круглограмму. Для определения взаимного расположения оси вращения подвижного кольца и оси посадочной поверхности контролируемого подшипника по такому способу регистрируют положение посадочной поверхности относительно оси шпинделя образцового вращения и определяют расстояние от оси вращения подвижного кольца до оси посадочной поверхности.

Недостатками такого способа является то, что он не обладает широкой универсальностью, в частности, не предусмотрено изменение радиального зазора - натяга шпиндельного двухрядного роликоподшипника.

Наиболее близким является устройство - прибор M1282. [2] (принят за прототип).

В корпусе данного устройства установлены два стакана, сопряженные коническими поверхностями (конусностью 1:12). В стакане установлен измеряемый подшипник. Внутреннее кольцо этого подшипника установлено на вращающемся валике. Для создания различной величины зазора-натяга посадкой колец аттестуемого подшипника служит набор колец и прижимная крышка. В процессе измерения вращение валика синхронно со щупом кругломера осуществляется поводком, который крепится к каретке кругломера винтами. Для испытания подшипника прибор устанавливается на стол кругломера и центрируется. Щуп кругломера подводится к контрольному пояску валика, а к каретке кругломера крепится поводок, палец которого устанавливается в прорезь валика. Включается вращение каретки кругломера, при этом через поводок вращается валик с контролируемым подшипником. На щуп кругломера с контрольной шейки валика будет передаваться радиальное блуждающее биение.

Устройство работает совместно с кругломером BE - 20 или Телиронд 51.

Недостатком данного устройства является то, что в нем происходит неравномерная деформация колец подшипника, а также не предусмотрено регулирование радиального зазора-натяга контролируемого роликоподшипника, часто применяемого в опорах шпиндельных узлов станков. (Не предусмотрено установление заданного значения величины зазора-натяга).

Для повышения качества сборки станков необходимо повышение качества контроля вращения подшипника перед сборкой шпиндельного узла с обеспечением требуемой величины зазора-натяга в опоре.

Указанный технический результат достигается тем, что для контроля точности двухрядного роликоподшипника, в корпусе устройства со стороны торца хвостовой части образцового шпинделя введена вспомогательная осевая опора в виде шарика, находящегося в гнездах фланца, закрепленного в нижней части корпуса, и торца хвостовой части образцового шпинделя, а двухрядный роликоподшипник установлен в корпусе с заданным рабочим натягом в пределах от -2 до +3 мкм по известной технологии «шведского кольца» для установки регулировочного кольца с длиной требуемого размера, расположенного на образцовом шпинделе между торцом внутреннего кольца двухрядного роликоподшипника и торцом со стороны фланца образцового шпинделя, причем внутреннее кольцо двухрядного роликоподшипника прижимается к последнему через регулировочное кольцо и установленное на образцовом шпинделе с противоположной стороны двухрядного роликоподшипника проставочное кольцо, фиксируемое круглой гайкой.

Повышение качества контроля двухрядного роликоподшипника достигается тем, что он испытывается в условиях имитационного режима, максимально приближенного по величине натяга к реальным рабочим условиям.

На фиг.1 изображен общий вид устройства в разрезе. На фиг.2 - разрез А-А на фиг.1. На фиг.3 изображен вид сверху на фиг.1.

Устройство содержит корпус 1, в котором расположен образцовый шпиндель 2. Передний конец образцового шпинделя 2, на котором размещен двухрядный роликоподшипник 4, в точности соответствует форме переднего конца шпинделя, на который устанавливается передняя опора шпиндельного узла токарного станка. На образцовом шпинделе 2 установлено регулировочное кольцо 3, обеспечивающее рабочий натяг двухрядного роликоподшипника 4, посаженного на конус образцового шпинделя 2. Двухрядный роликоподшипник 4 поджимается к регулировочному кольцу 3 через проставочное кольцо 5 с помощью круглой гайки 6. Создание требуемого натяга двухрядного роликоподшипника осуществляется по известной технологии с применением приспособления «шведское кольцо».

С нижнего торца к корпусу устройства винтами 7 привернут фланец 8, с внутренней стороны которого выполнено гнездо, в котором располагается шарик 9, на который опирается образцовый шпиндель 2, в торце "Ф" которого также выполнено аналогичное гнездо.

