Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ РАЗМЕРОВ ДОРОЖЕК КАЧЕНИЯ КОЛЕЦ ДВУХРЯДНЫХ И ОДНОРЯДНЫХ РАДИАЛЬНО-УПОРНЫХ ШАРИКОПОДШИПНИКОВ - Патент РФ 2194891
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ РАЗМЕРОВ ДОРОЖЕК КАЧЕНИЯ КОЛЕЦ ДВУХРЯДНЫХ И ОДНОРЯДНЫХ РАДИАЛЬНО-УПОРНЫХ ШАРИКОПОДШИПНИКОВ
УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ РАЗМЕРОВ ДОРОЖЕК КАЧЕНИЯ КОЛЕЦ ДВУХРЯДНЫХ И ОДНОРЯДНЫХ РАДИАЛЬНО-УПОРНЫХ ШАРИКОПОДШИПНИКОВ

УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ РАЗМЕРОВ ДОРОЖЕК КАЧЕНИЯ КОЛЕЦ ДВУХРЯДНЫХ И ОДНОРЯДНЫХ РАДИАЛЬНО-УПОРНЫХ ШАРИКОПОДШИПНИКОВ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к области производства радиально-упорных шарикоподшипников, в частности к определению диаметров шариков по результатам измерения дорожек качения наружных и внутренних колец перед сборкой подшипника. Устройство для измерения отклонения комплектовочного размера дорожки качения от номинальной величины колец радиально-упорных шарикоподшипников состоит из прибора для измерения наружных двухрядных колец и прибора для измерения внутренних однорядных колец. Прибор для измерения наружных двухрядных колец содержит неподвижную и соосно расположенную подвижную пробки и измерительные шарики, разделенные сепаратором. Прибор для измерения внутренних однорядных колец содержит неподвижную втулку, в кольцевом уступе на торце которой расположены измерительные шарики, разделенные сепаратором, и измеритель перемещения базового торца измеряемого кольца. Технический результат - повышение точности измерения дорожки качения колец при отсутствии вращения измеряемого кольца. 6 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2194891
Класс(ы) патента: F16C43/04, G01B21/20
Номер заявки: 99109953/28
Дата подачи заявки: 11.05.1999
Дата публикации: 20.12.2002
Заявитель(и): Открытое акционерное общество "Саратовский подшипниковый завод"
Автор(ы): Матросов В.А.; Чистяков А.М.; Ворыпаев Н.И.
Патентообладатель(и): Открытое акционерное общество "Саратовский подшипниковый завод"
Описание изобретения: Изобретение относится к области производства радиально-упорных шарикоподшипников, в частности к определению диаметров шариков по результатам измерения дорожек качения наружных и внутренних колец перед сборкой подшипника.
Известны различные устройства для измерения в сечении колец, соответствующем номинальному углу контакта подшипника, параметров дорожки качения наружных и внутренних колец двухрядных радиально-упорных подшипников, с помощью которых по результатам измерения определяют диаметр шариков для сборки подшипника из измеренных колец.
Известно устройство (А.С. СССР 615285, кл. F 16 C 43/04, Бюл. 26, 1978 г. ) для измерения дорожек качения колец двухрядных радиально-упорных шарикоподшипников, которое содержит для измерения наружных двухрядных колец соосно расположенные неподвижный и подвижный вдоль оси усеченные конусы, измеритель перемещения подвижного конуса, двуплечий рычаг, контактирующий первым плечом с подвижным конусом, вторым плечом - с измерителем перемещения, и содержит для измерения внутреннего однорядного кольца неподвижный усеченный конус, измеритель перемещения базового торца измеряемого кольца, двуплечий рычаг, контактирующий первым плечом с базовым торцом измеряемого кольца, вторым плечом с измерителем перемещения, причем конусы имеют угол между осью и образующей поверхностью, равный номинальному углу контакта собираемого подшипника, и по окружности конусов и дорожкам качения измеряемых колец расположены контактирующие с ними измерительные шарики.
При коэффициенте передачи перемещения двуплечевого рычага, пропорционального 0,5sinβo, и при измерении внутреннего однорядного кольца, пропорционального sinβo, этим устройством измеряется отклонение комплектовочного размера от номинальной величины:
- в наружном двухрядном кольце:
ΔKН = 0,5•(ΔD•ctgβo-ΔL)•sinβo (1)
- во внутреннем однорядном кольце:
ΔKB = (Δl-0,5Δd•ctgβo)•sinβo (2)
где ΔD, Δd - отклонение диаметра дорожки качения;
ΔL, Δl - отклонение расстояния между дорожками качения и, соответственно, дорожкой качения и базовым торцом;
β0 - номинальный угол контакта, в точках которых на дорожках качения определены вышеуказанные отклонения.
Недостатком этого измерительного устройства является то, что для получения достоверных результатов измерения необходимо вращать измеряемое кольцо, что приводит к усложнению конструкции и снижению производительности измерения.
Известно устройство для контроля размеров рабочих поверхностей колец двухрядных радиально-упорных шарикоподшипников по RU 2085842, кл. F 16 С 43/04, публ. 27.07.1997, которым может быть непосредственно измерено отклонение комплектовочного размера от номинальной величины в кольцах.
Это измерительное устройство (прототип) состоит из прибора для измерения наружного двухрядного кольца и прибора для измерения внутреннего однорядного кольца, каждый из которых содержит станину для базирования измеряемого кольца и закрепленные на станине по два измерительных преобразователя перемещений с возможностью измерения отклонения комплектовочного размера дорожки качения кольца в точках номинального угла контакта в подшипнике.
