Способ испытания неподвижного соединения вала с внутренним кольцом подшипника качения

(51)5 6 01 М 13/04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ енныи НЕПОДВИЖС ВНУТРЕНИКА КАЧЕНИЯ к испытаниям их соединений на прочность в луатационных ользовдно для тивности прини ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1187007, кл. 6 01 М 3/56, 1985.(54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ НОГО СОЕДИНЕНИЯ ВАЛА НИМ КОЛЬЦОМ ПОДШИПН (57) Изобретение относится неподвижных цилиндрическ с гарантированным натягом условиях приложения эксп нагрузок и может быть исп сравнительной оценки эффек Изобретение относится к испытаниям неподвижных цилиндрических соединений с гарантированным натягом на прочность в условиях приложения эксплуатационных нагрузок и может быть использовано для сравнительной оценки эффективности применения новых материалов или технологических процессов обработки поверхностей контакта элементов соединения типа вал - внутреннее кольцо подшипника качения.Известен способ испытания неподвижного соединения вала с внутренним кольцом подшипника качения по его прочности на осевой сдвиг, предусматривающий суждение о прочности соединения по усилию запрессовки-распрессовки,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является менения новых материалов или технологических процессов обработки поверхностей контакта элементов соединения типа вал - внутреннее кольцо подшипника качения, Цель - повышение достоверности испытаний путем обеспечения в соединении условий, близких к эксплуатационным, Напрессовывают на вал с заданным натягом внутреннее кольцо подшипника качения, задают валу вращение, прикладывают к дорожке качения кольца .нагрузку через тело качения и регистрируют положение кольца относительно вала. Нагрузку, прикладываемую к дорожке качения кольца, из-. меняют по величине и направлению (радиальная составляющая нагрузки изменяется по величине, осевая составляющая нагрузки - йо величине и направлению), моделируя условия работы реального подшипникового узла с перекосом; 2 ил. способ испытания неподвижного соединения вала с кольцом подшипника качения, который осуществляют путем прикладывания к диаметрально расположенным точкам дорожки качения кольца, наружный диаметр которого вне дорожки качения уменьшен на 0,2 - 0,32 диаметра тела качения, напрессованного на вращающийся вал, радиальной нагрузки через тела качения. Однако для осуществления способа необходимо предварительное уменьшение наружного диаметра кольца подшипника вне дорожки качения на величину, равную 0,2 - 0,32 диаметра тела качения, что приводит к изменению его упругих свойств в худшую сторону и снижению достоверности испытаУсловия нагружения соединения не соответствуют эксплуатационным, что искажает характер и сущность процессов,происходящих в зоне контакта,Ввиду того, что прикладываемая нагрузка не имеет осевую составляющую, переменную по величине и направлению, всегдаприсутствующую в эксплуатационных условиях, то зто не соответствует реальным условиям работы соединения вала с кольцомподшипника качения и, как следствие, несоответствует эксплуатационным условиямего работы.Цель изобретения - повышение достоверности испытаний путем обеспечения всоединении условий, близких к эксплуатацион н ым.Поставленная цель достигается тем, чтоспособ испытания неподвижного соединения вала с внутренним кольцом подшипника качения, заключается в том, чтонапрессовывают на вал с заданным натягомвнутреннее кольцо подшипника качения,приводят вал во вращение с заданной скоростью, нагружают дорожку качения кольцаподшипника через тело качения и регистрируют положение кольца относительно вала.кольцо на вал напрессовывают с перекосом,угол которого равен максимально допустимому по техническим условиям углу перекоса, а после регистрации положения кольцаизмеряют время, через которое происходитизменение положения кольца относительновала по скорости вращения вала и продолжительности испытаний рассчитывают число циклов нагружения и путь трения, покоторым определяют прочность соединениявал - кольцо,На фиг. 1 изображено устройство дляосуществления способа испытания неподвижного соединения вала с внутреннимкольцом подшипника качения; на фиг. 2; а)- схема действия составляющих прикладываемой нагрузки в крайнем правом положении точки ее приложения, О =Омакс, б) -схема действия прикладываемой нагрузки вмомент, когда направление действия нагрузки и точка ее приложения лежат на одной прямой; в) - то же, составляющихприкладываемой нагрузки в крайнем левомположении точки ее приложения, О = Омакс.