Способ определения параметров преднатяга и оценки пригодности конических подшипников при сборке редукторов

(5 ТЕНИ Изобрению, и можтированипредваритетехнологичрочного обпоставляем ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Московский автомеханический институт(56) Авторское свидетельство СССРМ 1078270, кл, 0 01 М 13/04, 1982.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРЕДНАТЯГА И ОЦЕНКИ ПРИГОДНОСТИ КОНИЧЕСКИХ ПОДШИПНИКОВ ПРИСБОРКЕ РЕДУКТОРОВ(57) Использование: в области сборки подшипниковых узлов, а также для оценки пригодности дуплексов подшипников,собираемых с предварительным натягом.Сущность изобретения: способ заключаетсяв том, что подшипники устанавливают натехнологический вал по схеме "0" дуплекса.Нагружают осевой силой и задают вращетение относится к машиностроеет быть использовано при проеки подшипниковых узлов с льным натягом, при разработке еских процессов сборки и сбоорудования и оценки качества ых подшипников,Известен способ определения параметров преднатяга и оценки пригодности конических подшипников при сборке редукторов, заключающийся в том, что величину осевого усилия сжатия подшипников при регулировке преднатяга. определяют по заданной величине осевого усилия сжатия подшипников с учетом измеренной деформации колец подшипников с распорной ние, измеряют перемещения между кольцами, определяют минимальную сйлу преднатяга, при которой измеряют сопротивления вращению, Из партии подшипников выбирают дуплекс с минимальным моментом трения, нагружают максимальной силой, определяемой иэ формулы долговечности, и измеряют момент сопротивлению, который принимается за максимальный предел. При нагружении партии дуплексов подшипников осевой силой на 13, большей минимальной, отбирают дуплекс, у которого. момент сопротивления вращению равен максимальному пределу. После этого нагружают этот дуплекс минимальной осевой силой и определяют минимальный предел момента сопротивления вращению. Оценку пригодности дуплексов к дальнейшей сборке осуществляют по условию, что момент сопротивления вращению"должен быть равен или меньше минимального предела момента сопротивления вращению, 4 ил. втулкой и перемещений колец подшипников относительно друг друга.Недостатком данного способа является то, что в данном способе не определена взаимосвязь параметров преднатяга: момента трения и силы осевого сжатия подшипников и не определен диапазон параметров преднатяга,Известен способ определения параметров преднатяга и оценки пригодности конических подшипников при сборке редукторов заключающийся в том, что подшипники сжимают заданным осевым усилием преднатя-: га, дополнительно нагружают максимальной эксплуатационной силой, регистрируют осевые перемещения для данной пары подшипников и по этойинформациисудят о пригодности подшипников для окончательной сборки редуктора,Недостатком данного способа являетсято, что не учитывается заданный ресурс работы подшипников обуславливающий максимально допустимый предел силыпреднатя га.Известен способ определения парамет ров преднатяга и оценки пригодности конических подшипников при сборкередукторов, заключающийся в том, что параметры преднатяга-определяют при нагружении дуплексов подшипников осевойсилой, изменяющейся от О до максимального эксплуатационного значения, измеряютпри этом перемещения между разноименными кольцами каждого подшипника, определяют по полученным зависимостямперемещений минимально-допустимую силу преднатяга, а пригодность коническихподшипников определяют по моменту сопротивления враЩению при данной силе.