Станок для комбинированной обработки поверхностей бочкообразных роликов подшипников

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СТАНОК ДЛЯ КОМБИНИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ БОЧКООБРАЗНЫХ РОЛИКОВ ПОДШИПНИКОВ(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 комбинированной обработки поверхностей бочкообразного ролика подшипника, содержащий С-образную станину, закрепленный на С-образной станине шлифовальный круг с вертикальной осью вращения, выполненный в виде полого прямого цилиндра, нижнее основание которого выполнено с возможностью охвата большого сферического торца шлифуемого бочкообразного ролика, магнитную систему, содержащую установленное в С-образной станине ярмо, нижний, установленный с возможностью вращения, и верхний горизонтальные диски, электромагнитные катушки, расположенные в плоскости симметрии ярма и установленные на верхнем и нижнем горизонтальных дисках, причем нижний горизонтальный диск выполнен с выемкой в виде обращенного меньшим основанием вниз усеченного прямого кругового конуса с углом наклона образующей к горизонтальной плоскости 45 и отверстием по вертикальной оси симметрии, в 18211 1 2014.06.30 котором установлен вертикальный вал с закрепленным на его верхнем конце с зазором над горизонтальной поверхностью выемки малым плоским диском, а верхний горизонтальный диск выполнен в виде обращенного меньшим основанием вниз усеченного прямого кругового конуса с углом наклона образующей к горизонтальной плоскости 45,причем между верхним и нижним горизонтальными дисками с образованием зазоров от 2 до 3 мм с ними установлена выполненная в виде половины усеченного прямого кругового конуса, обращенного меньшим основанием вниз, с углом наклона образующей к горизонтальной плоскости 45, например, из фторопласта диамагнитная перегородка с выемкой в виде половины усеченного прямого кругового конуса, обращенного меньшим основанием вниз, с углом наклона образующей к горизонтальной плоскости 45, к нижней вертикальной торцевой плоскости диамагнитной перегородки прикреплен с помощью,например, клея выполненный, например, из фторопласта диамагнитный параллелепипед с горизонтальными верхней и нижней гранями, одна из боковых граней которого выполнена наклонной, образуя с верхним его основанием угол 135, при этом в центре наклонной грани диамагнитного параллелепипеда установлен с возможностью вращения сквозной металлический стержень, на одной части которого выполнена резьба для навинчивания бочкообразного ролика, в котором со стороны меньшего основания выполнено технологическое резьбовое отверстие, с образованием зазоров между боковой поверхностью бочкообразного ролика и конусными поверхностями нижнего и верхнего горизонтальных дисков от 1 до 4 мм, на торце второй части металлического стержня закреплен конический каток в виде обращенного меньшим основанием вниз усеченного прямого кругового конуса с углом наклона его образующей к оси симметрии металлического стержня 45, причем боковая поверхность конического катка контактирует с поверхностью малого плоского диска, образуя с ним фрикционную передачу, к С-образной станине жестко прикреплен планетарный редуктор с фланцевым электродвигателем внизу, вал которого соединен с ведущим колесом планетарного редуктора, при этом нижний горизонтальный диск связан с ведомым центральным колесом планетарного редуктора, а ведомое водило планетарного редуктора связано с вертикальным валом, причем оси симметрии вертикального вала и водила совпадают. Изобретение относится к комбинированной одновременной шлифовальной обработке и 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 С-образную 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 шлифовальную обработку поверхностей сферических торцов и магнитно-абразивную обработку боковых поверхностей бочкообразных роликов роликовых упорных сферических одинарных подшипников, например,номер 9039428 2, 3,4. Задачей, которую решает изобретение, является повышение качества и производительности одновременной шлифовальной обработки поверхности большого сферического 18211 1 2014.06.30 торца и магнитно-абразивной обработки боковой поверхности бочкообразного ролика роликовых упорных сферических одинарных подшипников. Поставленная задача решается с помощью станка для комбинированной обработки поверхностей бочкообразного ролика подшипника, содержащей С-образную станину, закрепленный на С-образной станине шлифовальный круг с вертикальной осью вращения,выполненный в виде полого прямого цилиндра, нижнее основание которого выполнено с возможностью обхвата большого сферического торца шлифуемого бочкообразного ролика, магнитную систему, содержащую установленное в С-образной станине ярмо, нижний,установленный с возможностью вращения, и верхний горизонтальные