Недостатком этого устройства является необходимость применения в каждом приборе не менее двух преобразователей перемещения в электрический сигнал и расположения их так, чтоб они измеряли отклонение комплектовочного размера в точках номинального угла контакта на дорожках качения колец и чтобы перемещение подвижного звена преобразователя было в направлении луча номинального угла контакта, т.е. высокая сложность конструкции.
Технической задачей изобретения является получение достоверных результатов измерения комплектовочного размера колец радиально-упорных шарикоподшипников при отсутствии вращения измеряемого кольца и при существенном упрощении конструкции измерительных приборов.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для измерения дорожек качения колец двухрядных и однорядных радиально-упорных шарикоподшипников прибор для измерения наружных двухрядных колец содержит неподвижную и соосно расположенную пробки и измерительные шарики, разделенные сепаратором и расположенные в кольцевом уступе на торце пробок с возможностью перемещения только вдоль оси пробок, и измеритель для измерения расстояния между торцами пробок, а прибор для измерения внутренних однорядных колец содержит неподвижную втулку, в кольцевом уступе на торце которой расположены измерительные шарики, разделенные сепаратором, и измеритель перемещения базового торца измеряемого кольца, при этом измерительные шарики имеют диаметр, определяемый формулой:
ш≤2R-80|ΔD|,
где R - радиус кривизны поверхности желоба измеряемой дорожки качения,
ΔD - максимальное отклонение диаметра дорожки качения в сечении, соответствующем номинальному углу контакта.
Технический результат изобретения - повышение точности измерения - достигается за счет того, что при применении измерительных шариков с диаметром, определяемым прилагаемой формулой, измеряется дорожка качения со сколь угодно большим отклонением диаметра в сечении кольца, соответствующего номинальному углу контакта с отклонением не более ±1o.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 изображена схема прибора для измерения наружного двухрядного кольца, на фиг.2 - схема размерных цепей в измеряемых наружных двухрядных кольцах, на фиг.3 - схема прибора для измерения внутреннего однорядного кольца, на фиг.4 - схема размерных цепей в измеряемых внутренних однорядных кольцах, на фиг.5 - схема прибора для измерения наружного однорядного кольца, на фиг.6 - схема размерных цепей в измеряемых наружных однорядных кольцах.
Устройство для измерения дорожки качения колец двухрядных радиально-упорных шарикоподшипников состоит из прибора для измерения наружных двухрядных колец и из прибора для измерения внутренних однорядных колец (см. фиг.1 и фиг.3) или устройство для измерения дорожки качения колец однорядных радиально-упорных шарикоподшипников состоит из прибора для измерения наружных однорядных колец и из прибора для измерения внутренних однорядных колец (см. фиг.5 и фиг.3).
Прибор для измерения наружного двухрядного кольца 1 (см. фиг.1) содержит неподвижную пробку 2 и соосно расположенную с неподвижной подвижную вдоль оси пробку 3, в кольцевом уступе на торце которых расположены измерительные шарики 4, разделенные сепаратором (не показан), который выполнен так, что измерительные шарики 4 могут перемещаться только вдоль оси пробок для возможности ввода и вывода пробок в измеряемое кольцо, и измеритель 5 расстояния между торцами пробок.
Способ измерения прибором наружного двухрядного кольца (см. фиг.1 и фиг. 2) заключается в том, что кольцо с номинальными размерами (изображено на фиг.2 сплошной линией) базируют одной дорожкой качения на измерительные шарики 4 в неподвижной пробке 2 и в измеряемое кольцо вводят подвижную пробку 3 с измерительными шариками 4 и создают на пробку 3 необходимую осевую нагрузку. Измерительные шарики войдут в контакт с дорожками качения измеряемого кольца в сечении, соответствующем номинальному углу контакта, измеритель 5, закрепленный в неподвижной пробке 2, войдет в соприкосновение с торцом подвижной пробки 3. Показания измерителя 5 при этом настраиваются на "ноль". Затем образцовое кольцо удаляют и в прибор устанавливают кольцо с неизвестным отклонением размера (изображено на фиг.2 прерывистой линией) дорожек качения и изменение положения пробки 2 вдоль оси измерит измеритель 5.
На фиг.2 обозначены в наружном кольце:
βo - номинальный угол контакта шариков с дорожками качения колец в подшипнике;
βи - угол контакта измерительных шариков с дорожкой качения измеряемого кольца;
ш - диаметр измерительных шариков;
D0, D - номинальный и возможный диаметр дорожки качения в сечении, соответствующем номинальному углу контакта (диаметр линии контакта);
L0, L - номинальное и возможное расстояние между линиями контакта;
R, ΔR - радиус и отклонение радиуса кривизны поверхности желоба;
ΔРн - величина перемещения вдоль оси торца пробки.
На фиг.2 показано, что измерительные шарики контактируют с дорожками качения образцового кольца в точках K1 и К2 при угле контакта βo, а с дорожками качения измеряемого кольца в точках К3 и K4 при угле контакта βи, значительно отличающемся от номинального.
На фиг.2 видно, что
Po = Lo+2Rosinβo+⊘ш-2•O1N1
P = L+2(R+ΔR)sinβo+⊘ш-2•O1N2
O1N1 = O1C1•sinβo = (R-0,5⊘ш)•sinβo
ΔPн = Po-P = 2•[O1N2-(R+ΔR-0,5⊘ш)•sinβo]-ΔL (3)
Из треугольника O1N2C2 следует, что