Недостатком данного способа являетсято, что в нем пригодность подшипников оценивается без учета диапазона действительного рассеяния характеристик моментасопротивления вращению от осевой силы, апараметры преднатяга по моменту сопротивления вращению не согласованы с предельнымизначениями силы преднатяга,Данный способ принят за прототип,Целью изобретения является повышение точности сборки подшипниковых узлови надежности работы собираемых редукторов,Это достигается тем, что подшипникиустанавливаются на техйологический вал ив корпус по схеме "О" -дуплекс, задают валувращение, нагружают дуплексы подшипников осевой силой, изменяющейся от нуля домаксимального эксплуатационного значения на данном валу редуктора, измеряютпри этом перемещения между внутреннимии наружными кольцами каждого подшипника, определяют г 1 о полученным зависимостям "перемещений оптимальную,минимально допустимую силу преднатяга;нагружают этой силой дуплекс, измеряютмомент сопротивления вращению, по величине которого оценивают пригодность дуплекса в дальнейшей сборке, При этом, изпартии подшипников выбирают дуплекс сминймальным моментом трения, нагружают этот" дуйлегкс максимально допустимойсилой преднатяга и измеренное значениемомента сопротивления вращению, принимают за максимальный предел, нагружаютпартию подшипников в дуплексах осевойсилой, на 1/3 большей минимально допустимой силы преднатяга, и отбирают дуплекс, у которого момент сопротивления вращению равен максимальному пределу, нагружают этот дуплекс минимальнодопустимой силой преднатяга, полученное5 значение момента сопротивления вращению принимают за минимальный предел,максимально допустимую силу преднатягаопределяют по формуле долговечности подшипников10 1 С ХГотах у, К, К оззз угде С - динамическая грузоподъемностьподшипника по каталогу;У - коэффициент осевой нагрузки по15 каталогуКо- коэффициент динамической нагрузки по каталогу;Кг - температурный коэффициент по каталогу;Х - коэффициент радиальной нагрузкипо каталогу;Гг- радиальная нагрузка;Га - осевая нагрузка;- долговечность подшипника по каталогу или требуемый ресурс подшип никовогоузла по условиям эксплуатации,а оценку пригодности дуплексов к дальнейшей сборке осуществляют при нагруженииузлов минимально-допустимой силой по усМпригМппп,где Мп риг - пригодный момент сап ротивления вращению;Мюп - минимально допустимый пределмомента сопротивления вращению,Расчетная формула для определениямаксимально допустимой силы преднатягаопределяется из формулы долговечностиследующим образом.40 С з,зз з,зз1 зад.-(.р)Х Сг + У ( Са + Сотах ) 3 КУКтгде С - динамическая грузоподъемностьподшипника по каталогу;45 У - коэффициент осевой нагрузки покаталогу;Кгт - коэффициент динамической нагрузки по каталогу;Кг - температурный коэффициент по ка 50 талогу;Х - коэффициент радиальной нагрузкипо каталогу;Гг - радиальная нагрузка;Га - осевая нагрузка.55 1 зад. - долговечность подшипника покаталогу ипи требуемый ресурс подшипникового узла по условиям эксплуатации.Путем алгебраических преобразованийизданной формулы определяют максимально допустимую силу преднатяга Готах.55 1 С Хопах =Таким образом предлагаемый способ осуществляется с учетом диапазона параметров преднатяга и действительного разброса характеристик момента трения от осевой силы,1. Из партии подшипников выбирают дуплекс с минимальным моментом трения.2. Нагружают этот дуплекс максимальнодопустймой силой преднатяга и измеренное значение момента сопротивления вращению принимают за максимальный предел,3. Нагружают партию подшипников в дуплексах осевой силой на 1/3 больше минимально допустимой силы преднатяга и отбирают дуплекс у которогомомент сопротивления вращению равен максимальному пределу,4, Нагружают этот дуплекс минимально допустимой силой и реднатяга. полученное значение момента сопротивления вращению принимают за минимальный предел,5. Максимально допустимую силу пред- натяга определяют по формуле долговечности подшипников.1 С Хо-х Ч К К о,зззт6. Оценку пригодности дуплексов подшипников к дальнейшей сборке определяются при нагружении узлов минимально допустимой силой по условиюМприг.МгпиНа фиг, 1 показана конструкция окончательно собранного подшипникоаого узла.Конструкция окончательно-собранного подшипникового узла включает 1 - корпус подшипников,2 - нагружаемыйподшипник.3. - разгружаемый подшипник, 4 - данный вал-шестерня, редуктора; 5 - гайка для затяжки узла. 6 - регулировочные шайбы для создания требуемого преднатяга, 7 - ведомая коническая шестерня, 8 - .