СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ МАСЛОЕМКОСТИ ШАРИКОПОДШИПНИКА
METHOD FOR INCREASING OIL CARRYING CAPACITY OF BALL BEARING

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к конструкциям и способам изготовления подшипников качения, в частности радиальных и упорных шарикоподшипников.
Известен способ повышения маслоемкости цилиндрических подшипниковых пар скольжения (вал-втулка), поверхности трения которых имеют систему синусоидальных канавок, получаемых вибронакатыванием или виброрезанием, когда инструменту при движении по поверхности детали помимо основного движения в направлении подачи дополнительно сообщают возвратно-поступательное движение вдоль или перпендикулярно к оси обрабатываемого изделия [авт. св. №135095, авт. св. №366062, МПК: В24В 39/00].
Недостатком данного технического решения является отсутствие возможности образования маслоемких канавок на тороидальных поверхностях деталей, например, на беговых дорожках радиальных и упорных шарикоподшипников.
Известен способ повышения маслоемкости контактных поверхностей подшипников качения, на которых создают систему регулярных дискретных углублений дугообразного сечения, получаемых при вращении детали инструментом в виде резца или наконечника, совершающего одновременно движение подачи по криволинейной поверхности беговой дорожки кольца подшипника и движение осцилляции в направлении обрабатываемой поверхности [Патент США 2005102837, МПК: B23B 1/00, F16C 33/30, F16C 33/32, F16C 33/34, F16C 33/58, F16C 33/64, F16C 33/66].
Недостатками данного технического решения является то, что его технологическое исполнение требует применения весьма сложных конструкций виброголовок. Кроме того, подшипники, на беговых дорожках колец которых создают частично регулярный микрорельеф, имеют пониженные эксплуатационные свойства, так как при динамическом контакте тел качения в виде шариков с относительно острыми кромками канавок возникает значительный шум, а на шариках образуются местные дефекты.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ повышения маслоемкости радиального или упорного шарикоподшипника, тороидальные поверхности колец которых имеют частично регулярный или полностью регулярный микрорельеф в виде системы непрерывных синусоидальных канавок глубиной до 15 мкм, создаваемых вибронакатыванием или виброрезанием за счет выполнения трех исполнительных движений: вращения детали, движения подачи инструмента и его осцилляции по криволинейной поверхности тора [Шнейдер Ю.Г. Эксплуатационные свойства деталей с регулярным микрорельефом. Л.: Машиностроение. - 1982, стр.36-39, 196].
К недостаткам прототипа относятся недостатки предыдущего способа.
Задачей настоящего изобретения является упрощение технологии изготовления маслоемких радиальных и упорных шарикоподшипников и повышение их эксплуатационных свойств.
Технический результат данного изобретения заключается в том, что из системы масляных лунок смазка поступает к трущимся поверхностям подшипника, что обеспечивает повышение несущей способности подшипников, их контактной выносливости и износостойкости.
Поставленная задача достигается тем, что в способе повышения маслоемкости радиального или упорного шарикоподшипника, заключающемся в том, что на тороидальных дорожках его колец создают регулярный микрорельеф, полученный виброобкатыванием или виброрезанием, при котором инструменту сообщают движения подачи и осцилляции по криволинейной поверхности тора, согласно предлагаемому техническому решению, регулярный микрорельеф создают в виде дискретных серповидных микролунок при вращении кольца шарикоподшипника и осцилляции инструмента вдоль оси у радиального шарикоподшипника или перпендикулярно оси у упорного шарикоподшипника при отсутствии движения подачи, при этом инструмент устанавливают в среднем положении его осцилляции до соприкосновения с поверхностью беговой тороидальной дорожки кольца шарикоподшипника.