Из размерных цепей следует, что

так как
O1C2 = (R+ΔR-0,5⊘ш); N1C1 = (R-0,5⊘ш)•cosβo;

то выражение (3) примет вид:

Угол контакта, при котором происходит измерение дорожки качения кольца:

Если показания измерителя 5 будут пропорциональны 0,5•sinβo и будет выполнено условие для диаметра измерительных шариков, что
ш≤2R-80|ΔD|,
то измеритель 5 покажет величину отклонения комплектовочного размера измеряемого кольца:
ΔKн = 0,5ΔPн•sinβo (6)
Прибор для измерения внутреннего однорядного кольца 6 (см. фиг.3) содержит неподвижную втулку 7, в кольцевом уступе на торце которой расположены измерительные шарики 4, разделенные сепаратором (не показан), и измеритель 8 перемещения базового торца измеряемого кольца, закрепленный в основании прибора.
Способ измерения прибором внутреннего однорядного кольца (см. фиг.3 и фиг. 4) заключается в том, что кольцо 6 с номинальными размерами (изображено на фиг.4 сплошной линией) базируют дорожкой качения на измерительные шарики 4 в неподвижной втулке 7 с необходимой осевой нагрузкой, измерительные шарики 4 войдут в контакт с дорожкой качения измеряемого кольца в сечении, соответствующем номинальному углу контакта, измеритель 8 войдет в соприкосновение с базовым торцом измеряемого кольца. Показание измерителя 8 при этом настраивают на "ноль". Затем образцовое кольцо удаляют и в прибор устанавливают кольцо с неизвестным отклонением размера (изображено на фиг.4 прерывистой линией) дорожки качения, изменение положения базового торца которого по сравнению с образцовым измерит измеритель 8.
На фиг.4 обозначены во внутреннем кольце:
d0, d - номинальный и возможный диаметр дорожки качения в сечении, соответствующем номинальному углу контакта (диаметр линии контакта);
l0, l - номинальное и возможное расстояние между базовым торцом кольца и линией контакта;
lжо, lж- номинальное и возможное расстояние между базовым торцом и центром кривизны поверхности желоба дорожки качения;
r, Δr - радиус и отклонение радиуса кривизны поверхности желоба;
ΔPв - величина перемещения вдоль оси базового торца измеряемого кольца.
На фиг. 4 показано, что измерительные шарики контактируют с дорожками качения образцового кольца в точке K1 при угле контакта βo, а с дорожкой качения измеряемого кольца в точке K2 при угле контакта βи, значительно отличающемся от номинального.
На фиг.4 видно, что
ΔPв=(lж+O1N2)-(lжо1N1)=(lж-lжо)+(О1N2-O1N1),
так как lж = l-(r+Δr)•sinβo; lжо = lo-r•sinβo;
O1N1 = O1C1•sinβo = (r-0,5⊘ш)•sinβo,
то
ΔPв = Δl-(r+Δr-0,5⊘ш)•sinβo+O1N2 (7)
Из треугольника O1N2C2 следует, что

