Станок для магнитно-абразивной обработки сферических торцов бочкообразных роликов

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СТАНОК ДЛЯ МАГНИТНО-АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ СФЕРИЧЕСКИХ ТОРЦОВ БОЧКООБРАЗНЫХ РОЛИКОВ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(72) Авторы Акулович Леонид Михайлович Сергеев Леонид Ефимович Агейчик Валерий Александрович Ермаков Николай Иванович(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(57) Станок для магнитно-абразивной обработки сферических торцов бочкообразных роликов, содержащий С-образную станину, на которой установлены нижний ведущий и верхний прижимной диски, связанные с приводами вращения, и магнитную систему, состоящую из проходящего через станину ярма и электромагнитных катушек, установленных на нижнем ведущем и верхнем прижимном дисках, отличающийся тем, что нижний 17667 1 2013.10.30 ведущий диск связан с приводом вращения, обеспечивающим угловую скорость вращения и вокруг оси, лежащей в плоскости симметрии ярма и отклоненной от вертикали в сторону ярма на угол, составляющий от 37 до 39, выполнен в виде расположенного дном вниз симметрично оси вращения цилиндрического металлического стакана, наружный диаметр которого составляет от 80 до 100 мм, а внутренний диаметр - от 50 до 70 мм, при этом кромка цилиндрического металлического стакана обращена вовнутрь и имеет в осевом сечении угол наклона к оси симметрии от 37 до 39, верхний прижимной диск имеет горизонтальную ось вращения, лежащую в плоскости симметрии ярма, и выполнен в виде планшайбы, на которой установлены патроны, каждый из которых установлен с возможностью вращения относительно планшайбы на собственном валу с горизонтальной осью вращения, лежащей в плоскости симметрии ярма или параллельно ей, и имеет отверстие для соосной установки в него выступающим за его пределы большим сферическим торцом наружу бочкообразного ролика, при этом на каждом валу с патроном со стороны ярма противоположно патрону консольно закреплен ведомый цилиндрический ролик с возможностью контакта с ведущим роликом, установленным в С-образной станине, планшайба имеет ручной привод с фиксацией относительно С-образной станины ее положения, при котором патрон посредством цилиндрического ролика связан с приводом вращения вокруг лежащей в плоскости симметрии ярма горизонтальной оси с угловой скоростью р,составляющей от 2,5 и до 3,0 и, при этом ось вращения патрона в проходящем через плоскость симметрии ярма сечении проходит через середину кромки цилиндрического стакана нижнего ведущего диска перпендикулярно ей, а наружный диаметр нижнего ведущего диска больше наружного диаметра планшайбы с патронами. Изобретение относится к чистовой обработке изделий ферроабразивным порошком(ФАП) в магнитном поле и может быть использовано в различных отраслях машиностроения при обработке поверхностей роликов подшипников качения. Известен 1 станок для магнитно-абразивной обработки шариков, содержащий Собразную станину и магнитную систему, состоящую из проходящего через станину ярма и электромагнитных катушек, установленных на ведущем и прижимном дисках, первый из которых связан с приводом вращения вокруг вертикальной оси, а второй - с приводом возвратно-поступательных перемещений вдоль той же оси, причем на обращенных друг к другу торцах дисков выполнены канавки полукруглого профиля, а в канавке каждого диска установлены вставки из диамагнитного материала, которые расположены поочередно по обе стороны от оси симметрии полукруглого профиля канавки. Такое устройство не позволяет производить качественную и производительную магнитно-абразивную обработку поверхностей сферических торцов бочкообразных роликов роликовых упорных сферических одинарных подшипников, например номер 9039412 2, 3, 4. Задачей, которую решает изобретение, является повышение качества и производительности магнитно-абразивной обработки поверхностей сферических торцов бочкообразных роликов сферических упорных подшипников. Поставленная задача решается с помощью станка для магнитно-абразивной обработки сферических торцов бочкообразных роликов, содержащего С-образную станину, на которой установлены нижний ведущий и верхний прижимной диски, связанные с приводами вращения, и магнитную систему, состоящую из проходящего