Устройство работает следующим образом. Для установки рабочего радиального зазора-натяга в испытуемом подшипнике применяется известный прибор GB, выпускаемый фирмой SKF (на чертеже не показан). Внешнее кольцо двухрядного роликоподшипника 4 устанавливают в корпус 1 устройства. С помощью индикаторного микрокатора (цена деления 1 мкм) определяют диаметр дорожки качения наружного кольца двухрядного роликоподшипника 4 (проверяя одновременно его форму). Затем с помощью этого же индикаторного нутромера на приборе GB устанавливают переносом полученный размер дорожки качения, а регулировочным винтом выставляется в нулевое положение индикатор прибора. После этого прибор (в разжатом состоянии для обеспечения заданного натяга) надевают на установленное на образцовом шпинделе внутреннее кольцо двухрядного роликоподшипника 4 (с комплектом роликов); последнее смещается с помощью гайки 6 в осевом направлении до тех пор, пока индикатор прибора GB не покажет требуемую величину зазора-натяга двухрядного роликоподшипника 4 (например, в пределах от -2 до +3 мкм). Затем измеряют расстояние между передним торцом двухрядного роликоподшипника 4 и сопряженным торцом "Т" образцового шпинделя 2 и шлифуют согласно этому размеру торцы регулировочного кольца 3. После определения заданного зазора-натяга на образцовый шпиндель 2 устанавливают доведенное до нужного размера по длине регулировочное кольцо 3 и собранный двухрядный роликоподшипник 4. Устанавливают проставочное кольцо 5 и навинчивают «до упора» гайку 6. Фланец 8 устанавливают в корпус 1 устройства и приворачивают винтами 7. Устанавливают шарик 9 в гнездо фланца 8, затем образцовый шпиндель 2 вместе с регулировочным кольцом 3 двухрядным роликоподшипником 4 проставочным кольцом 5 и предварительно навинченной гайкой 6 вставляют в корпус 1 устройства.

Затем через предусмотренные отверстия в корпусе 1 специальным ключом (на чертеже не показан) придерживают гайку 6, другим ключом с помощью отверстий в верхнем торце образцового шпинделя 2 вращают вал, тем самым закручивают гайку 6 и, поджимая двухрядный роликоподшипник 4 к регулировочному кольцу 3 через проставочное кольцо 5, создают требуемый натяг.

Далее устройство в собранном виде устанавливается на стол кругломера (на чертеже не показан) и центрируется. Щуп кругломера по стрелке на фиг.1 подводится к контрольному пояску образцового шпинделя 2, к каретке этого кругломера крепится поводок, палец которого устанавливается в прорезь образцового шпинделя 2, включается вращение каретки кругломера, при этом через поводок вращается и образцовый шпиндель 2 с двухрядным роликоподшипником 4. На щуп кругломера с контрольного пояска образцового шпинделя 2 будет передаваться радиальное блуждающее биение, которое фиксируется кругломером в виде круглограммы. Его величина и положение в пространстве фиксируется и учитывается далее при окончательной сборке шпиндельного узла. После проверки двухрядный роликоподшипник 4 устанавливается на шпиндель станка вместе с соответствующим регулировочным кольцом 3, при этом учитывается положение точки максимального биения двухрядного роликоподшипника 4 в пространстве.

В результате использования предлагаемого изобретения значительно повышается качество сборки шпиндельного узла и существенно повышается точность геометрической формы обрабатываемых заготовок на станке.

Список источников

1. Авторское свидетельство №446736.

2. Лизогуб В.А., Королев А.А. Исследование и разработка способа контроля точности вращений подшипников шпиндельных узлов станков. Отчет по теме 395/71. М.: ВЗМИ. 1972. - 42 с.

