Способ определения качества подшипников

(57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано . преимущественно в подшипниковой промышленности для определения качества подшипников путем измерения радиальИзобретение относится к машиностроению и может быть использовано преимущественно в подшипииковой про" мышленности для определения качества собранных подшипников,Известен способ определения качества подшипников, согласно которому измеряют относительное биение (вибрацию) колец подшипника при вращении и осевой нагрузке, производят разложение этих биений в ряд фурье . и по амплитудам информационных гармонических составляющих определяют качество подшипника.Однако измеряемые таким способом величины характеризуют только радиальное и осевое биение (вибрацию) дорожки качениявнутреннего кольца относительно наружного, при этом на результаты измерения накладываются погрешности изготовления дорожки каОО но связанных с бжен балансировочложенными по его корпусом, груз с ными винтами, рас торцу,ГОСУДАРСТВЯННЦй Н 0 МИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ного биения. Целью является повышениеточности измерения биений оси вращенияколец подшипников с приложенной к не-.му осевой нагрузкой. Способ осуществ":ляют путем измерения биения оси вращения (БОВ) одного иэ -колец с приложенной к нему осевой нагрузкой и сравнения результатов измерения с Эталонными, полученными экспериментальным,путем, Перед измерением БОВ совмещают оси вращения,. измерителя, регистри"рующего БОВ, и измеряемого кольуа.под".шипника, а при измерении БОВ измеритель и кольцо вращают совместно.8 ил., 1 табл. чения наружного кольца, в связи с чем точность этого способа невысока.Наиболее близким к предлагаемому является способ контроля биений подшипников качения, реализованный в устройстве, содержащем соосно смонтированные в корпусе шпиндель с опорой для установки внутреннего кольца контролируемого подшипника, воздействующий на наружное кольцоконтролируемого подшипника груз с индикаторами и муфту,при этом центры масс груза и поворота наружного кольца подшипника совмещены, груз выполнен чашеобразным, а муфта - в виде охватывающих груз Г-образных кронштейнов, шарнирОднако на измеряемую величину радиального и осевого биения дорожеккачения колец подшипника накладываются погрешности изготовления базирую" .щей поверхности колец, т,е, все ви 5ды отклонений .формы которой, контактируя со щупом преобразователя, пере"даются на измерительные устройства,снижая точность измерения. 10Целью изобретения является повышение точности измерения биений осивращения колец собранных подшипников с приложенной к нему осевой нагРузкой и опРеделение качества подшипников,Поставленная цель достигается тем,что .согласно предлагаемому способуизмерения биения оси вращения одно"го иэ колец с,приложенной к немуосевой нагрузкой и сравнением результатов измерения с эталонными, получен"ными экспериментальным путем, совмещают оси вращения измерителя и измеряемого кольца, а при измерении биения 25измеритель и кольцо вращают совместно. При использовании разложения этихбиений в ряд Фурье с выделением,ам"плитуд информационных гармоническихсоставляющих исключают первую гармоническую составляющую, так как онахарактеризует только погрешность отнесоосности оси контролируемого кольца подшипника и оси враЩения шпинделя, а по значениям гармонических составляющих с -использованием зависимос" З 5ти биений оси вращения от параметров подшипника судят о качестве изготовления подвипников.Согласно изобретению ось вращенияизмеряемого собранного подшипника40совмещают с теоретической осью вра"щения, реализованной прецизионным ара"щением шпинделя прйбора,.у которогорадиальное биение не: более 0;025 мкм,45что:допустимо мало для .контролируемой, величинЫ, а;:при"измерении биения измерительи кевацо вращают -совместно.,1 а .Фиг.,1.,ивображейа.схема устройства, реализующего предлагаемый способ при изийрении радиальиого биейия , 50оои вращениянаэужйого кольца собранного-подаипйикй; на фиг.2 - видА и разрез Б-Б на фиг,1;,на фиг.3схема измерения радиального биения55оси вращения наружного кольца соб-ранного"шарикоподшипника; на -Фиг.4 схема измерения,осевого биения осивРащения наружного кольца собранногошарикоподшипника; на фиг.5 - схема измерения биения оси вращения внутрен. него кольца собранного подшипника с приложенной к нему осевой нагрузкой; на фиг.