через станину ярма и электромагнитных катушек, установленных на нижнем ведущем и верхнем прижимном дисках, где нижний ведущий диск связан с приводом вращения, обеспечивающим угловую скорость вращения и вокруг оси, лежащей в плоскости симметрии ярма и отклоненной от вертикали в сторону ярма на угол, составляющий от 37 до 39, выполнен в виде расположенного дном вниз симметрично оси вращения цилиндрического металлического стакана,наружный диаметр которого составляет от 80 до 100 мм, а внутренний диаметр - от 50 до 2 17667 1 2013.10.30 70 мм, при этом кромка цилиндрического металлического станка обращена вовнутрь и имеет в осевом сечении угол наклона к оси симметрии от 37 до 39, верхний прижимной диск имеет горизонтальную ось вращения, лежащую в плоскости симметрии ярма, и выполнен в виде планшайбы, на которой установлены патроны, каждый из которых установлен с возможностью вращения относительно планшайбы на собственном валу с горизонтальной осью вращения, лежащей в плоскости симметрии ярма или параллельно ей, и имеет отверстие для соосной установки в него выступающим за его пределы большим сферическим торцом наружу бочкообразного ролика, при этом на каждом валу с патроном со стороны ярма противоположно патрону консольно закреплен ведомый цилиндрический ролик с возможностью контакта с ведущим роликом, установленным в С-образной станине, планшайба имеет ручной привод с фиксацией относительно С-образной станины ее положения, при котором патрон посредством цилиндрического ролика связан с приводом вращения вокруг лежащей в плоскости симметрии ярма горизонтальной оси с угловой скоростью , составляющей от 2,5 и до 3,0, и при этом ось вращения патрона в проходящем через плоскость симметрии ярма сечении проходит через середину кромки цилиндрического стакана нижнего ведущего диска перпендикулярно ей, а наружный диаметр нижнего ведущего диска больше наружного диаметра планшайбы с патронами. На фигуре изображен общий вид станка с разрезами по оси симметрии ярма. Станок для магнитно-абразивной обработки сферических торцов бочкообразных роликов содержит С-образную станину 1 и магнитную систему, состоящую из проходящего через станину 1 ярма 2 и электромагнитных катушек 3 и 4, установленных на нижнем ведущем 5 и верхнем прижимном 6 дисках, связанных с приводами вращения. Нижний ведущий диск 5 связан с приводом вращения от электродвигателя 7 вокруг лежащей в плоскости симметрии ярма 2 и отклоненной от вертикали в его сторону на угол 37-39 оси с угловой скоростью и. Он выполнен в виде расположенного дном вниз симметрично оси вращения цилиндрического металлического стакана с наружным и внутренним диаметрами соответственно 80-100 мм и 50-70 мм, обращенная вверх кромка которого имеет в осевом сечении угол наклона к оси симметрии 37-39. Верхний прижимной диск 6 имеет горизонтальную ось вращения, лежащую в плоскости симметрии ярма 2. Он выполнен в виде планшайбы с установленными на ней консольно со стороны, противоположной ярму 2,патронами 8. Каждый патрон 8 закреплен на собственном валу 9 с горизонтальной осью вращения, лежащей в плоскости симметрии ярма 2 или параллельно ей с возможностью вращения вала 9 относительно планшайбы 6. Каждый патрон 8 имеет противоположное ярму 2 наружное отверстие с установленным в него соосно с помощью уплотнительного фиксирующего резинового кольца 10 с выступающим большим сферическим торцом наружу бочкообразным роликом 11, например, роликового упорного сферического одинарного подшипника номер 9039412 с длиной ролика 22,5 мм, максимальным диаметром ролика 20,5 и радиусом кривизны сферической поверхности ролика 80 мм. На каждом валу 9 патронов 8 со стороны ярма 2 противоположно патрону консольно закреплен ведомый цилиндрический ролик 12 фрикционной передачи, который при обработке бочкообразного ролика в патроне 8 контактирует с установленным в станине 1 с возможностью вращения ведущим роликом 13 фрикционной передачи с приводом вращения от электродвигателя 14. Планшайба 6 имеет ручной привод поворота вокруг своей оси с помощью оператора с фиксацией относительно станины 1 с помощью штыря 15 и расположенных в планшайбе отверстий 16 и отверстия в станине 17 ее положения при нижнем расположении каждого патрона 8 с роликом 11, которые при обработке бочкообразного ролика