Устройство для контроля точности вращения двухрядного роликоподшипника при имитации рабочего натяга, содержащее корпус, установленные в нем вращающийся образцовый шпиндель с двухрядным роликоподшипником, отличающееся тем, что для контроля точности двухрядного роликоподшипника в корпусе соосно с задним торцом образцового шпинделя введена вспомогательная осевая опора в виде шарика, находящегося в гнездах фланца, закрепленного в нижней части корпуса, и заднего торца образцового шпинделя, а двухрядный роликоподшипник установлен в корпусе с обеспечением заданного рабочего зазора-натяга в пределах от -2 до +3 мкм посредством регулировочного кольца с длиной требуемого размера, расположенного на образцовом шпинделе, между торцом внутреннего кольца двухрядного роликоподшипника и торцом со стороны фланца образцового шпинделя, причем внутреннее кольцо двухрядного роликоподшипника прижимается к нему через регулировочное кольцо с помощью проставочного кольца, установленного на образцовом шпинделе во взаимодействии с фиксирующей круглой гайкой и вторым торцом внутреннего кольца двухрядного роликоподшипника.

Изобретение относится к области эксплуатации машин и может быть использовано при диагностировании двигателей внутреннего сгорания (ДВС). .

Способ диагностики радиального зазора в шарикоподшипниках // 2432560

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в технологических процессах виброконтроля и вибродиагностики состояния шарикоподшипников машин, например газотурбинных двигателей.

Индикатор неисправностей подшипника // 2425264

Изобретение относится к устройству индикации неисправностей подшипника, в частности для использования в поверхностях управления воздушного судна, например, в элеронах, закрылках и интерцепторах.

Способ определения базовой динамической грузоподъемности шарикового подшипника качения // 2422793

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано, в частности, для определения базовой динамической грузоподъемности (долговечности) подшипниковых узлов машин с шариковыми подшипниками качения.

Способ определения базовой динамической грузоподъемности роликового подшипника качения // 2422792

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано, в частности, для определения базовой динамической грузоподъемности (долговечности) подшипниковых узлов машин с роликовыми подшипниками качения.

Моделирующий стенд дефектов буксового узла колесной пары // 2421358

Изобретение относится к устройствам для формирования базы данных характерных признаков, свойственных определенным развивающимся дефектам, неисправностям и повреждениям буксового узла колесной пары.

Способ диагностики подшипников качения букс подвижного состава железнодорожного транспорта и метрополитена // 2411150

Изобретение относится к машиностроению и подшипниковой промышленности и может быть использовано для диагностики подшипников качения букс подвижного состава железнодорожного транспорта, вагонов метрополитена или вагонов городского рельсового транспорта.

Способ контроля профиля зоны соединения между цилиндрической частью и затылованной поверхностью детали газотурбинного двигателя // 2410661

Способ оценивания технического состояния подшипников // 2407999

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для испытаний пар трения, например подшипников качения и скольжения. .

Способ определения люфтов в приводе станка // 2399033

Изобретение относится к виброакустической диагностике и может быть использовано для определения люфтов приводов станков. .

Способ тестирования роторно-статорного узла (варианты) // 2459190

Изобретение относится к роторно-статорным узлам, в которых используются магнитные подшипники и, в частности, к способам тестирования для тестирования узла ротора и вала до изоляции

Способ обнаружения и автоматической идентификации повреждения подшипников качения // 2470280

Изобретение относится к области подшипниковой техники и направлено на точное выявление дефектов работающих подшипников качения на ранней стадии их возникновения, что обеспечивается за счет того, что вибрации работающего подшипника, измеренные в виде временной диаграммы аналогового сигнала волнового процесса, преобразуют в цифровые данные и предварительно фильтруют известным способом

Способ диагностики технического состояния межроторного подшипника двухвального газотурбинного двигателя // 2478923

Изобретение относится к контролю и диагностике технического состояния межроторных подшипников (МРРП) двухвальных авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) и может быть использовано в авиадвигателестроении для раннего выявления дефектов в процессе изготовления, эксплуатации, технического обслуживания и/или ремонта ГТД

Способ входного контроля подшипников // 2495393

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля состояния новых и бывших в эксплуатации подшипников. Способ заключается в следующем: подготавливают подшипник к сборке в соответствие с регламентированной технологическим процессом процедурой, устанавливают его на стендовое оборудование, имитируют условия и режимы работы в изделии и измеряют нормированное интегральное время микроконтактирования, по которому определяют вид смазки в подшипнике путем его сравнения со значением, соответствующим переходу к граничной смазке, 0 или 1. В случае величины параметра времени микроконтактирования, равным 0 или 1, измеряют среднее электрическое сопротивление, по которому судят о состоянии подшипника. При нахождении величины этого параметра в диапазоне от величины значения перехода к граничной смазке до 1 измеряют обратную этому параметру величину - нормированное интегральное время целостности поверхностных пленок. О состоянии подшипника судят по рассчитываемому относительному коэффициенту смазывающей способности, зависящему от номинальной площади пятна контакта наиболее нагруженного тела качения с кольцом и плотности микронеровностей поверхностей. Технический результат заключается в повышении достоверности контроля состояния подшипников. 1 ил.

