Способ восстановления работоспособности радиально-упорного шарикоподшипника

(51) В 231 6/01 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОИ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Белорусский национальный технический университет (ВУ)(72) Авторы Минченя Николай Тимофе(73) Патентообладатель Белорусский национальный технический университет (ВУ)(56) 1. Бейзельман Р.Д. Ремонт подшипников. - Москва Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1949. - С. 23 евич Савченко Андрей Леонидович 33.Способ восстановления работоспособности радиально-упорного Шарикоподшипника,включающий его разборку, подготовку деталей к восстановлению, восстановление посадочных поверхностей нанесением слоя материала, восстановление Шариков и дорожек качения, сборку Шарикоподшипника, отличающийся тем, что восстановление дорожек качения и Шариков производят после сборки Шарикоподшипника обкаткой в абразивной среде под нагрузкой, при этом к одному из колец Шарикоподшипника прикладывают ультразвуковые колебания.Известен способ восстановления шарикоподшипников 1, состоящий из следующих этапов разборка подшипника, подготовка деталей подшипника К восстановлению (промывка, очистка поверхностей от следов коррозии, отбраковка не подлежащих восстановлению деталей), восстановление посадочных поверхностей нанесением слоя материала с последующим шлифованием и полированием, восстановление дорожек качения колец и тел качения нанесением слоя материала с последующим шлифованием и полированием,сборка. Нанесение слоя материала производится с помощью сфокусированного луча лазера в среде защитного газа, наносимый материал подается в виде порошка.Недостатком этого технологического процесса является его высокая трудоемкость,связанная с большим количеством операций.Известен способ восстановления шарикоподшипников 2, состоящий из следующих этапов разборка подшипника, подготовка деталей подшипника к восстановлению (промывка, очистка поверхностей от следов коррозии, отбраковка не подлежащих восстановлению деталей), восстановление посадочных поверхностей нанесением слоя материала с последующим шлифованием и полированием, восстановление дорожки качения одного из колец, имеющей несимметричный профиль, и тел качения нанесением слоя материала с последующим шлифованием и полированием, сборка, при которой кольцо, имеющее невосстановленную дорожку качения с симметричным профилем, переворачивается на 18 О таким образом, чтобы тела качения в собранном восстановленном подшипнике контактировали с неизношенной частью дорожки качения. Нанесение слоя материала производится с помощью сфокусированного луча лазера в среде защитного газа, наносимый материал подается в виде порошка.Недостатком этого технологического процесса является его высокая трудоемкость,связанная с большим количеством операций.Наиболее близким к предлагаемому является способ восстановления шарикоподшипников З, состоящий из следующих этапов разборка подшипника, подготовка деталей подшипника к восстановлению (промывка, очистка поверхностей от следов коррозии, отбраковка не подлежащих восстановлению деталей), восстановление посадочных поверхностей нанесением слоя материала, перешлифовка дорожек качения под новые тела качения большего размера, комплектация новым сепаратором, сборка.Недостатком этого способа является высокая трудоемкость операции по перешлифовке беговых дорожек, особенно для подшипников высоких классов точности (5, 4, 2). Кроме того, недостатком способа является необходимость замены тел качения.Задачей настоящего изобретения является снижение трудоемкости технологического процесса восстановления шарикоподшипника при сохранении имеющихся тел качения.Поставленная задача решается тем, что в способе восстановления работоспособности радиально-упорного шарикоподшипника, включающем его разборку, подготовку деталей к восстановлению, восстановление посадочных поверхностей нанесением слоя материала,восстановление шариков и дорожек качения, сборку шарикоподшипника, восстановление дорожек качения и шариков производят после сборки шарикоподшипника обкаткой в абразивной среде под нагрузкой, при этом к одному из колец шарикоподшипника прикладывают ультразвуковые колебания.