оказываются связанными с приводом вращения от электродвигателя 14 с помощью фрикционной передачи с цилиндрическими роликами 12 и 13 вокруг лежащей в плоскости симметрии ярма 2 горизонтальной оси с угловой скоростью . В нижнем положении в проходящем через плоскость симметрии ярма 2 сечении ось вращения патрона 8 с роликом 11 проходит через середину кромки цилиндрического стакана нижнего ведущего дис 3 17667 1 2013.10.30 ка 5 перпендикулярно ей, а зазор между этой кромкой и сферической поверхностью ролика 11 составляет зазор 1-2 мм, а направления вращения диска 5 и патрона 8 с роликом 11 направлены так, что их окружные скорости со стороны внешней части относительно оси вращения ролика 11 кромки направлены в разные стороны, причем(2,5-3,0)и,где- угловая скорость патрона с роликом и - угловая скорость верхнего прижимного диска. Наружный диаметр нижнего ведущего дискабольше наружного диаметра планшайбы с патронами . Станок работает следующим образом. Перед началом работы после установки обрабатываемых бочкообразных роликов 11 в патрон 8 обрабатываемый ролик вместе с патроном поворотом планшайбы 6 вручную оператором устанавливается в рабочее положение, причем ведомый цилиндрический ролик 12 этого патрона входит в контакт с ведущим роликом 13 фрикционной передачи. Планшайба 6 фиксируется относительно станины 1 с помощью штыря 15, и между сферической поверхностью нижнего ролика 11 и кромкой нижнего ведущего диска 5 в образовавшийся между ними минимальный зазор 12 мм помещается ФАП (на фигуре не показано). Нижний ведущий диск 5 приводится с помощью электродвигателя 7 во вращение вокруг наклонной оси, а патрон 8 вместе с бочкообразным роликом 11 приводится с помощью электродвигателя 14 во вращение вокруг своей горизонтальной в плоскости симметрии ярма оси. Торцевая сферическая поверхность бочкообразного ролика 11 плавно и равномерно обрабатывается расположенным между ней и кромкой нижнего ведущего диска 5 ФАП, при этом силы трения, веса и магнитное поле катушек 3 и 4 удерживают бочкообразный ролик 11 в патроне 5. Увеличенная в 2,5-3,0 раза угловая скорость патрона с роликом по сравнению с угловой скоростью нижнего ведущего диска и установленные направления вращения диска 5 и патрона 8 так, что их окружные скорости со стороны внешней части кромки в сечении по плоскости симметрии ярма направлены в разные стороны, позволяет устранить неоднородность абразивного воздействия на сферический торец ролика, а изменение зазора между сферической поверхностью торца ролика 11 и кромкой нижнего ведущего диска 5 обеспечивает подвижность ферроабразивной щетки для нивелирования разницы окружных скоростей точек сферического торца ролика. При этом происходит процесс самозатачивания абразивных зерен, снижается степень температурного и абразивного воздействия на сферическую поверхность торца, обеспечивается стабильность качественных характеристик поверхностного слоя торца ролика путем оптимизации глубины резания и уменьшения интенсивности воздействия теплоты, выделяющейся при резании, от периферии к центру ролика. Имеющее место при работе станка перекрестное воздействие абразивных зерен обеспечивает высокую степень точности обработки сферической поверхности торца ролика путем ее совпадения с траекторией движения абразивных зерен и создания эффекта постоянства процесса резания. По прошествии необходимого для выполнения технологической операции времени обработки сферической поверхности ролика 11 без выключения электродвигателей 7 и 14 оператор вынимает штырь 15 и поворотом вручную планшайбы 6 перемещает следующий подлежащий обработке ролик 11 в рабочее положение и снова фиксирует планшайбу 6 относительно станины 1 штырем 15. Далее обработанный ролик заменяется на подлежащий обработке. Источники информации 1. А.с. СССР 1030147, МПК 24 31/00, 1983. 2. Нарышкин В.Н., Коросташевский Р.В. Подшипники качения Справочник. - М. Машиностроение, 1984. - С. 60-61. 17667 1 2013.10.30 3. ГОСТ 520-2002. Подшипники качения. Общие технические условия. Межгосударственный стандарт. - Минск, по заказу Госстандарта РФ. - С. 126. 4. ГОСТ 9942-90. Подшипники упорные радиальные роликовые сферические одинарные. Технические условия. - М. ФГУП, Стандартинформ, 2007. - С. 1-5. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5