ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА СТАБИЛИЗАЦИИ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КОНТАКТНОЙ ОБЛАСТИ ПРИ ШАРИКОВОЙ РАСКАТКЕ

Аннотация: Известно, что шариковые подшипники, изготовленные в одних и тех же условиях, на практике показывают различную работоспособность. Объясняется это погрешностями изготовления деталей, к которым подшипники весьма чувствительны. Обеспечить стабилизацию погрешностей деталей подшипников и повышение их работоспособности позволяет шариковая раскатка. Теоретические исследования позволили решить поставленную в работе актуальную задачу стабилизации геометрических параметров контактной области в процессе пластического деформирования.

Ключевые слова: стабилизация, шариковая раскатка, подшипник,  пластическая деформация.

Задачей данной работы является рассмотрение стабилизации эксплуатационных параметров шариковых подшипников, обеспечение показателей качества при обработке методом холодной шариковой раскатки.

Экспериментальные исследования проводились на основе теории многофакторного планирования экспериментов, а обработка полученных данных – с использованием методов математической статистики. В качестве измерительных средств исследования использовались оборудование и приборы  ООО HПП НИМ ,ОАО «ЕПК Саратов»,  ОАО «Рефмашпром»

На основании анализа ряда работ в области обработки металлов давлением были выделены наиболее важные и значимые факторы, оказывающие существенное влияние. В качестве варьируемых факторов были приняты: число шариков используемых при раскатке(k); осевое усилие приходящееся на один шарик (P), время раскатки одного кольца (t). Был поставлен полный факторный эксперимент 23. 

В результате осуществления способа на дорожках качения колец подшипника образуются локальные дорожки качения, по которым катятся шарики в собранном подшипнике. Профиль локальных дорожек совпадает с профилем шариков, и поэтому контактные напряжения в подшипнике получаются значительно меньшими, чем в стандартном подшипнике. Кроме того поверхность дорожки качения в процессе раскатки упрочняется, снижается ее шероховатость, стабилизируются геометрические параметры контактной области и механические свойства рабочих поверхностей. Все это способствует повышению нагрузочной способности подшипника, снижению чувствительности к ударным нагрузкам, уменьшает разброс долговечности подшипников. .

На основании экспериментальных исследований и математических расчетов  построены графики  зависимости момента сопротивления и статической грузоподъемности от осевой нагрузки  при раскатывании дорожек качения шариковых подшипников (рис.1-2).

Видно, что наибольшее влияние во всех проведенных экспериментах имела нагрузка, так как улучшение  параметров зависит от изменения поверхности дорожки качения, в нашем случае это ее пластическое деформирование, которое возможно при достижении определенных нагрузок. Естественно повышение нагрузок приводит к  увеличению упрочненного слоя и «сглаживанию» поверхности. На рисунке 2 видно, что  момент сопротивления вращению увеличивается при увеличении осевой нагрузки при раскатке, это показывает, что момент сопротивления  находится в прямой зависимости от нагрузки. С увеличением нагрузки возрастают размеры площадки контакта и возрастает сила трения шариков и дорожек качения.