Изобретение осуществляют следующим образом.На вал 1, ось посадочной поверхностипод кольцо 2 которого наклонена на величину допустимого по техническим условиямугла перекоса О по отношению к оси вращения, с заданным натягом напрессовываютвнутреннее кольцо подшипника 2 качения,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 зажимают его в шпиндель 5 привода, центрируют вращающимся центром б. и задают валу 1 вращение (фиг.1). Нагрузку на испытываемое соединение прикладывают через тело 4 качения с помощью нагрузочного устройства 3, Ввиду изменения траектории движения профиля дорожки качения вследствие наклона оси вращения кольца к оси вращения вала, кольцо взаимодействует с телом качения различными точками профиля дорожки качения (фиг,2 а,б.в,), что вызывает изменение величины и направления действия прикладываемой нагрузки, моделируя условия работы реального подшипникового узла.В процессе испытаний следят зэ изменением положения кольца 2 нэ валу 1. При достижении заданного изменения положения кольца 2, выраженного в дробных или целых числах оборотов, выключают привод 5 вращения вала 1 и по продолжительности испытаний, числу циклов нагружения и пути трения определяют прочность соединения вал - кольцо.П р и м е р, Производили изнашивание неподвижных соединений типа вал - внутреннее кольцо шарикоподшипника типоразмера 313 в характерном режиме работы подшипникового узла коробки передач трактора КА при нагрузке 11 кН. Материал вала 1 - термообработанная сталь 40 ХС, внутреннего кольца подшипника 2 - стал ь подшип н икова я ШХ 15.. После 5-часовой наработки в зоне контакта вала с кольцом подшипника были зафиксированы продукты износа в результате фреттинг-коррозии. После 45-часовой наработки было зарегистрировано смещение кольца относительно посадочной поверхности вала,В целях выявления влияния перекоса на долговечность сопряжения были изготовлены валы-образцы, оси вращения посадочных поверхностей под кольца подшипников которых наклонены по отношению к оси вращения вала на некоторый угол О(угол перекоса), что позволило получить горизонтальную составляющую прикладываемой к дорожке качения нагрузки, имеющую место в условиях эксплуатации,При О = 01 , = 8 горизонтальная составляющая прикладываемой нагрузкиРа 1 = Рьзп 01 макс = 110000,0023 = 25 Н, При О = Од , = 40 горизонтальная составляющая прикладываемой нагрузкиГа 2 = Гь 3 п щ( = 110000,0116 = 128 Н При условии, когда угол перекоса О = О 1, продукты износа в результате фреттинг-коррозии были зафиксированы через 4,1 ч работы, а после 37-часовой наработки зарегистрировано смещение кольца относительно посадочной поверхности вала.При условии, когда угол перекоса 5 О=мэке продукты износа в результате фреттинг-коррозии были зафиксированы через 2 ч работы, а после 21-часовой наработки зарегистрировано смещение кольца относительно посадочной поверхности ва ла.Следовательно, перекос отрицательно влияет на долговечность неподвижного соединения вала с кольцом подшипника качения, 15Формула изобретенияСпособ испытания неподвижного соединения вала с внутренним кольцом подшипника качения, заключающийся в том,20 что напрессовывают на вал с заданным натягом внутреннее кольцо подшипника качения, приводят вал во вращение с заданной скоростью, нагружают дорожку качения кольца подшипника через тело качения и регистрируют положение кольца относительно вала, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности испытаний путем обеспечения в соединении условий, близких к эксплуатационным, кольцо на вал напрессовывают с перекосом, угол которого равен максимально допустимому по техническим условиям углу перекоса, а после регистрации положения кольца атно сительно вала по скорости вращения вала и продолжительности испытаний расчитывают число циклов нагружения и путь трения, по которым определяют прочность соединения вал-кольцо.. ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и откры 113035, Москва,Ж, Раушская наб., 4/5м при ГКНТ СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1