Способ испытания неподвижного соединения вала с внутренним кольцом подшипника качения

Способ испытания неподвижного соединения вала с внутренним кольцом подшипника качения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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. 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, изменяют по величине и направлению (радиальная составляющая нагрузки изменяется по величине, осевая составляющая нагрузки - по величине и направлению), моделируя условия работы реального подшипникового узла с перекосом. 2 ил. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИ Ч Е С К ИХ

РЕСПУБЛИК (я) G 01 M 13/04

ГОСУДАР СТ BE ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4826311/27 (22) 19.03.90 (46) 30.04.92. Бюл. N 16 (71) Ленинградский сельскохозяйственный институт (72) В.Я.Сковородин, Ю.В.Иванщиков, Е.B.Êàñàâ÷åíêo и С.С.Груздов . (53) 658,562.012,7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1187007, кл. G 01 N 3/56, 1985. (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ НЕПОДВИЖНОГО СОЕДИНЕНИЯ ВАЛА С ВНУТРЕННИМ КОЛЬЦОМ ПОДШИПНИКА КАЧЕНИЯ (57) 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 приИзобретение 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

„„5U ÄÄ 1730547 А1 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 натяroM 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 испытаний.

1730547

Условия 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, всегда присутствующую в эксплуатационных условиях, то зто не соответствует реальным условиям работы соединения вала с кольцом подшипника качения и, как следствие, не соответствует эксплуатационным условиям его работы.

Цель изобретения — повышение достоверности испытаний путем обеспечения в соединении условий, близких к эксплуатационным.

Поставленная цель достигается тем, что способ испытания неподвижного соединения вала с внутренним кольцом подшипника качения, заключается в том, 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. кольцо на вал напрессовывают с перекосом, угол которого равен максимально допустимому по техническим условиям углу перекоса, а после регистрации положения кольца измеряют время, через которое происходит изменение положения кольца относительно вала по скорости вращения вала и продолжительности испытаний рассчитывают число циклов нагружения и путь трения, по которым определяют прочность соединения вал — кольцо, На фиг. 1 -изображено устройство для осуществления способа испытания неподвижного соединения вала с внутренним кольцом подшипника качения; на фиг. 2; а) — схема действия составляющих прикладываемой нагрузки в крайнем правом положении точки ее приложения, 0 =OMa

Изобретение осуществляют следующим образом.

На вал 1, ось посадочной поверхности под кольцо 2 которого наклонена на величину допустимого по техническим условиям угла перекоса О по отношению к оси вращения, с заданным натягом напрессовывают внутреннее кольцо подшипника 2 качения, 5

55 зажимают его в шпиндель 5 привода, центрируют вращающимся центром 6, 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.2а,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.

Пример, Производили изнашивание неподвижных соединений типа вал — внутреннее кольцо шарикоподшипника типоразмера 313 в характерном режиме работы подшипникового узла коробки передач трактора К-700А при нагрузке 11 кН. Материал вала 1 — термообработанная сталь

40ХС, внутреннего кольца подшипника 2— стал ь подшип н икова я ШХ15. . 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 нагрузки

Fal = Рь sin О,„, = 11000 0,0023 = 25 Н, При О = О „, = 40 горизонтальная составляющая прикладываемой нагрузки

Fa2 = Ь StA 02„ (с = 11000 0,0116 = 128 Н

При условии, когда угол перекоса

О =О,„,, продукты износа в результате фреттинг-коррозии были зафиксированы <е1730547

Фиг.f рез 4,1 ч работы, а после 37-часовой наработки зарегистрировано смещение кольца относительно посадочной поверхности вала.

При условии, когда угол перекоса 5

0= „,„,, продукты износа в результате фреттинг-коррозии были зафиксированы через 2 ч работы, а после 21-часовой наработки зарегистрировано смещение кольца относительно посадочной поверхности вала.

Следовательно, перекос отрицательно влияет на долговечность неподвижного соединения вала с кольцом подшипника качения. 15

Формула изобретения

Способ 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, отличающийся 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.

1730547

Составитель Ю. Иванщиков

Техред М.Моргентал КоРРектоР О.Кравцова

Редактор Н.Шитев

Заказ 1509 Тираж Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета Ilo изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101