<mrow><mi>i</mi><mo>≥</mo><mfrac bevelled="true"><mrow><mi>π</mi><mi>d</mi></mrow><mrow><mn>2</mn><msqrt><mrow><mn>2</mn><mi>r</mi><mi>h</mi></mrow></msqrt></mrow></mfrac></mrow>
При создании полностью регулярного микрорельефа на рабочей поверхности беговых дорожек колец шарикоподшипника, соприкасающейся с телами качения - шариками, инструмент углубляют в поверхность тороидальной дорожки кольца шарикоподшипника в среднем положении его осцилляции, а при обработке выполняют условие:
, где i - число циклов осцилляции резца за один оборот кольца шарикоподшипника, d - диаметр тороидальной дорожки кольца в среднем сечении, r - радиус вершины резца или деформирующего наконечника, h - величина углубления инструмента.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами: на фиг.1 изображена схема для осуществления способа повышения маслоемкости упорного шарикоподшипника, на фиг.2 - взаиморасположение масляных лунок на развертке беговой дорожки кольца шарикоподшипника, где позициями обозначены: 1 - обрабатываемая деталь, 2 - деформирующий или режущий инструмент, 3 - беговая дорожка шарикоподшипника, 4 - система масляных лунок.
Способ осуществляется следующим образом.
д
дв.х
дв.х.
д
Выбирают вид микрорельефа. При нанесении микрорельефа в виде дискретных серповидных микролунок на участках беговых тороидальных дорожек колец шарикоподшипника, не контактирующих с телами качения - шариками, установку деформирующего или режущего инструмента 2 при наладке осуществляют в среднем положении его осцилляции до соприкосновения с центром А беговой тороидальной дорожки шарикоподшипника 3 (или с зазором 1-2 мкм). Обрабатываемая деталь 1 (например, кольцо упорного шарикоподшипника) получает вращение с частотой n, а деформирующий или режущий инструмент 2 - движения подачи и осцилляции перпендикулярно оси вращения обрабатываемой детали 1 с частотой n. В результате обработки на поверхности беговой дорожки шарикоподшипника 3, не соприкасающейся с телами качения - шариками при работе шарикоподшипника, образуется частично регулярный микрорельеф в виде системы масляных лунок 4. Объемные характеристики и взаимное расположение масляных лунок 4 зависят от отношения n/n=i=[i]+{i}, где [i] - целая часть числа i, a {i} - дробная часть числа i (фиг.2).
д
дв.х
Для образования полностью регулярного микрорельефа на рабочей поверхности беговой тороидальной дорожки шарикоподшипника 3, соприкасающейся с шариками, деформирующий или режущий инструмент 2 при настройке углубляют в поверхность тороидальной дорожки кольца шарикоподшипника 3 в центре А на величину h для обеспечения требуемой высоты элемента поверхности полностью регулярно микрорельефа - R (ГОСТ 24773-81). Обрабатываемая деталь 1 (кольцо упорного шарикоподшипника) получает вращение с частотой n, а деформирующий или режущий инструмент 2 - движения подачи и осцилляции перпендикулярно оси вращения обрабатываемой детали 1 с частотой n. При этом выполняют условие получения полностью регулярного микрорельефа:
<mrow><mi>i</mi><mo>≥</mo><mfrac bevelled="true"><mrow><mi>π</mi><mi>d</mi></mrow><mrow><mn>2</mn><msqrt><mrow><mn>2</mn><mi>r</mi><mi>h</mi></mrow></msqrt></mrow></mfrac></mrow>
,
где i - число циклов осцилляции резца за один оборот кольца шарикоподшипника, d - диаметр беговой тороидальной дорожки кольца в среднем сечении, r - радиус вершины резца или деформирующего наконечника, h - величина углубления инструмента.
дв.х
Реализация предлагаемого способа осуществляется на токарном станке, на суппорте которого устанавливается виброголовка с инструментом, получающим осциллирующие колебания вдоль или перпендикулярно оси вращения шпинделя с закрепленной на нем деталью. Плавное регулирование частоты осцилляции n осуществляют двигателем постоянного тока.
Данное изобретение может найти широкое применение в производстве большой номенклатуры радиальных и упорных шарикоподшипников.