диски, электромагнитные катушки, расположенные в плоскости симметрии ярма и установленные на верхнем и нижнем горизонтальных дисках, причем нижний горизонтальный диск выполнен с выемкой в виде обращенного меньшим основанием вниз усеченного прямого кругового конуса с углом наклона образующей к горизонтальной плоскости 45 и отверстием по вертикальной оси симметрии, в котором установлен вертикальный вал с закрепленным на его верхнем конце с зазором над горизонтальной поверхностью выемки малым плоским диском, а верхний горизонтальный диск выполнен в виде обращенного меньшим основанием вниз усеченного прямого кругового конуса с углом наклона образующей к горизонтальной плоскости 45, причем между верхним и нижним горизонтальными дисками с образованием зазоров от 2 до 3 мм с ними установлена выполненная в виде половины усеченного прямого кругового конуса, обращенного меньшим основанием вниз, с углом наклона образующей к горизонтальной плоскости 45, например, из фторопласта диамагнитная перегородка с выемкой в виде половины усеченного прямого кругового конуса,обращенного меньшим основанием вниз, с углом наклона образующей к горизонтальной плоскости 45, к нижней вертикальной торцевой плоскости диамагнитной перегородки прикреплен с помощью, например, клея выполненный, например, из фторопласта диамагнитный параллелепипед с горизонтальными верхней и нижней гранями, одна из боковых граней которого выполнена наклонной, образуя с верхним его основанием угол 135, при этом в центре наклонной грани диамагнитного параллелепипеда установлен с возможностью вращения сквозной металлический стержень, на одной части которого выполнена резьба для навинчивания бочкообразного ролика, в котором со стороны меньшего основания выполнено технологическое резьбовое отверстие, с образованием зазоров между боковой поверхностью бочкообразного ролика и конусными поверхностями нижнего и верхнего горизонтальных дисков от 1 до 4 мм, на торце второй части металлического стержня закреплен конический каток в виде обращенного меньшим основанием вниз усеченного прямого кругового конуса с углом наклона его образующей к оси симметрии металлического стержня 45, причем боковая поверхность конического катка контактирует с поверхностью малого плоского диска, образуя с ним фрикционную передачу, к Собразной станине жестко прикреплен планетарный редуктор с фланцевым электродвигателем внизу, вал которого соединен с ведущим колесом планетарного редуктора, при этом нижний горизонтальный диск связан с ведомым центральным колесом планетарного редуктора, а ведомое водило планетарного редуктора связано с вертикальным валом, причем оси симметрии вертикального вала и водила совпадают. Станок для комбинированной обработки поверхностей бочкообразных роликов подшипников содержит С-образную станину 1 и магнитную систему, состоящую из проходящего через станину 1 ярма 2 и электромагнитных катушек 3 и 4 с совпадающими,находящимися в плоскости симметрии ярма 2 вертикальными осями симметрии, установленных на верхнем 5 и нижнем 6 с возможностью вращения относительно общей с катушками 3 и 4 вертикальной оси симметрии горизонтальных дисках, выполненных из ферромагнитного материала, например стали 10 по ГОСТ 1050-88. Нижний горизонтальный диск 6 имеет по его вертикальной оси симметрии центральное сквозное отверстие и выполнен с выемкой в виде обращенного меньшим основанием вниз усеченного прямого 3 18211 1 2014.06.30 кругового конуса с углом наклона образующей к горизонтальной плоскости 45. Верхний горизонтальный диск 5 выполнен в виде обращенного меньшим основанием вниз усеченного прямого кругового конуса с углом наклона образующей к горизонтальной плоскости 45 с установленной сверху электромагнитной катушкой 3. Между верхним 5 и нижним 6 горизонтальными дисками закреплена на станине с зазорами с ними 2-3 мм выполненная из, например, фторопласта диамагнитная перегородка 7 в виде соосной оси вращения дисков 5 и 6, расположенной со стороны неразрывной вертикальной части ярма 2 симметрично его плоскости симметрии обращенного меньшим основанием вниз половины усеченного прямого кругового конуса с углом наклона образующей к горизонтальной плоскости 45 с верхней соосной оси вращения дисков выемкой в виде обращенного меньшим основанием вниз усеченного прямого кругового конуса с углом наклона образующей к горизонтальной плоскости 45. К находящейся в проходящей через ось вращения дисков плоскости, перпендикулярной плоскости симметрии ярма 2, нижней вертикальной торцевой плоскости диамагнитной перегородки 7 с горизонтальными верхней и нижней гранями прикреплен, например, с помощью клея выполненный из, например, фторопласта диамагнитный параллелепипед 8, две параллельные плоскости симметрии ярма боковые грани которого расположены от этой плоскости на