Машина и устройство для контролирования состояния предохранительного подшипника машины // 2504701

Изобретение относится к машине и способу контролирования состояния предохранительного подшипника машины. Способ контролирования состояния предохранительного подшипника (14) машины (12) заключается в том, что предохранительный подшипник (14) улавливает роторный вал (1) машины (12) при выходе из строя магнитного подшипника (6) машины (12). При этом предохранительный подшипник (14) имеет наружное кольцо (3) и расположенное с возможностью вращения относительно наружного кольца (3) внутреннее кольцо (2). Для контроля состояния предохранительного подшипника (14) выключают магнитный подшипник (6) и приводят роторный вал (1) во вращательное движение с заданным ходом движения, причем для этого роторный вал (1) соответственно приводят в движение машиной (12), которая управляется вышестоящим управлением (23), и с помощью датчика (5) измеряют физическую величину (G) предохранительного подшипника (14). Также заявлена соответствующая машина (12) для контролирования состояния предохранительного подшипника (14). Технический результат: обеспечение возможности контролирования состояния установленного в машине (12) предохранительного подшипника (14). 2 н.п. и 20 з.п. ф-лы, 9 ил.

Устройство для определения технического состояния подшипниковых узлов погружных электродвигателей // 2510655

Устройство относится к электроизмерительной технике, в частности к измерению износа подшипниковых узлов погружных электродвигателей, и может быть использовано в народном хозяйстве для бесперебойного водоснабжения. Технический результат заключается в обеспечении возможности осуществлять ступенчатый контроль износа подшипниковых узлов при работающем и отключенном электродвигателе, а также в возможности автоматического отключения насосной установки в момент наступления предельного износа подшипникового узла. Устройство для контроля степени износа подшипниковых узлов погружных электродвигателей содержит соединенные соединительной муфтой электродвигатель и насос, датчик состояния подшипниковых узлов с электрическими подводящими проводами, блок управления и сигнализации. Для осуществления ступенчатого контроля подшипниковых узлов электродвигателя путем контроля осевых и радиальных смещений оси вала электродвигателя дополнительно установлена система управления, включающая закрепленную соосно на соединительной муфте с возможностью перемещения в осевом и радиальном направлениях дисковую муфту, не менее пяти датчиков состояния подшипниковых узлов и не менее пяти изолированных электродов. Электроды электрически связаны с соответствующими датчиками состояния подшипниковых узлов электродвигателя, которые другим концом подключены через регулятор чувствительности и пороговое устройство к блоку управления с сигнальными лампами. 2 ил.

Способ и система контроля вибрационных явлений, появляющихся в газотурбинном двигателе летательного аппарата во время работы // 2512610

Изобретения относятся к измерительной технике, в частности к области контроля состояния газотурбинных двигателей, и могут быть использованы для контроля вибрационных явлений, появляющихся в газотурбинном двигателе летательного аппарата во время работы. Способ состоит в том, что устанавливают спектр частот вибрационного сигнала, характерного для состояния работы двигателя и его компонентов, используют множество вибрационных сигнатур, каждая из которых соответствует вибрационному явлению, которое появляется во время работы авиационных двигателей того же типа, что и контролируемый, и причиной которого является дефект или ненормальная работа компонента двигателей. При этом в спектре идентифицируют точки кривых, которые отвечают математическим функциям, каждая из которых определяет вибрационную сигнатуру, для каждой идентифицированной кривой, соответствующей дефекту компонентов двигателя, анализируют амплитуду, связанную с точками кривой, по отношению к предопределенным значениям амплитуды, соответствующим степени серьезности дефекта, и при превышении значения амплитуды или при обнаружении ненормальной работы передают сообщение, связанное с вибрационной сигнатурой. Система содержит средства получения вибрационного сигнала, средства установления спектра частот вибрационного сигнала, базу данных, содержащую множество вибрационных сигнатур, средства идентификации в спектре частот вибрационной сигнатуры, средства анализа амплитуды и средства передачи сообщения, связанного с вибрационной сигнатурой. Технический результат заключается в улучшении качества контроля за состоянием газотурбинного двигателя. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ вибродиагностики механизмов по характеристической функции вибрации // 2514119

