Способ контроля качества рабочих поверхностей подшипников качения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 01 М 13/04 сл1 де ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Московский инстигут приборостроения(56) Авторское свидетельство СССРР 1449856, кл. 6 01 М 13/04. 1989.(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕл ПОДШИПНИКОВКАЧЕНИЯ(57) Изобретение относится к подшипниковой промышленности и ложет быть преимущественно использовано для контролякачества рабочих поверхностей подшипников качения в процессе их испытаний и эксплуатации. Цель изо": ратения - повышениедостоверност кон гроля путем учета размеов рабоих поверхностей по Изобретение относится к подшипниковой промышленности и может быть преимущественно использовано для контроля качества рабочих поверхностей подшипников качения в процессе их испытаний и эксплуатации.Известны способы контроля качества рабочих поверхностей подиипников качения, заключающиеся в измерении электрических парам тров, в частности нормированного интегральноо времени (НИВ) электрического контактирования деталей.Наиболеености к изобр близким по технической сущетению является способ контшипника, Вращают нагруженный подшипник. Измеряют суммарную длительность и суммарное число электрических контаков деталей подшипников. Рассчитывают среднюю личсйную протяженность дефекта по формуле Е =- г/и Йш л. дщ/2 Т, где 1 - средняя линеиная протяженность дефекта; Г и - соотватс 1 ценно суммарная длитель- .ность и суммарное число электрических контактов деталей подшипника; Иш - общее количество тел качения прокатываемых относительно неподвижного кольца пгдсипника; дь Е - соответственно диатр число тел качения подшипника, Т - вьбранный промежуток времени контроля. Качество рабочих поверхностсй подшипника определяют по отношению средней линейной протяженности дефекта к эталонному значенио. 1 ил,роля качества рабочих поверхностей подшипников качения, заключающийся в тол, что вращают испытуемь.й подшипник, нагружают его заданной нагрузкой, измеряют за выбранный пролежуток врелени суммарную длительность электрических контактов деталей подшипников и общее количество тел качения, прокатываемых относительно оси неподвижного кольца, а качество рабочих поьерхностай подши,",чикз спр",деллют диагнос 1 ического парама рь, ньйцоьного помощью математической обработки результатов измереия, с эталонным значением этого параметра, При этом в качестведиагностического параметра используется относительное суммарное время контакта тел качения, определяемое как отношение суммарной длительности контактов к общему количеству прокатываемых тел качения, 5 а качество рабочих поверхностей подшипника определяют по разности рассчитанного и эталонного значений параметра.Однако ухудшение качества рабочих поверхностей подшипника, появление на них 10 различных локальных дефектов (рисок, иунок, трещин, раковин и т.п.), приводит к увеличению числа и длительности отдельных электрических контах гов деталей, а следовательно, к росту суммарной 15 длительности электрических контактов в подшипнике и, соответственно, значения диагностического параметра.Работоспособность подшипника во многом определяется размерами дефектов его рабочих поверхностей. Так, например, 20 для подшипников авиационных двигателей допускается наличие на рабочих.поверхностях рисок шириной до 0,15 мкм, вмятин диаметром до 0,3 мм и т.п. Извес 1 ный способ не дает какой-либо информации о раз мерах дефектов. При его реализации один и тот же результат контроля может быть получен при наличии и поверхностях как большого числа мелких допускаемых повреждений, так и одного или нескольких 30 крупных повреждений, являющихся дефектами и свидетельствующих о непригодности подшипника к дальнейшей эксплуатации. Следовательно, достоверность контроля известным способом ограничена, 35Общее количество тел качения, прокатыеаемых относительно неподвижного кольца подшипника эа выбранный промежуток времени при контроле, характеризует фактическую скорость вращения сепарато ра и при одинаковых режимах контроля испытуемых однотипных подшипников может быть различным вследствие относительного проскальзывания их деталей в зонах трения, Известно, что при неизменной частоте 45 вращения одного из колец подшипника ухудшение качества его рабочих поверхностей вызывает, как правило, увеличение скорости вращения сепаратора и, следовательно, приводит к росту общего количества 50 прокатываемых тел качения. В то же время, как указано, чхудшение качества поверхностей слоговых.