так как
O1C2 = (r+Δr-0,5⊘ш); C1N1 = (r-0,5⊘ш)cosβo;

то выражение (7) примет вид:

Угол контакта, при котором происходит измерение дорожки качения кольца:

Если показания измерителя 8 будут пропорциональны sinβo и будет выполнено условие для диаметра измерительных шариков, что
ш≤2r-80|Δd|,
то измеритель 8 покажет величину отклонения комплектовочного размера измеряемого кольца:
ΔKв = ΔPв•sinβo (10)
Прибор для измерения наружного однорядного кольца 9 (см. фиг.5) содержит подвижную вдоль оси пробку 10, в кольцевом уступе на торце которой расположены измерительные шарики 4, разделенные сепаратором (не показан), который выполнен так, что измерительные шарики могут перемещаться только вдоль оси пробки для возможности ввода и вывода пробки в измеряемое кольцо, и измеритель 11 осевого перемещения пробки 10.
Способ измерения прибором наружного однорядного кольца (см. фиг.5 и фиг. 6) заключается в том, что кольцо с номинальными размерами (изображено на фиг. 6 сплошной линией) базируют на плоскую поверхность базовым торцом и в измеряемое кольцо вводят пробку 10 с измерительными шариками 4 и создают на пробку 10 необходимую осевую нагрузку, измерительные шарики войдут в контакт с дорожкой качения измеряемого кольца в сечении, соответствующем номинальному углу контакта, измеритель 11, закрепленный в основании прибора, войдет в соприкосновение с торцом пробки. Показание измерителя 11 при этом настраивают на "ноль". Затем образцовое кольцо удаляют и в прибор устанавливают кольцо с неизвестным отклонением размера (изображено на фиг.6 прерывистой линией) дорожки качения, изменение положения вдоль оси пробки 10 измерит измеритель 11.
На фиг.6 обозначены в наружном однорядном кольце:
Do, D - номинальный и возможный диаметр дорожки качения в сечении, соответствующем номинальному углу контакта (диаметр линии контакта);
lo, l - номинальное и возможное расстояние между базовым торцом кольца и линией контакта;
R, ΔR - радиус и отклонение радиуса кривизны поверхности желоба;
ΔPн - величина перемещения вдоль оси пробки 10.
На фиг. 6 показано, что измерительные шарики контактируют с дорожкой качения образцового кольца в точке K1 при угле контакта βo а с дорожкой качения измеряемого кольца в точке К2 при угле контакта βн, значительно отличающемся от номинального.
На фиг.6 видно, что
Po = lo+Rsinβo+0,5⊘ш-O1N1
P = l+(R+ΔR)sinβo+0,5⊘ш-O2N2
O1N1 = O1C1•sinβo = (R-0,5⊘ш)•sinβo
ΔPн = Po-P = O2N2-(R+ΔR-0,5⊘ш)•sinβo-Δl (11)
Из треугольника O2N2C2 следует, что