Изобретение относится к вибродиагностике машин и механизмов и может использоваться для диагностирования машин в условиях производства или/и эксплуатации при отсутствии машин-эталонов с известными погрешностями, т.е. в условиях априорной неопределенности относительно предельно допускаемых значений вибрации машин. Заявленный способ заключается в измерении вибрации в информативной точке корпуса механизма машины, выделении составляющей вибрации, присущей диагностируемому механизму, определении безразмерного инварианта вибросостояния механизма, контроле его параметров, по которым судят о техническом состоянии механизма, при этом безразмерный инвариант представляют характеристической функцией вибрации механизма, пошагово задают величину ее параметра или модуля, определяют текущее значение модуля или параметра, контролируют тенденцию их уменьшения к нулю при деградации механизма при фиксированном значении модуля или параметра и по диапазону текущих значений параметра или модуля характеристической функции вибрации оценивают техническое состояние механизма. Технический результат, достигаемый от реализации заявленного способа, заключается в повышении достоверности результатов диагностики при одновременном упрощении диагностической аппаратуры, в снижении продолжительности диагностирования, обеспечение простоты и точности реализации способа. 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 3 ил.

Беспроводная система измерения температуры опорных и упорных подшипников скольжения // 2516918

Изобретение относится к области машиностроения и касается обеспечения контроля температуры подшипников скольжения с самоустанавливающимися колодками или цельной втулкой различного динамического оборудования, например центробежных компрессоров. Беспроводная система измерения температуры опорных и упорных подшипников содержит, по меньшей мере, одно устройство (1) измерения температуры, встроенное в несущий элемент подшипника скольжения (опорная колодка (2) и/или упорная колодка (3)), и соединенное с, по меньшей мере, одним устройством (5) передачи измеренных значений, а также устройство (6) приема сигналов и передачи их в систему автоматического управления и источник электропитания перечисленных устройств. По меньшей мере, одно устройство (5) также встроено в несущий элемент подшипника скольжения. Каждое устройство (1) измерения температуры вместе с соответствующим устройством (5) передачи измеренных значений имеют контур питания. Устройство (6) приема сигналов и передачи их в систему автоматического управления и источник электропитания, снабженный излучателем (9) электромагнитных волн, установлены на удалении от указанного несущего элемента подшипника скольжения с возможностью приема сигналов от устройства (5) и с возможностью передачи электромагнитного излучения для возбуждения ЭДС в катушке питания устройства (1) и устройства (5). Технический результат: обеспечение процесса измерения температуры и передачи данных в систему автоматического управления без взаимного механического воздействия друг на друга деталей подшипника и элементов системы измерения температуры, что повышает надежность работы системы. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ безразборной диагностики степени износа коренных подшипников двигателя внутреннего сгорания // 2517968

Изобретение может быть использовано при диагностировании двигателей внутреннего сгорания. Способ заключается в измерении расход масла через подшипник и определении степени износа коренных подшипников. При реализации способа устанавливают номинальную частоту вращения коленчатого вала, измеряют плотность масла, включателями встроенных гидролиний поочередно подводят давление от масляных полостей каждого коренного подшипника к дроссельному устройству диафрагменного типа Дифференциальным манометром измеряют величину перепада давления диафрагме и вычисляют расход масла в гидролинии диагностируемого подшипника. Расчетную величину зазора в нем определяют по формуле ,где k - опытный коэффициент (предварительно находят по каждому типу двигателей путем замера искомых зазоров со снятием поддона двигателя); ρ - плотность моторного масла; Qi - расход моторного масла в гидролинии i-го подшипника; Δpi - перепад давления на диафрагме дроссельного устройства. Степень износа каждого коренного подшипника определяют путем сравнения полученной расчетной величины зазора с его допускаемым значением для данного подшипника. Технический результат заключается в повышении точности определения технического состояния коренных подшипников. 3 ил.