б - схема измерения радиального биения оси вращения наружного коль" ца собранного подшипника при имеющейся разностенности внутреннего кольца, которую устраняют при совмещении оси вращения измерителя, регистрирующего биение оси вращения, и измеряемого кольца подшипника, а при измерении биения оси вращения измеритель и кольцо вращают совместно; на фиг.7 схема измерения радиального биения оси вращения наружного кольца собранного подшипника при имеющейся разностенности внутреннего кольца, которая .влияет на показания измерителя (а и а - наибольшее и наименьшее расстояния в радиальном;направлении от середины дорожки качения внутреннего кольца до внутренней ци" линдрической поверхности); на фиг.8- профилограмма радиальной траектории биения оси вращения за три различных оборота кольца.Устройство для реализации способа состоит иэ корпуса 1, базируемого по наружному диаметру в магнитной призме 2, с расположенйой в нем оправкой 3, на которую по отверстйю внутреннего кольца базируют контролируемый подшипник 4, по наружному диаметру и торцу наружного кольца кото" рого базируется груз 5 для создания осевой нагрузки на подшипник 4. Кроме того, устройство содержит поводок 6, входящий в паз груза 5 и закрепленный на кронштейне 7,;, который с помощью, винтов присоединен к торцу измерителя 8, передающего вращение от шпинделя е прибора одновременно грузу 5.и щупу 10, который также соеди" . нен с измерителем 8, при этом оси .щупа 1 О и поводка 6 располагают в одной плоскости и с одной стороны груза 5.Согласно изобретению на установ" ленную в корпус 1 оправку 3 по отверстию внутреннего кольца базируют контролируемый подшипник 4, посадоч-ный диаметр которой обработан с допуском 0,01 мм, допуском перпендикулярности 0,003 мм, допуском со".осности 0,001 мм.Груз 5 чашеобраэной формы с отверстием, диаметр которого равен(2) 5 1709189 6наружному диаметру наружного кольца Ось поводка 6 и щупа 10 располоконтролируемого подшипника 4, обрабо- жены в одной плоскости и с одной сто-тан с,допуском 0,010 мм, допуском Роны устройства,перпендикулярности 0,002 мм, бази" От шпинделя 9 прибора вращение соруют по торцу и наружному диаметру5общается измерителю 9 со щупом 1 Окольца, чем исключают опрокидываю- и с помощью поводка 6 грузу 5 ко=чко=щии момент.: торый за счет трения внутреннегоИаксимальный опрокидывающий мо- тоРЧа гРуза и торца кольца, а такжемент наружного кольца контролируемо поверхностей внутреннегоего диаметраго подшипника определяют по формуле отвеРстия груза и наружнРужного диаметра. наРУжного кольца контролируемого ирг шипника, вращает совместно со шпинЬ И макс "-х в 1 п 9 хЬ юрввца . 2делем 9 прибора наружное кольцо. изме 15 ряемого подшипника 4, исключаяэтимвлияние погрешности Формы баэирующейповерхности на величину биения, таккак шуп 10 наконечника, измерителя 8где Рг - вес груза, кГ;не ощупывает все неровности - откло"- угол контакта наружного 20 нения формы этой поверхности, как прикольца контролируемого вращении кольца относительно неподподшипника; вижного щупа измерителя.Дс 1 - Радиальный зазор в подшип-Для измерения осевого биениянике. оси вращения колец подшипников щупВсе величины малы, поэтому опроки 1 О измерителя 8 должен взанмодейстдйвающий момент наружного кольцавовать с торЦом груза 5 или торцоМстремится к нулю.контролируемого кольца (фиг.4)Иаксимальный момент груза опреде- За величину биения оси вращенйяляется по Формуле кольца собранного подшипника Д при"Р30 нимают величину (рассеяние) максималь"ной Размытости записи Ч на диаг"массИе - -2- х 2 Ъ.рамме радиальной траектории биенияоси вращения за три оборота кольцас учетом масштабного коэффициента Ч,где Рт - вес груза, кГ; З 5 зависящего от выбранного при записиКя - радиус дорожки качения на". вертикального увеличения (Фиг.8),ружного кольца в угле кон- т.е.такта.Груз опрокидывается, если опрокиды-вающий момент больше момента груза, 40 Йр= ЧмаЧе мкмт.