радиальный роликоподшипник,Конические роликоподшипники 2 и 3 установлены с преднатягом параметры которого момент сопротивления вращению и осевая сила сжатия) определяются в предложенном техническом решении, Кроме того, условие пригодности в предложенном способе позволяет оценить возможность применения этих подшипников к дальнейшей сборке.На фиг. 2 показана конструктивная схема технологической измерительной оснастки для определения параметров преднатяга (перемещения между внутренними и наружными кольцами, минимальной осевой силы10 15 20 сопротивления вращению и технологического вала.На фиг. 3 показаны графики изменениямомента сопротивленИя враЩЬниЮ"й"осе вых перемещений в исследуемых дуплексах 30 35 40 45 50 преднатяга и предельных значений момента сопротивления вращению) и оценка пригодности конических подшипников при сборке редукторов,Конструктивная схема включает 9 - технологический вал, 10- технологический корпус, 11 - нагружатель для создания осевой силы на испытуемый дуплекс исследуемых подшипников (2 или 3), 12, 13 - измерители осевых перемещений колец подшипников при осевом нагружении, 14 - ведомый и ведущий диски торсионного устройства для измерения момента сопротивления вращению дуплексов, исследуемых подшипников при осевом нагружении, 15 - привод вращения ведущего дисКа, 16 - поводковый палец на ведомом диске дляпередачи крутящего момента на технологический корпус с подшипниками, 17 - оправка для установки тбрсионного измерителямомейта конических роликоподшипниках в звйсимости от осевой силы. Графики изменения момента сопротивления вращению включа- пцхют -а акспл. - максимальное эксплуатационное значение осевой силы на данном валу редуктора, определяемая как алгебраическая сумма осевых сил от каждой зубчатой пеРедачи; Ра акспл, = А+А 2,гпахгде А 2 - осевая сила от цилиндрической косозубой передачи;А 1 - осевая сила от конической зубчатой передачи.Зависимость- кривая осевых перемещений в нагружаемом подшипнике.Зависимость- кривая осевых перемещений в разгружаемых подшипниках.Зависимость- характеристика момента сопротивления вращению в дуплекс подшипников с Минимальным коэффицйентом трения,Зависимость Ч - характеристика момента сопротивления вращейию в дуплексе подшипников с максимальным коэффициентом трения,Зависимость Ч - характеристики момента сопротивления вращению вдуплексах подшипников непригодных для дальнейшей сборки в связи с тем, что при минимальном пределе момента сопротивления вращению после окойчательнбй сборки действительная осевая сила преднатяга будет всегда меньше минимально допустимого предела.Фиг, 4 - показаны графики практической реализации данного способа, опреде 1788452 8Отобранйый дуплекс нагружают минимально допустимой силой преднатягэ и полученную величину момента принимают за минимальный предел.Оценку пригодности испытуемых дуп лексов из партии подшипников осуществляют по условиюМприг.Мщи т,е, дуплексы подшипников можно считатьгодными к дальнейшей сборке если моментсопротивления вращению дуплекса при нагружении минимальной силой преднатяга5 меньше или равен Мвп,П р и м е р. Подшипниковый узел (фиг,1) грузового автомобиля с подшипниками27911 в дуплексе является опорой промежуточного вала редуктора ведущего моста, На10 наиболее нагруженный подшипник "0" -дуплекса действует эксплуатационная осевая сила Е ахспл. = 950 кг, Динамическаягрузоподъемность конического (нестандартного) роликоподшипника по данным15 ВНИПП С = 12800 кг, радиальная нагрузкана подшипник Ег = 600 кг, Х =- 0,4 - коэффициент радиальной нагрузки, У = 0,7 вкоэффициентосевой нагрузки, К =1,2, Кт =1,05- коэффициенты соответственно динамиче 20 ских и температурных условий работы подшипников (выбраны по каталогу),= 400 тыс, км - требуемый пробег (ресурс) данного вида редуктора (или= 559мин.об с учетом диаметра колеса автомоби 25 ляи передаточного отношенияцилиндрической передачи).Приведенные исходные данные используют для расчета максимального пределасилы преднатяга.30 Родопах=- 600 - 950 = 472 ю0,71,21,05 с 0,333 0,7При нагружении дуплекса подшипниковэксплуатационной осевой силой 950 кг(фиг.35 4) получили величину осевых перемещенийв нагруженном подшипнике 65 мкм по кривой , Из полученного начала координат построена кривая 11 (разгруженногоподшипника), которая на пересечении с40 кривойопределила величину минимальноГО ПрЕдЕЛа СИЛЫ ПрЕдНатяГа Ео п 1 п = 300 КГ,В результате исследования партии дуплексов испытуемых подшипников определена пара подшипников с минимальными45 потерями на трение, которая позволила определить.