УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТАТИЧЕСКОЙ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ ПОДШИПНИКА КАЧЕНИЯ

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована для измерения статической грузоподъемности подшипников качения.
Известно устройство комплексной вибродиагностики подшипников качения (патент RU на изобретение №2336512), которое включает переналаживаемую оснастку с установленными в ней испытуемым подшипником, датчики для измерения нагрузок и режимов работы установки и датчики для снятия диагностической информации.
Однако описанное выше устройство не обеспечивает измерение статической грузоподъемности подшипников.
Известны также способы определения статической грузоподъемности подшипников путем ее расчета на основе предварительного измерения геометрических параметров деталей подшипников (патенты RU на изобретения №2350919 и №2350920).
Недостатком этих способов является то, что они не могут учесть всего комплекса влияющих факторов на статическую грузоподъемность, что вызывает погрешность определения величины статической грузоподъемности.
Наиболее близким по технической сущности и совокупности признаков к заявляемому является устройство, содержащее оправку для закрепления подшипника и механизм нагружения с передачей нагрузки центрально через шар (А.И. Спришевский. Подшипники качения. М.: Машиностроение, 1968 стр. 138). Подшипник закрепляют на жесткой оправке на двух опорах и нагружают сверху грузом, охватывающим половину наружного кольца.
Недостатком наиболее близкого аналога является то, что он не позволяет учесть влияния осевой нагрузки на подшипник и влияние момента внешних сил, что снижает точность измерения.
Задачей настоящей полезной модели является повышения точности измерения статической грузоподъемности подшипника качения.
s
s
s
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для определения статической грузоподъемности подшипника качения, содержащем оправку, на которой закреплено одно из колец подшипника, шар, установленный в отверстии другого свободного кольца подшипника, и механизм нагружения, воздействующий на шар, механизм нагружения содержит упор, установленный соосно с подшипником и имеющий на торце скос под углом α=arctg(R/А), между шаром и свободным кольцом подшипника установлена втулка, обеспечивающая расстояние центра шара от центра подшипника, равное L=M/R, где R - радиальная эксплуатационная нагрузка на подшипник, Н; А - осевая эксплуатационная нагрузка на подшипник, Н; М - опрокидывающий момент внешних сил, действующий на подшипник в процессе эксплуатации, Н∙мм; d - диаметр шара, мм; L - расстояние центра шара от центра подшипника, мм; α - угол скоса торца упора, рад.
Техническим результатом является учет влияния на статическую грузоподъемность радиальной, осевой нагрузок и опрокидывающего момента внешних сил.
Так как внешняя нагрузка передается на шар через упор, имеющим на торце скос под углом, зависящим от соотношения радиальной и осевой нагрузки на подшипник, от это позволяет учесть влияние на статическую грузоподъемность подшипника комбинированной внешней нагрузки. А за счет того, что центр шара не совпадает в центром подшипника, учитывается влияние на статическую грузоподъемность опрокидывающего момента.
Сущность изобретения поясняется с помощью Фиг. 1, на которой показан устройство для измерения статической грузоподъемности подшипника качения, а на Фиг. 2 показан пример использования устройства для измерения статической грузоподъемности упорно-радиального подшипника.
Обозначения, используемые на рисунках:
1 - измеряемый подшипник;
2 - основание;
3 - оправка;
4 - шар;
5 - упор.
s
Устройство состоит (Фиг. 1 и Фиг. 2) из основания 2, в котором устанавливается измеряемый подшипник 1, оправки 3, установленной в отверстии измеряемого подшипника 1 и имеющей центральное отверстие, шара 4, закрепленного в отверстии оправки 3, и упора 5, имеющего на торце скос. Центр шара 4 находится на расстоянии L от центра измеряемого подшипника 1, которое определяется по формуле:
s
где R - радиальная эксплуатационная нагрузка на подшипник, Н; М - опрокидывающий момент внешних сил, действующий на подшипник в процессе эксплуатации, Н∙мм; L - расстояние центра шара от центра подшипника, мм.
Угол скоса торца упора определяется по формуле:
s
где А - осевая эксплуатационная нагрузка на подшипник, Н; d - диаметр шара, мм.
Работа устройства осуществляется следующим образом. На шар через упор передается внешняя нагрузка А, равная осевой подшипник, действующей при его эксплуатации. В месте контакта шара с упором нагрузка А раскладывается на две составляющие: радиальную составляющую R, действующую в радиальном направлении подшипника и равную эксплуатационной радиальной нагрузке, и результирующую нагрузку F, направленную в центр шара.
На внутреннее кольцо подшипника от нагрузки R создается действие опрокидывающего момента, равного:
От нагрузки А в противоположном направлении действует опрокидывающий момент, равный:
В сумме они обеспечивают опрокидывающий момент, равный:
Таким образом, при измерении статической грузоподъемности подшипника учитывается действие радиальной, осевой нагрузок и опрокидывающего момента внешних сил, действующих на подшипник в процессе эксплуатации. Тем самым обеспечивается решение задачи повышения точности измерения статической нагрузки.
Пример. На упорно-радиальный подшипник 1118-2902840 (Фиг. 2) в процессе эксплуатации действует осевая нагрузка A=9950 Н и радиальная нагрузка R=1254 Н. Опрокидывающий момент отсутствует: М=0.
s
В таком случает в соответствии с равенством (1) L=0, и, следовательно, центр шара 4 должен совпадать с центром подшипника 1. Эта задача решается за счет соответствующей глубины центрального отверстия втулки 3, в которое установлен подшипник 4.
Угол скоса на торце упора определяем по формуле (2):
α=arctg(1254/9950)=0,125 рад.
Это соответствует α=7,2°.
Если после нагружения устройства силой А на дорожках качения подшипника не остаются следы остаточной деформации от шариков, то, следовательно, испытываемый подшипник гарантированно выдерживает требуемую статическую грузоподъемность.
Таким образом, при измерении статической грузоподъемности подшипника учитывается действие комбинированной внешней нагрузки.