Как показали результаты исследований, подшипники качения шпиндельных узлов металлорежущих станков, вышедшие из строя по точности вращения, имеют различные степени абразивного износа рабочих поверхностей, причем у большинства подшипников износ невелик и составляет 2-4 мкм. Остальные показатели, характеризующие работоспособность изношенных подшипников, практически не отличаются от аналогичных показа 2телей НОВЫХ подшипников, соответствующих ГОСТ 520, поэтому при восстановлении необходимо только восстановить исходную точность вращения. Основное влияние на потерю точности оказь 1 вает износ тел качения, приводящий К их увеличенному отклонению от сферической формы. При изготовлении шариков исправление отклонений такой величины производится на финишной операции, т.е. в процессе доводки. Кинематика шарика при работе в радиально-упорном подшипнике аналогична кинематике шарика при его доводке, поэтому исправление формы шарика может быть достигнуто при его доводке непосредственно в кольцах подшипника.Как известно, при вращении колец подшипника шарик совершает сложное движение,состоящее из движения центра шарика по окружности, и сферического, т.е. вращения шарика вокруг собственной оси. Сферическое движение раскладывается на три составляющиха)а)ка)вбкр, ГДС СОК - угловая СКОРОСТЬ КЗЧСНИЯ, ВСКТОР КОТОРОЙ направлен ПСРПСНДИКУЛЯРНО ПЛОСКОСТИ контактаСОВ - угловая СКОРОСТЬ ВСРЧСНИЯ, ВСКТОР КОТОРОЙ находится В ПЛОСКОСТИ контакта(Окр - угловая СКОРОСТЬ КРуЧСНИЯ, ВСКТОР КОТОРОЙ также находится В ПЛОСКОСТИ КОН такта.Характер движения шарика в радиально-упорном подшипнике аналогичен характеру движения шарика при доводке между двумя дисками и отличается соотношением модулей скоростей сок, сов, соц, для обоих случаев.При небольших скоростях вращения и достаточно высоких осевых нагрузках гироскопическое проскальзывание отсутствует, поэтому можно считать, что в радиально-упорном подшипнике сферическое движение шарика состоит из двух составляющих сок и сов.Если сравнивать соотношение угловых скоростей в сферическом движении шарика в радиально-упорном подшипнике и при доводке, то сокюовюокр в подшипнике равно 1 О,28 О при доводке - 1 О,О 2 О,О 3. В этом случае при доводке образуется сферическая поверхность(так называемая сферическая гранность) в подшипнике же при отсутствии гироскопического вращения согласно экспериментальным данным следы износа располагаются неравномерно. Следовательно, для получения сферической формы при доводке в кольцах подшипника необходимо добиться условия сокрфО. Этого можно добиться обеспечением возможности гироскопического вращения либо приданием шарикам принудительного вращения. В первом случае мы лишаемся возможности изменять в широких пределах частоту вращения и осевую нагрузку, поэтому обратимся ко второму случаю. Принудительное вращение шарикам можно придать приложением к одному из колец осевых механических колебаний. При этом шарики начинают вращаться поперек дорожек качения. Это происходит за счет эффекта весла, применяемого в вибродвигателях. Наилучшие условия формообразования достигаются при сокрсоксов. При использовании в качестве источника колебаний ультразвукового преобразователя можно достичь высоких значений сокр.Вариант схемы установки для обкатки подшипников представлен на чертеже. Установка состоит из центрирующих элементов 1 и 2, служащих для установки восстанавливаемого подшипника, причем один из центрирующих элементов во время работы жестко связан с кольцом подшипника (в данном случае внутренним) и с устройством для создания механических колебаний 3, а второй центрирующий элемент связан упругим элементом 4 с платформой 5, к которой приложена осевая нагрузка с помощью устройства 6 ванны 7 с абразивной средой привода обкатки 8 с ременной передачей 9 средств измерения биения одного из колец (в данном случае наружного) по дорожке качения - осевого 10 и радиального 11.С помощью описанной выше установки был выполнен ряд экспериментов по восстановлению радиально-упорнь 1 х шарикоподшипников типа 4-36204, вышедших из строя по точности вращения. Результаты исследований показали высокую эффективность предлагаемого способа.1. УегГаЬгеп 2 иш Кедепнйегеп бггНсЬег Веэспбйипдеп ап ОЬегПсЬеп. Пат. 262609 ГДР,МКИ В 23 К 26/00, 1988 /Ваппас 11 Мапйеб, Ра 111 Не 1 пг 1 с 11, Ыошошу Згейеп, К 1 а 115 шеуег Кибт Шегпег, Регег Р 1 а 2 епа, К 1 аи 5 Вйегег).2. Патент РБ Мг 5071, МКИ В 23 Р 6/00 // Бюл. Не 1. - 30.03.2003.Национальный Центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.