е. при ЬИмас т И, но по фор-мУлам (1) и (2) видно, что ЬИмщ Точность оси вРащениЯ ЯвлЯетсЯ ноРзначительно меньше И; следовательно, мируемым параметром для подшипниковчф в фопрокидывающии момент наружного коль- применяемых в гироскопах, в блоках. ца не влияет на результат измерения 45 видеоголовок видеомагнитофона и вбиения колец подшипников, шпинделях накопителей на жестких магСобранный таким образом узел бази- нитных дисках.руют по наружному диаметру корпуса 1, Если измеренная величина биенияизготовленного по второму классу точ- оси вращения превышает нормируемыености с допуском О,О мм в магнитйой .50 на этот параметр величины, т.е. этапризме 2, устанавливаемой на столелонные, полученные экспериментальнымприбора. путем, то с помощью анализов, приве"В паз груза 5 вводят до соприкос- денных в примере выполнения способа,новения со стенками паза поводок 6, можно определить качество подшипникаа щуп 10 - до контакта с наружным и установить причины повышенной ве 55.диаметром контролируемого подшипни-, . личины биений оси вращенияТакойка 4 в плоскости, проходящей через -; ;контроль пвзволяет производить ана"центр поворота,наружного кольца под- лиз качества подшипников и предъявшипника. лять обоснованные требования к техно",0 31 логии их изготовления при нормируе- биения оси вращения за три различныхмых выходных параметрах. оборота кольца собранного .подшипника,П р и м е р. Производили измеренияумноженной на масштабный коэффициент, биений оси вращения наружных колец 5 зависящий от выбранного вертикального собранных промытых и смазанных ра-увеличения при записи. диальноеупорных.шариковых подшипни- Результаты измерений биения оси ков типа 1006096, у которых наружный вращения наружного кольца 20 шт. поддиаметр наружного копьца 15 мм,внутшипников сведены. в таблицу. ренний диаметр внутреннего кольца . Ь мм, ширина колец 5 мм Для этого Из таблицы видно, что 1) подшип -"подшипник уствнавливалй на оправку 3 ников оказались годными с допуском ,. жестко закрепленную в корпусе 1, по радиальному биению оси вращения который крепился в призму магнитно-0,35 мкм и осевому биению 1,3 мкм и го приспособления 2, Груз 5 с двумя 15 3 подшипника забракованы, так как симметричными пазами для поводка ус- превышают эталонные величины, принятанавливали по наружному диаметру и тые как допуск на изготовление подторцу наружного кольца, По диаметрушипников. оправки 3 производили предваритель-Вследствие использования предланое центрирование всей установки от гаемого способа получают более точ.йосительно вращения шпинделя. Затем ную картину. влияния качества изготовзакрепляли кронштейн 7 с поводком 6 ления колец и шариков на биение. на измерителе 8. Измеритель 8 с по- Подшипники качественно улучшаются, поводком 6, и наконечником 10 подводил- вышается процент выхода годных под" ся. к.грузу 5 и подшипнику 4, при 25 шипников на 0,06, этом поводок 6 вводили в паз груза .: до касания его стенками паза, а нако- ф о р и у л а и з о б р е т е н и я .нечник 10 - до касания с наружной поверхностью наружного кольца контроли-: Способ определения качества подруемого подшипника. Затем производи- Э 0 шипников, заключающийся в,том, что ли окончательное центрирование и за- нагружают подшипник осевой нагрузпись трех биений оси вращения наруж- кой, измеряют бйенйе оси вращения ного кольца. за три различных оборота одного из колец и,сравнивая резульа, подшипника на одной проилограмме. таты йзмерения с эталонными, полученИзмерение биения оси вращения про" З 5 ными экспериментальным путем, опреводили на приборе "Талиронд" с фильт- деляют качество подшипника, о т л иром Ъоюяи 1" с диапазоном пропуска- ч а ю щ и й с я тем, что, с целью г ния 1"500 неровностей на оборот.повышения точности измерения, передБиение оси вращения кольца собран" измерением. биения. совмещают оси враного. подшипника определялось величи" 40 щения йзмерктеля и измеряемого кольца, ной максимальной размытости записи а йри. измерении, биения измеритель и на.диаграмме радиальной траектории , кольцо вращают .совместно, .вее ееееееаааввввееВввв Маааааа Опыт Биение оси вращений, мкмПримечание а ее е е е в е е е а а е Е ЧЕ е вв Е1 У 09189 Фиг.д Составитель Е.БоковРедактор Т.Лазаренко Техред А,Кравчук орректор Л. Пилипе ГКНТ ССС роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина 101Э ЗаНИИПИ 120ТиражГосударственного комите113035,. Москва Подписное по изобретениям н открытия Ж, - Рауаская наб., д. 4/5