дается также возрастанием суммарной длительности электгических контактов, Следовательно, принятый при 55 известном способе диагностический параметр, определяемый отношением суммарной длительности электрических контактов деталеи подшинаии ; о цс" ",ол,".чсстсу тел качения, прокатываемых относительноего неподвижного кольца, не является параметром. однозначно связанным с качествомрабочих поверхностей подшипника. Укаэанное обстоятельство также ограничивает достоверность контроля качества рабочихповерхностей подшипника известным способом.Целью изобретения является повышение достоверности контроля путем учетаразмеров дефектов рабочих поверхностейподшипникаУказанная цель достигается тем, чтопри известном способе контроля качестварабочих поверхностей подшипников качения, заключающемся в том, что вращаютиспытуемый подшипник, нагружают его заданной нагрузкой, измеряют за выбранныйпромежуток времени суммарную длительность электрических контактов деталей подшипника и общее количество тел качения,прокатываемых относительно его неподвижного кольца, а качество рабочих поверхностей подшипника определяют путемсравнения значения комплексного диагностического параметра, найденного с помощью математической обработкирезультатов изерений, с эталонным значением этого параметра, дополнительно измеряют за выбранный промежуток временисуммарное число электрических контактовдеталей подшипника, в качестве диагностического параметра используют оценку средней линейной протяженности дефекта,опре",еляемую из выраженият лбш1 = - Мши ЕТгде т - суммарная длительность электрических контактов деталей подшипника:и - суммарное число электрических контактов деталей подшипника;Нщ - общее количество тел качения,прокатыеаемых относительно неподвижно го кольца подшипника;Ош - средний диаметр подшипника;Е - число тел качения в подшипнике;Т - выбранный промежуток времениконтроля,а о качестве рабочих поверхностей подшипника судят по отношению найденного значения оценки средней линейнойпротяженности дефекта к эталонному зна-чению,Ба чертеже пре,1 сгаалена схема,с,о ства для осуществления предлагаемого способа.Устройство содержит приводной вал 1, выполненный с возможностью установки и10 15 20 25 40 45 50 закрепления внутреннего кольца испытуемого подшипникз 2, и корпус 3, предназначенный для фиксации нзружного кольца подшипника и его нзгружения, источник 4 электрического напряжения, один полюс которого подключен к корпусу 3. а другой полюс через формирователь 5 импульсов и токосьемник 6 сояэан с валом 1, временной селектор 7, к одному.входу которого подключен выход формирователя 5 импульсов, к другому входу - высокочастотный генератор 8, а к выходу через электронный ключ 9 подключен счетчик 10, бесон гзктный датчик 11 фиксации прохождения тел качения, расположенный о непосредственной близости от сепаратора подшлпни (з и через электронный ключ 12 связанный со счетчиком 13, счетчик 14, подключенный черезэлектронный ключ 15 к выходу формирователя 5 импульсов, задатчик 16 времени змерения. к входу которого подклс(ен высокочастотный генератор 8, а к выходу управляощие входы электронных кл(очей 9, 12 и 15 и вычислительного ус(ройс(ва 17, информационные входы которого связаны с выходами счетчиков 10, 13 и 14, а выход связан с блоком 18 и(дикации,Контроль а;естоа рабочих поверхностей подшипников качения о"у(цесталяется следующим образом.