Из размерных цепей следует, что

Так как
O2C2 = (R+ΔR-0,5⊘ш); N1C1 = (R-0,5⊘ш)•cosβo;

то выражение (11) примет вид:

Если показания измерителя 11 будут пропорциональны sinβo и будет выполнено условие для диаметра измерительных шариков, что
ш≤2R-80|ΔD|,
то измеритель 11 покажет величину отклонения комплектовочного размера измеряемого однорядного наружного кольца:
ΔKн = ΔPн•sinβo (13)
Выражения (5) и (9) можно представить в виде приближенной величины:

Из выражения (14) можно получить выражение для более точного определения диаметра измерительных шариков:
ш≤2R-57,3/sinβo•|ΔD/Δβ| (15)
По результатам показаний измерителей 5 и 8 или измерителей 11 и 8 определяют диаметр шариков, с которыми и с измеряемыми кольцами должен быть собран радиально-упорный шарикоподшипник, по формуле:
ш = ⊘шо+(ΔKн+ΔKв), (16)
где ⊘шo - номинальный диаметр шариков в подшипнике, имеющем кольца с номинальными размерами дорожек качения и номинальный осевой зазор.
Из выражений (1), (2) и (6), (10) или (13), (10) следует, что погрешность измерения в предлагаемом устройстве будет определяться выражениями:


При измерении колец, например, шарикоподшипника 256907 Е9С17, у которого:
осевой зазор = 0,102 мм ±0,012 мм; βo = 36°; ⊘шо = 9,998 мм
в кольцах: R = 5,25 мм; ΔD=-0,04 мм;
r=5,2 мм; Δd=+0,04 мм;
sin 36o=0,5878; cos 36o=0,809
погрешность измерения будет:
- при измерении колец устройством фирмы MARPOSS, ⊘ш = 9,99 мм
ΔПКН=-0,019 мм -(-0,016 мм)=-0,003 мм
ΔПКВ =-0,020 мм +0,016мм =-0,004 мм
угол контакта при измерении по выражению (9)
βив=arccos(0,809+0,0975)=25o, βин=arccos (0,809+0,0784)=27o
Погрешность определения диаметра шариков для сборки подшипника из измеренных колец:
ΔП⊘ш=(-0,003 мм)+(-0,004 мм)=-0,007 мм.
Если будет собран подшипник 256907 Е9С17 из этих колец и с этими шариками, то в подшипнике будет увеличен осевой зазор на величину

которая в два раза превышает допустимое отклонение.
- при измерении колец предлагаемым устройством с измерительными шариками диаметром:
ш≤2•5,2 мм-80•0,040 мм=7 мм
ΔПКн=-0,016 мм-(-0,016 мм)=0 мм
ΔПКв=-0,016 мм+0,016мм=0мм
угол контакта при измерении
βив=arccos (0,809+0,0117)=35o, βин=arccos (0,809+0,0114)=35o
Таким образом, предлагаемое измерительное устройство обладает возможностью измерять дорожки качения колец двухрядных и однорядных радиально-упорных шарикоподшипников с погрешностью измерения не более 0,0003 мм без вращения измеряемого кольца и определять диаметр шариков для сборки подшипника из измеренных колец с обеспечением осевого зазора в допуске.
Формула изобретения: Устройство для измерения отклонения комплектовочного размера дорожки качения от номинальной величины колец радиально-упорных шарикоподшипников, состоящее из прибора для измерения наружных двухрядных колец и прибора для измерения внутренних однорядных колец, отличающееся тем, что прибор для измерения наружных двухрядных колец содержит неподвижную и соосно расположенную подвижную пробки и измерительные шарики, разделенные сепаратором и расположенные в кольцевом уступе на торце пробок с возможностью перемещения только вдоль оси пробок, и измеритель для измерения расстояния между торцами пробок, а прибор для измерения внутренних однорядных колец содержит неподвижную втулку, в кольцевом уступе на торце которой расположены измерительные шарики, разделенные сепаратором, и измеритель перемещения базового торца измеряемого кольца, при этом измерительные шарики имеют диаметр, определяемый формулой
Ш≤2R-80|ΔD|,
где R - радиус кривизны поверхности желоба измеряемой дорожки качения;
ΔD - максимальное отклонение диаметра дорожки качения в сечении, соответствующем номинальному углу контакта.