расстоянии радиуса меньшего основания усеченного прямого кругового конуса диамагнитной перегородки 7, а наиболее удаленная от неразрывной вертикальной части ярма 2 перпендикулярная его оси симметрии наклонная грань диамагнитного параллелепипеда 8 образует с верхним его основанием угол 135. В центре тяжести наклонной грани нижнего диамагнитного параллелепипеда 8 перпендикулярно к ней установлен с возможностью вращения сквозной металлический стержень 9, выполненный своей верхней выступающей над наклонной гранью диамагнитного параллелепипеда 8 частью с резьбой, на которую навинчен своим по оси симметрии выполненным со стороны меньшего основания технологическим резьбовым отверстием бочкообразный ролик 10. Зазоры между боковой поверхностью бочкообразного ролика 10 и конусными поверхностями нижнего 6 и верхнего 5 горизонтальных дисков равны 1-4 мм. Сквозной металлический стержень 9 на конце своей нижней выступающей под нижней поверхностью диамагнитного параллелепипеда 8 части имеет закрепленное на его торце, выполненное соосно с ним, обращенное меньшим основанием своей делительной поверхности вниз коническое зубчатое колесо 11, причем оси симметрии сквозного металлического стержня и закрепленного на его нижнем конце конического зубчатого колеса совпадают, а само коническое зубчатое колесо своей нижней частью входит в зацепление с горизонтальным коническим зубчатым колесом-диском 12 5 с вертикальной осью симметрии, образуя с ним коническую зубчатую передачу. К станине 1 жестко прикреплен корпус 13 планетарного редуктора с фланцевым электродвигателем 14 внизу, соединенным своим валом 15 с ведущим колесом 16 планетарного редуктора, при этом нижний горизонтальный диск 6 прикреплен к ведомому центральному колесу 17 планетарного редуктора, причем их оси симметрии и вращения совпадают, а ведомое водило 18 планетарного редуктора прикреплено к торцу нижнего конца проходящего через центральное сквозное отверстие горизонтального диска 6 вертикального вала 19 с закрепленным на его верхнем конце коническим зубчатым колесом-диском 12,причем вертикальные оси симметрии и вращения вертикального вала 19, конического зубчатого колеса-диска 12 и водила 18 совпадают. Вращение нижнего горизонтального диска 6 осуществляется от электродвигателя 14. Вращение верхнего горизонтального диска 5 осуществляется от электродвигателя 21 и ременной передачи 22. Направление вращения нижнего горизонтального диска 6 совпадает с направлением вращения шлифовального полого прямого цилиндра от электродвигателя 21 и противоположно направлению вращения верхнего горизонтального диска от электродвигателя 21 и ременной передачи 22. Станок работает следующим образом. 4 18211 1 2014.06.30 Перед началом работы после установки на стержень 9 бочкообразного ролика 10 и опускания в рабочее положение, предусматривающее контакт со сферической торцевой поверхностью бочкообразного ролика 10, шлифовального полого прямого цилиндра 20 между конусной поверхностью верхнего горизонтального диска 5, боковой поверхностью бочкообразного ролика 10 и конусной поверхностью нижнего горизонтального диска 6 помещается ФАП (на фигурах не показано). При включении в работу электродвигателей 21 и 14 шлифовальный полый прямой цилиндр 20 обрабатывает сферическую торцевую поверхность бочкообразного ролика 10, который приводится во вращение конической зубчатой передачей в составе конических зубчатых колес 11 и 12 от вертикального вала 19 и ведомого водила 18 планетарного редуктора. Боковая поверхность бочкообразного ролика 10 подвергается чистовой магнитно-абразивной обработке. При этом обеспечивается подвижность ферроабразивной щетки для нивелирования разницы окружных скоростей точек боковой поверхности ролика, происходит процесс самозатачивания абразивных зерен, снижается степень температурного и абразивного воздействия на обрабатываемую поверхность. Отшлифованная поверхность большого сферического торца бочкообразного ролика 10 в дальнейшем подвергается дополнительной магнитно-абразивной обработке на специализированном станке. 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. 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. 5. Калашников С.Н., Калашников А.С., Коган Г.И. и др. Производство зубчатых колес Справочник. - М. Машиностроение, 1990. - С. 194. 6. Скойбеда А. Т., Кузьмин А.В., Макейчик Н.Н. Детали машин и основы конструирования. - Минск Вышейшая школа, 1980. - С. 253. 7. Воднев В. Т., Наумович А.Ф., Наумович Н. Ф. Основные математические формулы. - Минск Вышейшая школа, 1980. - С. 202. 8. Мышкис А.Д. Лекции по высшей математике. - М. Наука, 1969. - С. 316. 9. Белькевич Б.А., Тимошков В.Д. Справочное пособие технолога машиностроительного завода. - Минск Беларусь, 1972. - С. 585. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5