Вращаот смазанный испьтуемый подшипник 2 с помогцью приводного вала 1, через корпус 3 нагружаот его заданной (агрузкой Р и измеряют с помощью устройства за вьбра(ный промежугок времени суммарную длительность, суммарное число электрических контактов деталей подшипника и общее количество тел качения, прскатываемых стносителы(о его неподвижного кольца, При вращении подшипника между его телами качения и кольцами самопроизвольно вследствие гидродинамическогс эффекта образуеся устойчивая пленка.смазочного материала, препятстоующая металлическому контактированию поверхностей, Наличие на рабочих поверхностях деталей различ(ых дефектов в виде рисок, вмятин, раковин, трещин и т.п.приводит к резкому уменьшенио толщины смазочной пленки о зонах трения или к ее кратковременным местным разрушениям, т,е, к появлению такназываемых микрскон(тактирований или электрических контактовдеталей. Смазочный зтеридл о(элздает высокил удел(. э" е,тич,ил с;г 1 рсг, - иглел, поз 1 ПМУ при микроконтактировании в подшипнике его сопротивление резко уменьшается, (то приводит к увеличению тока через фсрмирооатель 5 импульсов (представляет собой тОКОвов ПсрОГОВОЕ уСтрОйСтВО), На ВЫХсдв которого и данном случае формируется импульс напряжения с амплитудой, сог 1 оетствующей уровню "лог. 1" и длительность(с, равной длительности электрического контакт ирооания деталей подшип(икз, оызванного наличием дефс кта. Чем болоп(е дефект рабсчей поверхности, тем больше длительность контактирооания.Импульсы нзпря;ения с формирователя 5 пссгупают на первый вход ор. ле,(сгс селектора 7 и через элект рснный ключ 15 нз счетчик 14, который определяет их количество, т,е. суммарное числО электр(Ос(;их контактов деталей подшипника п.11 г отэрой вход осеменного селск.ора 7 поступаст высокочастотные импульсы с генерз 1 пра 8,Временой селектор выполняет снкцию логичесого умножения, поэтому ( сскочастотныс импульсы с генератора 8 г(роходят церсз него ча электроп(ый 1(люч Я и затем на счетчик 10 только при,наличии на его первом входе "лог. 1", т.е, при электрическом контактирооании деталей пс;ш(ника. Счет ик 10 опрсдел ст суммарсс число импульсов(пг), которое при неизменном периоде имгульсов высоочастстнсгс генератора 8 (Т) пропорционально сумма,ной длитель ости электрических конта:;тсв дс. талей подшипника (пг = 7/Тг). Бес:стактный датчик 11 фиксал прохожде(ия тел качения оырабатываст импульсы цэпкения при прохождении имс него - сл кз (гния испытусмого подшипника. Эти импульсы через электронный кгюч 12 поступа ст на счетчик 13, который опре,(еля "т их количестс, т.е, общсе количество тел качения Мш, пэокатьозем-х стнсс;ель(с нспсдвих:(Ого ольца. Работой схемы управляет задатцик 16 времени измерения, который;а оснсое им пульсов высоксцэстотногс генер;,гора 8 формирует импульс напряжения,о "(тегьностью, равной оыбра (ному времан контроля Т, который, пост) пая на упрэо(сщие входы элетрс ых кло (ей 9, 12 и 15, открывает их одновременно для прохождения им- пульсоо на счетчики 10, 13 и 14, которые таким образом измеряют значения соответственно и Иш и п, Выцлслительное устрой- стао производит действия согласно алгоритму = пгй/и, результат вычислений индицируется блоком 16. кяф(стос Лиггл ) ти,ъ(п Г. , .ф ф ф; используст параметр , пол;эел,; (ожением показаний блока 18 Я на значен( е А = 7 дТг/(ЕТ)котоРсе длЯ одинаковых режимов испытагий однотипных подшип 17074975 10 Йш й бш/(ЕТ) - средняя линейная скоро. .ниов является величиной постоянной (А=сопы:А - йшпг Тг Лбши шЕТгде значение пгТгпредставляет собой суммарную длительность электрических контактов деталей подшипника за время Т(Г);пгТг/и - средняя длительность электрического контакта деталей подшипника, вызванного наличием дефекта;йш/(ЕТ) - фактическая частота вращения сепаратора;, сть.,Таким образом, принятый при предлагаемом способе диагностический параметр. является оценкой средней линейной протяженности дефекта подшипника.О качестве рабочих поверхностей подшипника судят по отношению найденногозначения оценки средней линейной протяженности дефекта к предварительно найденному таким же образом значениюпараметра для эталонного подшипника.