максимально допустимый пределмомента сопротивления вращению равныйМщах = 0,47 кгм,В результате нэгружения партии дуп 50 лексов осевой силой, на 30 оь большей минимально допустимого предела Ео опт, = 390 кг;выбрана пара подшипников:, у которой М ==Млах = 0,47 кгм, При нагружении этой пэрыйодаипников минимальным пределом силы55 преднатяга Ео ламп = 300 кг получаем минимальный предел момента сопротивлениявращению Мм = 0,37 кгм,Оценка пригодности испытуемых подшипников проведена на партии дуплексов,из которой 15/О подшипников при нэгружении минимально допустимой силой преднатяга Го гпмнп = 300 кг, имели момент сопротивления, вращению больше минимально допустимого предела, т,е, условиеМприг.Мгппне выполнялось и подшипники признаны негодными для дальнейшей сборки, т.к. их характеристики на графике (фиг. 3) выше характеристики Юи находятся в зоне характеристик Ч.Использование данного способа определения параметров преднатяга и оценки пригодности конических подшипников при сборке редукторов позволяет обьективно задать параметры преднатяга по диапазону осевых сил и пределов момента сопротивления вращению, оценить пригодность всей партии дуплексов конических подшипников к дальнейшей сборке по комплексному параметру, характеризующей качество поставляемых подшипников, что повышает точность сборки подшипниковых узлов с преднатягом и надежность работы собираемых редукторов.Формула изобретения Способ определения параметров пред- натяга и оценки пригодности конических подшипников при сборке редукторов, заключающийся в том, что подшипники устанавливают на технологический вал и в корпусе по схеме "0" - дуплекс, задают валу вращение, нагружают дуплексы подшипников осевой силой, изменяющейся от нуля до максимального эксплуатационного значения на данном валу редуктора, измеряют при этом перемещения между внутренними и наружными кОльцами каждого подшипника, определяют по полученным зависимостям перемещений оптимальную, минимально допустимую силу преднатяга, нагружают этой силой дуплекс, измеряют момент сопротивления вращения, по величине которого оценивают пригодность дуплекса к дальнейшей сборке, от л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цевью повышения точности сборки подшипниковых узлов и надежности работы собираемыхредукторов, из партии подшипников выбирают дуплекс с минимальным моментомтрения, нагружают этот дуплекс максималь 5 но допустимой силой преднатяга, измеряютмомент сопротивления вращению и принимают это значение за максимальный предел, нагружают партию подшипников вдуплексах осевой силой, на 1/3 большей10 минимально допустимой силы преднатяга,и отбирают дуплекс с моментом сопротивления вращению, равным максимальномуи ределу, нагружают этот дуплекс мин и мал ьно допустимой силой преднатяга, получен 15 ное значение момента сопротивлениявращению принимают за минимальный предел, максимально допустимую силу преднатяга определяют по формуле долговечностиподшипников20 1 С Хгогпах, К, К оззз г ау 0 гугде С - динамическая грузоподъемностьподшипника по каталогу;У - коэффициент осевой нагрузки покаталогу;Ку - коэффициент динамической нагрузки по каталогу;К - температурный коэффициент по ка. талогу;Х - коэффициент радиальной нагрузкипо каталогу;Рг - радиальная нагрузка;Ра - осевая нагрузка;- долговечность подшипника по ката 35 логу или требуемый ресурс подшипниковогоузла по условиям эксплуатации,а оценку пригодности дуплексов к дальнейшей сборке осуществляют при нагруженииузлов минимально допустимой силой по ус 40 повиюМприг.Мгпа,где Мприг, - пригодный момент сопротивления вращению;Мгами - минимально допустимый пределмомента сопротивления вращению.1788452Составитель И.СокрутоТехред М.Моргентал Корректор Т,Палийаказ 70 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5ственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101