Поскольку контролируемый и эталонныйподшипники испытываются при одинаковых режимах, то для них А = сопзт и, следовательно, при контроле прсдложенныйустройством достаточно найти отношениепоказаний блока 18 индикациидля контролируемого подшипника к показаниям дляэталонного подшипника.При контроле значения частоты враще-.ния подшипника и Р следует выбирать изусловий образования в подшипнике гидродинамической смазки и максимального приближения к номинальным условиям ирежимам эксплуатации. Значения г, и и йопределяются за один и тот же промежутоквремени, поэтому Т може 1 задаваться произвольно, В качестве эталонного подшипника целесообразно выбирать подшипник,размеры дефектов рабочих поверхностейкоторого известны.П р и м е р, Контролируют бывший вэксплуатации радиальный аарикоподшипник типа 208 (ГОСТ 8338-75), смазанныйматериалом, содержащим 50асла МС и 50 трансформаторного масла. Вращаютподшипник (внутреннее кольцо) с частотой710 мин, нагружают подшипник радиальной силой 200 Н и измеряют за выбранныйпромежуток времени (10 с) описанным устройством (Тг - 10с) суммарную длительность и суммарное число электрических контактв. а также о",.щ е кол".,и ство тел кения, прокэтывагмых онссит льне неподвижного (наружного) кольца подшипникв, Нв основании обработки устройством 15 20 25 30 35 40 45 50 результатов измерений 0 = 4,15 10) и сведений о конструктивных значениях параметров (Е, Ош = 60 мм) определяют значениедиагностического параметра Е - 3 А = 0,087мм.Значение Ь. найденное предварительно при тех же режимах для эталонного нового подшипника, составляет 0,007 мм,Определяют отношение найденного дляконтролиРуемого подшипника значенияоценки средней линейной протяженностидефектак эталонному значению (1.о)/ о = .- 12,4,Следовательно, средняя линейнаяпротяженность дефектов рабочих поверхностей контролируемого подшипника в 12,4,раза больше, чем у эталонного подшипника,Предложенный способ контроля качества рабочих поверхностей подшипников качения выгодно отличается от известногоспособа, поскольку контроль осуществляется по диагностическому параметру, учитывающему размеры дефектов, что, какпоказали испытания. существенно повышает достоверность контроля.Формула изобретения"Способ контроля качества рабочих поверхностей подшипников качения, заключающийся в том, что вращают испытуемыйподшипник, наг ужают его заданной нагрузкой, измеряют за выбранный промежуток времени суммарную длительностьэлектрических контактов деталей подшипника и общее количество тел качения, прокаты ваемых относительно егонеподвижного кольца, а качество рабочихповерхностей подшипника определяют путем сраьения значения комплексного диагностического параметра, определяемого спомощью математической обработки результатов измерений, с эталонным значением этого параметра, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения достоверностиконтроля путем учета размеров дефектоврабочих поверхностей подшипника, дополнительно измеряют эа выбранный промежуток времени суммарное числоэлектрических контактов деталсй подшипника, в качестве диагностического параметра используют сценку средней линейнойпротяженности дефекта, определяемую повыражениюТ,.чш Лбши ЕТгде (. - средняя линейная протяженность,:ефскта:т и и - с стветстее но сум;1 зоная дпи.тельность и суммарное число электрическихконтактов деталей подшипника;1707497 10 оставитель Т.Широковехреп, М,Моргентал Реда кт рковецка Рректор Т.Палий Заказ 262 ВНИИПИ Го Тиражарственного комитета по изобретени 113035, Москва. Ж. Раушская одписное ; и открытиям при ГКНТ СССР роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Нш - общее количество тел качения, прокатываемых относительно неподвижного кольца подшипника;б и Е - соответственно диаметр и число тел качения подшипника;Т - выбранный промежуток времени контроля,а качество рабочих поверхностей подшипника определяют по отношению срсдней линейной протяженности дефекта к эталонному значению этой величины, полученному 5 экспериментальным путем.